JP2013255194A - 緩衝ユニットおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の撮像装置において、経年変化等によりゴムがつぶれると、撮像素子等のユニットが外装部材と直接当たってしまい、衝撃を緩和できなくなってしまうことがあった。
【解決手段】緩衝ユニットは、第１構造体と、第２構造体とを備え、第１構造体の第１部分および第２構造体の第２部分の一方には第１軸の方向に延伸する第１軸部が設けられ、他方には第１軸部と回転可能に嵌合する第１孔が設けられ、第１構造体の第３部分および第２構造体の第４部分の一方には第１軸の方向と異なる第２軸の方向に延伸する第２軸部が設けられ、他方には第２軸部と回転可能に嵌合する第２孔が設けられ、第２構造体に衝撃が加えられた場合に、第１部分と第２部分との間で第１軸周りの相対的な回転変位が許容されるとともに、第３部分と第４部分との間で第２軸周りの相対的な回転変位が許容される。
【選択図】図２

Description

本発明は、緩衝ユニットおよび撮像装置に関する。

撮像装置において、撮像素子等のユニットを、ゴムを介して外装部材と連結し、外装部材に衝撃が加えられた場合に外装部材に対して撮像素子等のユニットを変位させて衝撃を緩和することが知られている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００５−３５４６３７号公報

上述の撮像装置において、経年変化等によりゴムがつぶれると、撮像素子等のユニットが他の部材と直接当たってしまい、衝撃を緩和できなくなってしまうことがあった。

本発明の第１の態様における緩衝ユニットは、第１構造体と、第２構造体とを備え、第１構造体の第１部分および第２構造体の第２部分の一方には第１軸の方向に延伸する第１軸部が設けられ、他方には第１軸部と回転可能に嵌合する第１孔が設けられ、第１構造体の第３部分および第２構造体の第４部分の一方には第１軸の方向と異なる第２軸の方向に延伸する第２軸部が設けられ、他方には第２軸部と回転可能に嵌合する第２孔が設けられ、第２構造体に衝撃が加えられた場合に、第１部分と第２部分との間で第１軸周りの相対的な回転変位が許容されるとともに、第３部分と第４部分との間で第２軸周りの相対的な回転変位が許容される。

本発明の第２の態様における撮像装置は、第１構造体と、第２構造体と、第１構造体に固定され、撮像素子を保持する保持部材と、保持部材および第２構造体に固定され、撮像素子で発生した熱を保持部材から第２構造体へ伝達する伝熱部材とを備え、第２構造体に衝撃が加えられた場合に第２構造体に対する第１構造体の変位が許容されるように、第１構造体は第２構造体に対して支持され、伝熱部材は、第２構造体に加えられた衝撃により、第１構造体より先に塑性変形する。

本発明の第３の態様における撮像装置は、交換レンズを装着するためのマウントと、撮像素子を保持する保持部材と、マウントと保持部材に挟まれた構造体と、保持部材およびマウントに固定され、撮像素子で発生した熱を保持部材からマウントへ伝達する中継部材とを備え、中継部材は構造体よりも熱伝導性が高い。

上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

本実施形態に係るカメラを構成する主要構造物の分解斜視図である。 本体ユニットの構成を示す構成図である。 本実施形態における嵌合構造を説明する説明図である。 嵌合構造の変形例を説明する説明図である。 本実施形態における第１放熱構造を説明する説明図である。 第１伝熱部材の保持部材への固定手法を説明する説明図である。 第１伝熱部材の形状を説明する説明図である。 本実施形態における第２放熱構造を説明する説明図である。 第２伝熱部材の伝熱機能を説明する説明図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る撮像装置としてのカメラ１００を構成する主要構造物の分解斜視図である。なお、本実施形態において、図１に示すように、光軸１０１に平行な方向すなわちカメラ１００の前後方向をｚ軸方向とする。また、カメラ１００の長手方向すなわちカメラ１００の左右方向をｘ軸方向とし、ｚ軸およびｘ軸に直交する方向すなわちカメラ１００の上下方向をｙ軸方向とする。そして、前方向、左方向、上方向をそれぞれｚ軸、ｘ軸、ｙ軸の正方向とする。

カメラ１００は、本体ユニット１２０に対して組みつけられる外装部材１１０を備える。外装部材１１０は、主に前面外装部材１１１、上面外装部材１１２および背面外装部材１１３から構成され、図示するように、それぞれの方向から本体ユニット１２０へ組み付けられる。

本体ユニット１２０は、交換レンズを装着するためのマウント１３０と、ボックス状の支持体であるボックス体１４０と、カメラ１００全体の骨格構造体としてのシャーシ１６０とを備える。ボックス体１４０は、ミラー等の光学部材が内部に設けられ、交換レンズが透過する被写体光束を後述する撮像素子へ導く光路を形成する。ボックス体１４０の内面は、反射等による迷光を防止すべく、反射防止剤の塗装、植毛紙の貼付などの反射防止対策が施されている。ボックス体１４０は、例えばエンジニアリングプラスチックにより樹脂成形される。本実施形態において、ボックス体１４０の材料は、ガラス、カーボンで強化されたポリカーボネート（ＰＣ）である。

