KR101362245B1 - 효율적으로 방열가능한 촬상장치 - Google Patents

효율적으로 방열가능한 촬상장치 Download PDF

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Abstract

그립부의 외장에 접근해서 배치된 촬상 소자에서 발생한 열을 효율적으로 방열해서, 그립부의 국소적인 온도 상승을 방지할 수 있는 촬상장치를 제공한다. 렌즈 경통은 피사체로부터 입사한 광속을 프리즘에 의해 굴곡시켜 광속을 그립부를 향해 이끈다. 렌즈 경통은 샤시부재에 고정된다. 정면 커버는, 렌즈 경통의 일부를 덮으며, 렌즈 경통이 샤시부재와 정면 커버 사이에 놓이도록 배치된다. 촬상장치는 그립측을 향해 놓인다. 열전도부재는 샤시부재와 정면 커버에 연결된다. 측면 커버는 열전도부재를 덮는다. 측면 커버의 열전도율을 정면 커버의 열전도율보다 작다.

Description

효율적으로 방열가능한 촬상장치{IMAGE PICKUP APPARATUS CAPABLE OF RELEASING HEAT EFFICIENTLY}
본 발명은, 피사체 상을 전기신호로 광전변환하는 촬상 소자를 구비한 디지털 카메라 등의 촬상장치에 관한 것이다.
디지털 카메라 등의 촬상장치에서는, 촬상장치의 기능의 향상에 따라, 촬상 소자와 드라이버 IC 등의 각종 IC의 처리능력이 증대하고, 이에 따라 소비 전력이 많아지고 있다. 그 때문에, IC로부터의 발열량이 증대하여, 전자기기의 외장에 있어서 IC에 가까운 부분의 온도가 국소적으로 상승하는 것이 염려된다.
종래, 촬상장치 내에서 발생한 열을 효율적으로 방열하는 기술로서는, 예를 들면, 중공의 열전달부의 단부에 공기 유통구를 갖는 방열부재를 구비한 디지털 카메라가 제안되어 있다(일본국 특개 2004-48517호 공보 참조). 이러한 제안된 디지털 카메라에서는, 방열부재의 열전달부를 발열체인 전기소자에 접촉 또는 근접해서 배치하고, 열전달부의 공기 유통구측의 단부를 카메라 본체의 외벽에 고정해서 공기 유통구측을 외부로 노출시키고 있다. 전기소자에서 발생한 열을 열전달부로 전달해서 중공부로 방열함으로써, 열을 중공부로부터 공기 유통구를 통해 외부로 방출한다.
또한, 카메라 본체에 연결된 카메라 헤드를 수용하기 위해 카메라 본체에 형성된 오목부를 갖고, 발열체인 회로 기판을 오목부의 저벽에 대향하는 위치에 배치한 카메라가 제안되어 있다(일본국 특개 2004-54159호 공보). 이 제안된 카메라에서는, 카메라 헤드와 오목부의 저벽 사이의 공간으로, 회로 기판에서 발생한 열을 방열한다.
그런데, 디지털 카메라 등의 촬상장치는, 복수의 렌즈 군 중의 일부를 통해 입사한 광속을 프리즘 등의 굴곡 광학소자에 의해 입사광축과 교차하는 방향으로 굴곡시켜, 나머지의 렌즈 군을 거쳐 광속을 촬상 소자로 이끌도록 구성된 형태를 포함한다. 이와 같은 형태의 촬상장치에서는, 발열체인 촬상 소자가 유저가 손으로 파지하는 그립부의 외장에 접근해서 배치되므로, 그립부의 온도가 국소적으로 상승해서 유저에게 위화감을 주어 버린다. 그러나, 상기 일본국 특개 2004-48517호 공보 및 일본국 특개 2004-54159호 공보에 기재된 기술은, 이와 같은 형태의 촬상장치의 방열 구조로서는 채용할 수 없다.
본 발명은, 유저가 파지하는 그립부의 외장에 접근해서 배치된 촬상 소자에서 발생한 열을 효율적으로 방열해서, 그립부의 국소적인 온도 상승을 방지할 수 있는 구조를 제공한다.
본 발명은, 촬상장치로서,
피사체로부터 입사하는 광속을 굴곡시켜 상기 촬상장치의 그립측을 향해 상기 광속을 이끌도록 구성된 광학부와, 상기 광학부를 고정하도록 구성된 샤시부재와, 상기 촬상장치의 정면을 덮도록 구성되고 상기 샤시부재와 제1 외장부재 사이에 상기 광학부가 위치하도록 배치되는 상기 제1 외장부재와, 상기 촬상장치의 상기 그립측에 배치되는 촬상 소자와, 상기 촬상장치의 상기 그립측을 덮도록 구성된 제2 외장부재와, 상기 촬상 소자의 열을 전도하도록 구성되고 상기 촬상 소자와 상기 제2 외장부재 사이에 배치되며 상기 샤시부재와 상기 제1 외장부재에 열전도성으로 연결되는 열전도부재를 포함하고, 상기 제2 외장부재의 열전도율이, 상기 샤시부재, 상기 제1 외장부재 및 상기 열전도부재 각각의 열전도율보다 작은 촬상장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 유저가 파지하는 그립부의 외장에 접근해서 배치된 촬상 소자에서 발생한 열을 효율적으로 방열할 수 있으므로, 그립부의 국소적인 온도 상승을 방지할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 주어지는 이하의 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 촬상장치인 일례인 디지털 카메라의 외관 사시도로서, 도 1a는 정면측에서 디지털 카메라, 도 1b는 배면측에서 본 디지털 카메라를 나타낸 것이다.
도 2a는 렌즈 경통의 줌 동작부가 촬영 위치로 뻗은 상태에 있는 디지털 카메라의 사시도다.
