JP2013255194A - 緩衝ユニットおよび撮像装置 - Google Patents
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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
【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
[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。
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L1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L2と異なる。このように距離L1と距離L2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L1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L2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)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012131252A JP2013255194A (ja) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | 緩衝ユニットおよび撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012131252A JP2013255194A (ja) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | 緩衝ユニットおよび撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013255194A true JP2013255194A (ja) | 2013-12-19 |
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ID=49952343
Family Applications (1)
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JP2012131252A Pending JP2013255194A (ja) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | 緩衝ユニットおよび撮像装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2013255194A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015219288A (ja) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | 株式会社ニコン | 焦点調節装置、カメラおよび光学機器 |
JP2017040723A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 株式会社フジクラ | 車載用カメラ |
-
2012
- 2012-06-08 JP JP2012131252A patent/JP2013255194A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015219288A (ja) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | 株式会社ニコン | 焦点調節装置、カメラおよび光学機器 |
JP2017040723A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 株式会社フジクラ | 車載用カメラ |
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