ボックス体１４０には、マウント１３０が固定されている。マウント１３０は、例えば、いわゆるバヨネット方式を採用する。マウント１３０のマウント面は、フランジバックの基準面としての役割を担う。交換レンズがマウント面に接してバヨネットによりマウント１３０に装着されると、交換レンズからボックス体１４０の内部を通過して撮像素子に至る被写体光束の光路が完成する。本実施形態において、マウント１３０の材料はアルミニウムである。

シャーシ１６０は、カメラ１００の外部から加えられる衝撃力に対抗して内部構造物を保護すべく、カメラ１００の骨格構造として高い剛性を備える。シャーシ１６０は、例えば、板状のステンレス鋼がプレス機により打ち抜き加工、折り曲げ加工等を施されて成形される。また、シャーシ１６０は、撮像素子で発生した熱を外装部材１１０へ伝達する伝熱部材としての役割も担う。本実施形態において、シャーシ１６０の材料はアルミニウムである。

なお、本実施形態において、上面外装部材１１２が鉛直上方を向いたカメラ１００の姿勢、すなわちｙ軸負方向が重力方向となるカメラ１００の姿勢をカメラ１００の基準姿勢と称する。また、基準姿勢のカメラ１００におけるボックス体１４０の姿勢をボックス体１４０の基準姿勢と称する。

次に、本体ユニット１２０の構成について説明する。図２は、本体ユニット１２０の構成を示す構成図である。図２（ａ）は、本体ユニット１２０の平面図である。図２（ｂ）は、本体ユニット１２０の左側面図である。図２（ｃ）は、本体ユニット１２０の右側面図である。なお、図２において、ボックス体１４０のおおよその範囲を点線で示す。また、図２（ｂ）において、シャーシ１６０の一部を省略する。

ボックス体１４０の前面には、マウント１３０が固定される。また、ボックス体の背面には、撮像素子１７０を保持する保持部材１８０がビスによって固定される。したがって、光軸１０１に沿って、被写体側から順に、マウント１３０、ボックス体１４０および撮像素子１７０が配列される。なお、撮像素子１７０は、接着剤等により保持部材１８０に強固に固定される。また、保持部材１８０の材料は、後述する放熱の観点から、熱伝導率の高いアルミニウムである。

シャーシ１６０は、底面シャーシ１６１と背面シャーシ１６２で構成される。図１を用いて説明した背面外装部材１１３は、ビスによって底面シャーシ１６１および背面シャーシ１６２に固定される。背面シャーシ１６２は、ボックス体１４０を支持する２つの腕部である第１支持アーム１６３および第２支持アーム１６４を含む。

ボックス体１４０は、左側壁部１４１、および左側壁部１４１とｘ軸方向に離れて対向する右側壁部１４２を含む。ボックス体１４０の左側壁部１４１には、ｙ軸方向と平行な第１軸１５１に沿って延伸する第１軸部１５２が設けられている。第１軸部１５２は、背面シャーシ１６２の第１支持アーム１６３に設けられた孔に挿入される。第１軸部１５２と第１支持アーム１６３の孔との嵌合は隙間嵌めである。したがって、第１軸部１５２は、第１支持アーム１６３の孔と回転可能に嵌合する。

第１軸部１５２と第１支持アーム１６３の孔との嵌合構造により、外装部材１１０を介してシャーシ１６０に衝撃が加えられた場合に、第１軸部１５２が設けられた左側壁部１４１と第１支持アーム１６３との間で、第１軸１５１周りの相対的な回転変位が許容される。なお、相対的な回転変位は、ボックス体１４０が弾性変形する範囲内で許容される。一方、左側壁部１４１と第１支持アーム１６３との間の他の相対的な変位は規制される。

ボックス体１４０の右側壁部１４２には、ｘ軸方向と平行な第２軸１５３に沿って延伸する第２軸部１５４が設けられている。第２軸部１５４は、背面シャーシ１６２の第２支持アーム１６４に設けられた孔に挿入される。第２軸部１５４と第２支持アーム１６４の孔との嵌合は隙間嵌めである。したがって、第２軸部１５４は、第２支持アーム１６４の孔と回転可能に嵌合する。

第２軸部１５４と第２支持アーム１６４の孔との嵌合構造により、外装部材１１０を介してシャーシ１６０に衝撃が加えられた場合に、第２軸部１５４が設けられた右側壁部１４２と第２支持アーム１６４との間で、第２軸１５３周りの相対的な回転変位が許容される。なお、相対的な回転変位は、ボックス体１４０が弾性変形する範囲内で許容される。一方、右側壁部１４２と第２支持アーム１６４との間の他の相対的な変位は規制される。

本実施形態において、第１軸部１５２および第２軸部１５４が設けられた第１構造体としてのボックス体１４０と、第１軸部と回転可能に嵌合する孔および第２軸部１５４を回転可能に嵌合する孔が設けられた第２構造体としてのシャーシ１６０とによって、緩衝ユニットが構成される。本実施形態における緩衝ユニットは、ゴム等の弾性部材を用いずに衝撃を緩和する。本実施形態における緩衝ユニットは、ゴム等の弾性部材を用いないことにより以下の効果を発揮する。

ゴム等の弾性部材を用いてボックス体１４０を支持すると、外装部材１１０を介してシャーシ１６０に衝撃が加えられた場合に、弾性部材の経年変化等によるつぶれによってボックス体１４０がシャーシ１６０等の他の部材と接触してしまうことがある。これに対し、本実施形態における緩衝ユニットは、外装部材１１０を介してシャーシ１６０に衝撃が加えられた場合に、ボックス体１４０とシャーシ１６０等の他の部材との接触を防ぐことができる。

特に、ｚ軸方向すなわち光軸１０１の方向においてゴム等の弾性部材を用いてボックス体１４０を支持すると、ゴム等の弾性部材が沈み込むことにより、撮像素子１７０を保持する保持部材１８０が背面側に配置された画像処理基板等の部材と接触してしまうことがある。これに対し、本実施形態における緩衝ユニットは、ｚ軸方向の精度を保って背面側に配置された画像処理基板等の部材との接触を回避することができる。

また、ゴム等の弾性部材によってボックス体１４０を支持すると、カメラ１００に装着した交換レンズ、三脚が風に煽られた場合等にボックス体１４０が振動し、撮像素子１７０で結像する像がぶれてしまう。これに対し、本実施形態における緩衝ユニットは、ボックス体１４０の振動を防ぐことができる。

また、ゴム等の弾性部材を用いてボックス体１４０を支持すると、外装部材１１０を介してシャーシ１６０に衝撃が加えられた場合に、衝撃がゴム等の弾性部材で吸収可能な範囲を超えることにより、ボックス体１４０に加わる衝撃が突然増えることがある。これに対し、本実施形態の緩衝ユニットは、ボックス体１４０とのシャーシ１６０との相対的な回転変位によるねじれで衝撃を緩和するので、ボックス体１４０に加わる衝撃が突然増えることはない。

本実施形態における緩衝ユニットは、ボックス体１４０の異なる箇所で異なる軸方向の回転変位のみを許容するので、衝撃を方向の異なるねじれ成分に分解して逃がすことができる。また、第１軸１５１の方向と第２軸１５３の方向とを直交させることにより、衝撃を直交するねじれ成分に分解して逃がすことができる。また、第１軸１５１および第２軸１５３は光軸１０１に直交するので、光軸１０１に直交するねじれを逃がすことができる。

本実施形態における緩衝ユニットは、互いに離れて対向する左側壁部１４１および右側壁部１４２に対して異なる軸方向の回転変位を許容する。離れた箇所を異なる方向に回転変位させることにより、それぞれの箇所でのねじれを発生しやすくして衝撃を緩和することができる。

図２に示すように、第１支持アーム１６３は、第１軸１５１の方向と異なる方向に延伸する。したがって、第１支持アーム１６３は、第１軸１５１周りの回転変位以外の変位を規制し易くなる。同様に、第２支持アーム１６４は、第２軸１５３の方向と異なる方向に延伸する。このように、第２支持アーム１６４は、第２軸１５３周りの回転変位以外の変位を規制し易くなる。

第１支持アーム１６３および第２支持アーム１６４の双方は、ｚ軸方向すなわち光軸１０１の方向に延伸する。したがって、ボックス体１４０の光軸方向における変位の規制力を高めて、光軸１０１の方向における撮像素子１７０の位置精度を高めることができる。

図２に示すように、第１支持アーム１６３の支持支点から第１軸１５１までの距離Ｌ_１は、第２支持アーム１６４の支持支点から第２軸１５３までの距離Ｌ_２と異なる。このように距離Ｌ_１と距離Ｌ_２とを異ならせることにより、距離の長い支持アーム側をねじれ易くして衝撃を緩和することができる。

また、第１軸１５１は、ボックス体１４０が基準姿勢に維持された場合に、重力方向すなわちｙ軸方向と平行となる。したがって、第１支持アーム１６３の支持支点から第１軸１５１までの距離Ｌ_１を短くすることにより、ボックス体１４０の重力方向への剛性を高めることができる。よって、カメラ１００が基準姿勢に保持された場合に、マウント１３０に装着された交換レンズの自重によるボックス体１４０の倒れを防ぐことができる。また、第２支持アーム１６４の支持支点から第２軸１５３までの距離Ｌ_２を長くすることにより、右側壁部１４２側の箇所をねじれ易くして衝撃を緩和することができる。

マウント１３０は、交換レンズの装着機能として更に、カメラ１００と交換レンズの通信を担う通信端子の接続、交換レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動力の伝達などの機能を有する場合もある。したがって、マウント１３０は、ボックス体１４０に対して精度良く固定されることが要求される。そのため、ボックス体１４０のうちマウント１３０が取り付けられるマウント固定面近傍は、肉厚に形成されて剛性が高められており、マウント１３０は、ボックス体１４０に対して精度良く、しかも強固に固定される。

本実施形態において、ボックス体１４０は、マウント１３０の近傍の第１取付部１４３および第２取付部１４４の２箇所で、ビスによって底面シャーシ１６１に固定されている。また、ボックス体１４０は、前面外装部材１１１と対向する２箇所で、ビスによって前面外装部材１１１と固定されている。

ボックス体１４０とシャーシ１６０が、マウント近傍で固定されていれば、ボックス体１４０とシャーシ１６０の相対的な位置関係を維持しつつ、それぞれに加えられる衝撃が他方に伝達されることを最小限に抑制することができる。一方、本実施形態の緩衝ユニットは、マウント１３０側に比べて剛性の低いボックス体１４０の撮像素子１７０側の箇所において回転変位を許容して衝撃を緩和する。

このように、本実施形態の緩衝ユニットは、比較的剛性の高いマウント１３０側すなわち撮像素子１７０から遠い側でシャーシ１６０に対してボックス体１４０を固定し、比較的剛性の低い撮像素子１７０に近い側でシャーシ１６０に対して回転変位を許容させる箇所を設ける。したがって、衝撃緩和の効率を高めることができる。

図３は、本実施形態における嵌合構造を説明する説明図である。図３（ａ）は、第１軸部１５２と第１支持アーム１６３との嵌合箇所の断面図である。第１支持アーム１６３には第１孔１６５が設けられており、第１軸部１５２は第１孔１６５に挿入される。上述したように、第１軸部１５２は第１孔１６５と回転可能に嵌合する。そして、ビス１５５が第１軸部１５２と締結することにより、ｙ軸方向における第１軸部１５２と第１支持アーム１６３との相対的な変位が規制される。

図３（ｂ）は、第２軸部１５４と第２支持アーム１６４との嵌合箇所の断面図である。第２支持アーム１６４には第２孔１６６が設けられており、第２軸部１５４は第２孔１６６に挿入される。上述したように、第２軸部１５４は第２孔１６６と回転可能に嵌合する。そして、ビス１５６が第２軸部１５４と締結することにより、ｙ軸方向における第２軸部１５４と第２支持アーム１６４との相対的な変位が規制される。

嵌合構造における軸部および孔の配置、並びに支持レバーの形態は、上述の実施形態に限らない。図４は、嵌合構造の変形例を説明する説明図である。図４では、ボックス体１４０の左側壁部１４１に対する嵌合構造を例に示す。

図４（ａ）は、嵌合構造の第１変形例を示す。第１変形例では、第１支持アーム１６３において第１軸２０１の方向に延伸する第１軸部２０２が設けられ、ボックス体１４０の左側壁部１４１において第１孔２０３が設けられる。そして、第１支持アーム１６３の第１軸部２０２が第１孔２０３に挿入されるとともに、ビス２０４が第１支持アーム１６３の貫通孔２０５を通過して左側壁部１４１と締結する。第１軸部２０２が第１孔２０３と回転可能に嵌合することにより、上述の実施形態と同様の機能を果たす。

図４（ｂ）は、嵌合構造の第２変形例を示す。第２変形例では、ボックス体１４０の左側壁部１４１は、第１支持アーム２１０を含む。そして、背面シャーシ１６２において第１軸２１１の方向に延伸する第１軸部２１２が設けられ、第１支持アーム２１０において第１孔２１３が設けられる。そして、背面シャーシ１６２の第１軸部２１２が第１孔２１３に挿入されるとともに、ビス２１４が第１軸部２１２と締結する。第１軸部２１２が第１孔２１３と回転可能に嵌合することにより、上述の実施形態と同様の機能を果たす。

図４（ｃ）は、嵌合構造の第３変形例を示す。第３変形例では、ボックス体１４０の左側壁部１４１は、第１支持アーム２２０を含む。そして、第１支持アーム２２０において第１軸２２１の方向に延伸する第１軸部２２２が設けられ、ボックス体１４０の左側壁部１４１において第１孔２２３が設けられる。そして、第１支持アーム２２０の第１軸部２２２が第１孔２２３に挿入されるとともに、ビス２２４が第１支持アーム２２０の貫通孔２２５を通過して背面シャーシ１６２と締結する。第１軸部２２２が第１孔２２３と回転可能に嵌合することにより、上述の実施形態と同様の機能を果たす。

図４においてはボックス体１４０の左側壁部１４１に対する嵌合構造を用いて変形例を説明したが、ボックス体１４０の右側壁部１４２に対する嵌合構造にもこれらの変形例を適用することができる。また、ボックス体１４０の左側壁部１４１に対する嵌合構造とボックス体１４０の右側壁部１４２に対する嵌合構造とを異ならせてもよい。

例えば、図３を用いて説明した嵌合構造をボックス体１４０の左側壁部１４１に適用し、図４（ｂ）を用いて説明した嵌合構造をボックス体１４０の右側壁部１４２に適用する。このように嵌合構造を異ならせることにより、本体ユニット１２０の設計の自由度が高まる。

なお、上述の実施形態において軸部および孔のいずれかが設けられた支持アームが用いられたが、アーム形状以外の支持部材が用いられてもよい。また、ボックス体１４０とシャーシ１６０とが近接する場合には、支持アームを設けずに、互いに近接するボックス体１４０の箇所およびシャーシ１６０の箇所の一方に軸部を設け、他方に孔を設けてもよい。

次に、本実施形態における第１放熱構造について説明する。外装部材１１０に加えられる衝撃を緩和する衝撃緩和機能の観点からは、ボックス体１４０の撮像素子１７０側の箇所は、シャーシ１６０に固定させずに、シャーシ１６０に対する変位を許容したい。一方、撮像素子１７０で発生した熱を放熱する放熱機能の観点からは、撮像素子１７０を保持する保持部材１８０とシャーシ１６０とを熱伝導性の高い伝熱部材で連結させたい。本実施形態における第１放熱構造は、双方の要望を極力満たすことを目的とする。

図５は、本実施形態における第１放熱構造を説明する説明図である。第１放熱構造において、撮像素子１７０を保持する保持部材１８０と底面シャーシ１６１とを連結する第１伝熱部材３００が採用される。第１伝熱部材３００は、２つのビス３０１、ビス３０２によって、保持部材１８０に固定される。また、第１伝熱部材３００は、２つのビス３０３、ビス３０４によって、底面シャーシ１６１に固定される。

第１伝熱部材３００は、撮像素子１７０で発生した熱を保持部材１８０から底面シャーシ１６１へ伝達する。底面シャーシ１６１は、第１伝熱部材３００から受け取った熱を背面外装部材１１３へ伝達する。この伝熱経路によって、撮像素子１７０で発生した熱は外部へ放出される。

ここで、第１伝熱部材３００として剛性の高い連結部材を採用した場面を想定する。外装部材１１０を介して底面シャーシ１６１に衝撃が加えられた場合に、底面シャーシ１６１から剛性の高い連結部材を介して保持部材１８０およびボックス体１４０に衝撃が加わってしまう。

そこで、本実施形態において、第１伝熱部材３００は、底面シャーシ１６１に加えられた衝撃により、ボックス体１４０より先に塑性変形するように構成される。この構成によれば、第１伝熱部材３００は、外装部材１１０を介して底面シャーシ１６１に加えられた衝撃ですぐに塑性変形する。そのため、底面シャーシ１６１から第１伝熱部材３００を介して上述の緩衝ユニットへ加わる衝撃を低減することができる。

また、第１伝熱部材３００がボックス体１４０および保持部材１８０に加える力はボックス体１４０の弾性力に比べて弱いので、撮像素子１７０は元の位置に戻る。また、第１伝熱部材３００は、塑性変形して元の形状に戻らなくなっても、保持部材１８０と底面シャーシ１６１を熱的に接合しており、伝熱機能を果たす。

第１伝熱部材３００の機能は、材料および板厚で調整される。第１伝熱部材３００の材料として、アルミニウム、銅等のヤング率が低くかつ熱伝導率の高い金属が採用される。本実施形態において、第１伝熱部材３００の材料はアルミニウムである。板厚を薄くれば塑性変形し易くなるが、熱伝導性が低下し、また塑性変形を繰り返した場合に破断し易くなる。そのため、板厚は、材料、耐久性等の要件に応じて、実験的またはシミュレーション的に算出される。

なお、第１伝熱部材３００の表面に熱伝導シートであるグラファイトシートを貼着してもよい。第１伝熱部材３００の材料としてアルミニウム、銅よりも熱伝導率の低い鉄等の金属を用いる場合、グラファイトシートを併用することにより熱伝導性を高めることができる。グラファイトシートは、例えば、ビス３０１等が締結されている第１伝熱部材３００の外表面上に貼着される。この構成によれば、グラファイトシートを容易に貼着できる。

グラファイトシートは、底面シャーシ１６１および保持部材１８０と接触する第１伝熱部材３００の内表面上に貼着されてもよい。この構成によれば、保持部材１８０から底面シャーシ１６１への熱伝導性を高めることができる。また、グラファイトシートは、第１伝熱部材３００の外表面と内表面の双方に貼着されてもよい。なお、熱伝導性シートは、熱伝導性の高い樹脂シート等であってもよい。

本実施形態において、第１伝熱部材３００と保持部材１８０の固定箇所を制限して、第１伝熱部材３００がボックス体１４０に加える力を極力低減する。まず、第１伝熱部材３００よりも剛性の高いボックス体１４０の箇所の近傍で第１伝熱部材３００を保持部材１８０に固定する。また、ボックス体１４０のうちで剛性の高い箇所の近傍で第１伝熱部材３００を保持部材１８０に固定する。以下に、第１伝熱部材３００と保持部材１８０との固定手法について説明する。

図６は、第１伝熱部材３００と保持部材１８０との固定手法を説明する説明図である。保持部材１８０は、３つのビス１８１、ビス１８２、ビス１８３によって、ボックス体１４０の背面において比較的剛性の高い３箇所で固定される。そして、第１伝熱部材３００は、保持部材１８０とボックス体１４０との固定箇所近傍で保持部材１８０に固定される。本実施形態では、第１伝熱部材３００は、底面シャーシ１６１に最も近い、ビス１８１による保持部材１８０とボックス体１４０の底部１４５との固定箇所近傍で保持部材１８０と固定される。なお、ボックス体１４０の底部１４５は、肉抜き加工を施されて、剛性が高められている。

また、第１伝熱部材３００は、剛性の比較的高い、保持部材１８０とボックス体１４０との２つの固定箇所を結んだ軸線上で、保持部材１８０に固定される。なお、第１伝熱部材３００と保持部材１８０との固定箇所が複数の場合には、少なくとも１つの固定箇所が上述の軸線上に位置するように調整される。図６の例では、ビス３０１およびビス３０２による２つの固定箇所のうち、ビス３０１による固定箇所がビス１８１およびビス１８２による２つの固定箇所を結んだ軸線上に配置されている。

また、第１伝熱部材３００は、剛性の比較的高い、保持部材１８０とボックス体１４０との３つ以上の固定箇所を結んで構成される領域内で、保持部材１８０に固定される。なお、第１伝熱部材３００と保持部材１８０との固定箇所が複数の場合には、少なくとも１つの固定箇所が上述の領域内に位置するように調整される。図６の例では、ビス３０１およびビス３０２による２つの固定箇所のうち、ビス３０１による固定箇所がビス１８１、ビス１８２およびビス１８３による３つの固定箇所を結んだ三角形１８４の領域内に配置されている。

図７は、第１伝熱部材３００の形状を説明する説明図である。伝熱効率の観点から、伝熱経路は短いほどよい。しかしながら、保持部材１８０の端と底面シャーシ１６１の端とを第１伝熱部材３００で真っ直ぐに連結すると、第１伝熱部材３００が突っ張ることにより、保持部材１８０へ力を加えてしまう。そこで、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、第１伝熱部材３００が第１伝熱部材３００に湾曲部３０５が設けられる。この湾曲部３０５により、第１伝熱部材３００の突っ張りを低減することができる。

なお、湾曲部３０５を大きく外側に湾曲させて第１伝熱部材３００が長くなると、保持部材１８０から底面シャーシ１６１への伝熱効率が下がってしまう。そこで、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、湾曲部３０５は、保持部材１８０との接続面に沿って延伸した第１延伸部３０６と、底面シャーシ１６１との接続面に沿って延伸した第２延伸部３０７との間に設けられる。したがって、伝熱効率をそれほど下げることなく第１伝熱部材３００の突っ張りを低減することができる。

また、本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、ｚ軸方向に延伸した長孔３０８が第１伝熱部材３００に設けられ、第１伝熱部材３００と底面シャーシ１６１とは、長孔３０８を貫通するビス３０３によって固定される。ビス３０４が貫通する穴も、長孔３０８と同様に、ｚ軸方向に延伸する。したがって、光軸１０１の方向における第１伝熱部材３００のずれを許容して第１伝熱部材３００の突っ張りを低減して、光軸１０１の方向における撮像素子１７０の位置精度を高めることができる。

上述の第１放熱構造において、底面シャーシ１６１を接地してもよい。この構成によれば、第１伝熱部材３００を介して撮像素子１７０のノイズの低減もあわせて実施することができる。特に、第１伝熱部材３００は、保持部材１８０と底面シャーシ１６１とを短く連結しているので、ノイズ低減の効率を高めることができる。

図２等を用いて説明した嵌合構造によって支持されたボックス体１４０を例に第１放熱構造を説明したが、ボックス体１４０の支持構造はこれに限らない。シャーシ１６０に衝撃が加えられた場合にシャーシ１６０に対するボックス体１４０の変位が許容されるように、ボックス体１４０がゴム等の弾性部材によってシャーシ１６０に対して支持される構造に対して、第１放熱構造を適用することができる。

図８は、本実施形態における第２放熱構造を説明する説明図である。第２放熱構造は、第１放熱構造を強化したものであり、撮像素子１７０で発生した熱をマウント１３０まで伝達する構造である。第２放熱構造において、底面シャーシ１６１とマウント１３０とを連結する第２伝熱部材４００が採用される。第２伝熱部材４００は、底面シャーシ１６１と接触する第１接触部４０１と、マウント１３０と接触する第２接触部４０２と含む。本実施形態において、第２伝熱部材４００の材料はアルミニウムである。

第１接触部４０１は、底面シャーシ１６１とボックス体１４０との間に挟まれ、ビスによって底面シャーシ１６１およびボックス体１４０と固定される。第２接触部４０２は、マウント１３０とボックス体１４０との間に挟まれ、ビスによってマウント１３０およびボックス体１４０と固定される。

撮像素子１７０から底面シャーシ１６１までの伝熱経路は第１放熱構造と同一であるので説明を省略する。第２伝熱部材４００は、第１接触部４０１で底面シャーシ１６１から熱を受け取り、受け取った熱を第２接触部４０２からマウント１３０へ伝達する。このように、第２放熱構造において、第１伝熱部材３００、底面シャーシ１６１および第２伝熱部材４００は、撮像素子１７０で発生した熱を保持部材１８０からマウント１３０へ伝達する中継部材としての役割を担う。

上述のように、ボックス体１４０の材料は、ＰＣである。一方、中継部材を構成する第１伝熱部材３００、底面シャーシ１６１および第２伝熱部材４００の材料は、ＰＣよりも熱伝導率の大きいアルミニウムである。このように当該中継部材はボックス体１４０よりも熱伝導性が高いので、撮像素子１７０で発生した熱は、当該中継部材を介してマウントまで容易に伝達される。したがって、第２放熱構造によれば、撮像素子１７０で発生した熱を、マウント１３０を介して交換レンズに伝達し、交換レンズを放熱体として用いることができる。

図９は、第２伝熱部材４００の伝熱機能を説明する説明図である。図９（ａ）は、本体ユニット１２０の正面図である。第２伝熱部材４００の第２接触部４０２は、マウント１３０に沿った弧状に形成される。マウント１３０とボックス体１４０とは、第２接触部４０２を挟んで、ビスによって６箇所で固定される。したがって、マウント１３０とボックス体１４０との間に介在する第２接触部４０２は、マウント１３０と面接触し、マウントへの熱伝導性が高められる。なお、マウント１３０、ボックス体１４０および第２接触部４０２を固定する箇所は６箇所に限定されない。ボックス体１４０に対するマウント１３０の取付精度を確保できる範囲で複数の箇所で固定されればよい。

第２接触部４０２におけるボックス体１４０側の面、すなわちｚ軸負方向側の面には、交換レンズを保持するための３つのバヨネットばね４１１、バヨネットばね４１２、バヨネットばね４１３が設けられている。図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である図９（ｂ）に示すように、第２接触部４０２は、バヨネットばね４１１によりマウント１３０の方向すなわちｚ軸正方向へ付勢される。したがって、マウント１３０と第２接触部４０２との接触圧を高めて第２接触部４０２からマウント１３０への熱伝導性を高めることができる。

また、マウント１３０は、バヨネットばね４１１により交換レンズのマウント面の方向すなわちｚ軸正方向へ付勢される。したがって、交換レンズのマウント面とマウント１３０との接触圧を高めてマウント１３０から交換レンズへの熱伝導性を高めることができる。バヨネットばね４１２およびバヨネットばね４１３も同様の機能を果たす。このように複数のバヨネットばねを設けて第２接触部４０２をマウント１３０の方向へ付勢することにより、底面シャーシ１６１から交換レンズへの熱伝導性を高めることができる。

上述の第２放熱構造において、底面シャーシ１６１を接地してもよい。この構成によれば、第２伝熱部材４００を介してマウント１３０の接地もあわせて実施することができる。特に、第２伝熱部材４００は、マウント１３０と底面シャーシ１６１とを短く連結しているので、マウント１３０の接地の効率を高めることができる。

図２等を用いて説明した嵌合構造によって支持されたボックス体１４０を含む本体ユニット１２０を例に第２放熱構造を説明したが、本体ユニットの構造はこれに限らない。シャーシ１６０に衝撃が加えられた場合にシャーシ１６０に対するボックス体１４０の変位が許容されるように、ボックス体１４０がゴム等の弾性部材によってシャーシ１６０に対して支持される構造に対して、第２放熱構造を適用することができる。また、シャーシ１６０に対してボックス体１４０が変位できないように固定されている構造に対しても第２放熱構造を適用することができる。

上述の第２放熱構造において、底面シャーシ１６１および第２伝熱部材４００を一体に形成してもよい。また、シャーシ１６０に対してボックス体１４０が変位できないように固定されている構造のような第１放熱構造の要件を満たさなくてもよい場合には、底面シャーシ１６１および第１伝熱部材３００を一体に形成してもよい。この場合、底面シャーシ１６１および第１伝熱部材３００だけでなく第２伝熱部材４００も含めて一体に形成してもよい。

上述の実施形態において、ボックス体１４０を第１構造体とし、シャーシ１６０を第２構造体として、ボックス体１４０の回転変位を許容するようにシャーシ１６０がボックス体１４０を支持したが、これに限らない。ボックス体１４０を第１構造体とし、外装部材１１０を第２構造体として、ボックス体１４０の回転変位を許容するように外装部材１１０がシャーシ１６０を介さずにボックス体１４０を直接支持してもよい。

上述の実施形態において、シャーシ１６０は、ボックス体１４０の底面側および背面側に配置されたが、シャーシ１６０の配置位置はこれに限らない。例えば、底面シャーシ１６１をボックス体１４０の上方に配置してもよい。

上述の実施形態において、撮像装置として、交換レンズが装着されていないカメラ本体を例に説明したが、カメラ本体に交換レンズが装着されたカメラ全体を撮像装置として捉えてもよい。上述の実施形態において、撮像装置としてレンズ交換式カメラを例に説明したが、レンズ光学系が一体的に構成されたレンズ一体型カメラに対しても本実施形態に係る概念を適用することができる。上述の実施形態において、ミラー機構を備えたカメラが撮像装置の例として用いられたが、ミラー機構のないカメラに対しても本実施形態に係る概念を適用することができる。ビデオカメラ、カメラ機能付き携帯電話、カメラ機能付きゲーム機等の撮像装置に対しても同様に本実施形態に係る概念を適用することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００ カメラ、１０１ 光軸、１１０ 外装部材、１１１ 前面外装部材、１１２ 上面外装部材、１１３ 背面外装部材、１２０ 本体ユニット、１３０ マウント、１４０ ボックス体、１４１ 左側壁部、１４２ 右側壁部、１４３ 第１取付部、１４４ 第２取付部、１４５ 底部、１５１ 第１軸、１５２ 第１軸部、１５３ 第２軸、１５４ 第２軸部、１５５、１５６ ビス、１６０ シャーシ、１６１ 底面シャーシ、１６２ 背面シャーシ、１６３ 第１支持アーム、１６４ 第２支持アーム、１６５ 第１孔、１６６ 第２孔、１７０ 撮像素子、１８０ 保持部材、１８１、１８２、１８３ ビス、１８４ 三角形、２０１ 第１軸、２０２ 第１軸部、２０３ 第１孔、２０４ ビス、２０５ 貫通孔、２１０ 第１支持アーム、２１１ 第１軸、２１２ 第１軸部、２１３ 第１孔、２１４ ビス、２２０ 第１支持アーム、２２１ 第１軸、２２２ 第１軸部、２２３ 第１孔、２２４ ビス、２２５ 貫通孔、３００ 第１伝熱部材、３０１、３０２、３０３、３０４ ビス、３０５ 湾曲部、３０６ 第１延伸部、３０７ 第２延伸部、３０８ 長孔、４００ 第２伝熱部材、４０１ 第１接触部、４０２ 第２接触部、４１１、４１２、４１３ バヨネットばね

Claims (23)

1. 第１構造体と、
   第２構造体と
   を備え、
   前記第１構造体の第１部分および前記第２構造体の第２部分の一方には第１軸の方向に延伸する第１軸部が設けられ、他方には前記第１軸部と回転可能に嵌合する第１孔が設けられ、
   前記第１構造体の第３部分および前記第２構造体の第４部分の一方には前記第１軸の方向と異なる第２軸の方向に延伸する第２軸部が設けられ、他方には前記第２軸部と回転可能に嵌合する第２孔が設けられ、
   前記第２構造体に衝撃が加えられた場合に、前記第１部分と前記第２部分との間で前記第１軸周りの相対的な回転変位が許容されるとともに、前記第３部分と前記第４部分との間で前記第２軸周りの相対的な回転変位が許容される緩衝ユニット。
2. 前記第１構造体は、前記第１部分および前記第３部分より剛性の高い第５部分で前記第２構造体に固定されている請求項１に記載の緩衝ユニット。
3. 前記第１構造体および前記第２構造体のいずれかは、前記第１軸部および前記第１孔のいずれかが設けられた第１腕部を有し、
   前記第１構造体および前記第２構造体のいずれかは、前記第２軸部および前記第２孔のいずれかが設けられた第２腕部を有する請求項１または２に記載の緩衝ユニット。
4. 前記第１腕部は、前記第１軸の方向と異なる方向に延伸し、
   前記第２腕部は、前記第２軸の方向と異なる方向に延伸する請求項３に記載の緩衝ユニット。
5. 前記第１腕部と前記第２腕部は、同一の方向に延伸する請求項４に記載の緩衝ユニット。
6. 前記第１腕部の固定部分から前記第１軸までの距離は、前記第２腕部の固定部分から前記第２軸までの距離と異なる請求項３から５のいずれか１項に記載の緩衝ユニット。
7. 前記第１軸は、前記第１構造体が基準姿勢に維持された場合における重力方向と平行であり、
   前記第１腕部の固定部分から前記第１軸までの距離は、前記第２腕部の固定部分から前記第２軸までの距離より短い請求項６に記載の緩衝ユニット。
8. 前記第１軸は前記第２軸と直交する請求項１から７のいずれか１項に記載の緩衝ユニット。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の緩衝ユニットと、
   前記第１構造体に設けられた光学部材と、
   前記第１構造体に固定され、撮像素子を保持する保持部材と、
   前記第２構造体が固定される外装部材と
   を備える撮像装置。
10. 前記第１構造体は、前記第１部分および前記第３部分のいずれより前記撮像素子から遠い側で前記第２構造体に固定される請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記保持部材および前記第２構造体に固定され、前記撮像素子で発生した熱を前記保持部材から前記第２構造体へ伝達する伝熱部材を備え、
    前記伝熱部材は、前記第２構造体に加えられた衝撃により、前記第１構造体より先に塑性変形する請求項９または１０に記載の撮像装置。
12. 前記伝熱部材は、前記第１構造体と前記保持部材との２つの固定箇所を結んだ軸線上で前記保持部材に固定される請求項１１に記載の撮像装置。
13. 前記伝熱部材は、前記第１構造体と前記保持部材との３つ以上の固定箇所を結んで構成される領域内で前記保持部材に固定される請求項１１または１２に記載の撮像装置。
14. 前記伝熱部材は、
    前記保持部材との接続面に沿って延伸した第１延伸部と、
    前記第２構造体との接続面に沿って延伸した第２延伸部と、
    前記第１延伸部と前記第２延伸部との間に設けられる湾曲部と
    を有する請求項１１から１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
15. 前記伝熱部材には、光軸方向に延伸した長孔が設けられ、
    前記伝熱部材は、前記長孔を貫通するビスによって前記第２構造体に固定される請求項１１から１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
16. 前記伝熱部材の表面には熱伝導シートが貼着される請求項１１から１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
17. 前記第２構造体は接地されている請求項１１から１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
18. 前記第１構造体に固定され、交換レンズを装着するためのマウントと、
    前記マウントおよび前記第２構造体に固定され、前記第２構造体の熱を前記マウントへ伝達するマウント側伝熱部材と
    を備える請求項１１から１７のいずれか１項に記載の撮像装置。
19. 前記マウント側伝熱部材は、前記マウントと前記第１構造体との間に介在して前記マウントと面接触する接触部を有する請求項１８に記載の撮像装置。
20. 前記マウントと前記第１構造体とは、前記接触部を挟んで複数の箇所で締結される請求項１９に記載の撮像装置。
21. 前記接触部における前記第１構造体側の面に設けられる複数のレンズ保持用ばねを備える請求項１９または２０に記載の撮像装置。
22. 第１構造体と、
    第２構造体と、
    前記第１構造体に固定され、撮像素子を保持する保持部材と、
    前記保持部材および前記第２構造体に固定され、前記撮像素子で発生した熱を前記保持部材から前記第２構造体へ伝達する伝熱部材と
    を備え、
    前記第２構造体に衝撃が加えられた場合に前記第２構造体に対する前記第１構造体の変位が許容されるように、前記第１構造体は前記第２構造体に対して支持され、
    前記伝熱部材は、前記第２構造体に加えられた衝撃により、前記第１構造体より先に塑性変形する撮像装置。
23. 交換レンズを装着するためのマウントと、
    撮像素子を保持する保持部材と、
    前記マウントと前記保持部材に挟まれた構造体と、
    前記保持部材および前記マウントに固定され、前記撮像素子で発生した熱を前記保持部材から前記マウントへ中継する中継部材と
    を備え、
    前記中継部材は前記構造体よりも熱伝導性が高い撮像装置。

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