도 2b는 렌즈 경통의 줌 동작부가 심동(沈胴) 위치로 집어넣어진 상태에 있는 디지털 카메라의 사시도다.
도 2c는 도 2a의 상태에 있는 디지털 카메라를 배면측에서 본 사시도다.
도 3a는 회로 기판을 정면측에서 본 사시도다.
도 3b는 도 3a의 회로 기판을 배면측에서 본 사시도다.
도 4a는 줌 동작부가 촬영 위치로 뻗은 상태에 있는 렌즈 경통의 정면도이다.
도 4b는 도 4a의 A-A선에 따른 단면도다.
도 5a는 줌 동작부가 심동 위치로 집어넣어진 상태에 있는 렌즈 경통의 정면도이다.
도 5b는 도 5a의 렌즈 경통의 B-B선에 따른 단면도다.
도 6은, 도 4b의 D부에 측면 커버, 정면 커버, 배면 커버, 열전도부재, 샤시부재, 및 조작 버튼을 부착한 상태를 나타낸 확대 단면도다.
도 7은, 정면 커버, 열전도부재 및 샤시부재의 결합 상태를 설명하는데 유용한 사시도다.
이하, 본 발명의 실시형태를 나타낸 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 촬상장치인 디지털 카메라의 외관 사시도이다. 도 1a는 정면에서 본 디지털 카메라를 나타낸 것이고, 1b는 배면측에서 본 디지털 카메라를 나타낸 것이다.
도 1a 및 도 1b에 나타낸 것과 같이, 본 실시형태의 디지털 카메라(101)는, 정면 커버(104), 배면 커버(105), 측면 커버(102, 103), 및 외부 기기와 통신하는 단자를 덮는 단자 커버(112) 등에 의해 형성된 외장을 갖는다. 측면 커버 103에는, 스트랩 부착부(103a)가 형성되어 있다.
디지털 카메라(101)의 정면부에는, 렌즈 경통(109)의 줌 동작부(109a) 및 스트로보 발광창(114)이 배치된다. 디지털 카메라(101)의 배면부에는, 예를 들어 액정 디스플레이(LCD)로 구현되는 표시부(111)와, 각종 조작 버튼(110a∼110d)이 배치되어 있다. 디지털 카메라(101)의 상면부에는, 릴리즈 버튼(106), 줌 배율 조작 스위치(107), 모드 전환 스위치(108) 및 전원 스위치(113)가 배치되어 있다.
더구나, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 디지털 카메라(101)는, 디지털 카메라(101)를 정면측(피사체측)에서 볼 때 좌측의 측부의 외장이, 유저가 촬영시에 파지하는 그립부 A로 구성되는 외장을 갖고, 그립부 A측가 설치되는 디지털 카메라(101)의 측면에, 측면 커버(102, 103) 및 단자 커버(112)가 배치된다. 즉, 측면 커버(102, 103)는, 유저에 의해 파지되는 부분에서 노출되는 외장부재로서 기능한다.
도 2a는 렌즈 경통(109)의 줌 동작부(109a)가 촬영 위치로 뻗은 상태에 있는 디지털 카메라(101)의 사시도이다. 도 2b는 렌즈 경통(109)의 줌 동작부(109a)가 심동 위치로 집어넣어지는 상태에 있는 디지털 카메라(101)의 사시도이다. 도 2c는 도 2a를 배면측에서 디지털 카메라(101)의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b에 나타낸 것과 같이, 렌즈 경통(109)의 정면측 부분인 줌 동작부(109a)의 반경 방향으로 디지털 카메라(101)의 일측(그립부 A측)에는, 회로 기판(115)이 부착되어 있다. 또한, 디지털 카메라(101)는, 렌즈 경통(109)의 배면측에, 샤시부재(124)에 고정되는 고정부(127)를 갖는다. 고정부(127)는, 렌즈 경통(109)의 렌즈 프레임(128)과, 렌즈 프레임(128)의 이동을 가이드하는 샤프트(129)를 유지한다.
본 실시형태에서는, 고정부(127)가 금속으로 구성된다. 이것은, 금속을 사용하는 것이 플라스틱을 사용하는 것보다 작은 체적으로 특정한 강성을 얻을 수 있어, 렌즈 경통(109)의 소형화를 실현할 수 있기 때문이다.
도 3a는 회로 기판(115)을 정면에서 본 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 회로 기판(115)을 배면측에서 본 사시도다.
도 3a 및 도 3b에 나타낸 것과 같이, 회로 기판(115)의 측면으로부터 그립부 A를 향해 후방으로 촬상 소자 실장부(120)가 뻗는다. 촬상 소자 실장부(120)의 내측의 면에는, 피사체 상을 전기신호로 광전변환하는 촬상 소자(116)가 실장되어 있다. 회로 기판(115)의 정면측에는, 도 3a에 나타낸 것과 같이, 촬상 소자(116)로부터 출력된 화상신호에 대해 소정의 처리를 행하는 신호 처리부(117)가 실장되어 있다. 회로 기판(115)의 배면측에는, 도 3b에 나타낸 것과 같이, 다른 회로 기판과 전기적인 접속을 행하기 위한 커넥터(119a, 119b)가 실장되어 있다.
도 4a는 줌 동작부(109a)가 촬영 위치로 뻗은 상태의 렌즈 경통(109)의 정면도이고, 도 4b는 도 4a의 렌즈 경통(109)의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4b에 나타낸 것과 같이, 렌즈 경통(109)의 줌 동작부(109a)에는 렌즈 군 121a, 121b가 유지되고, 렌즈 군 121b의 후방에는, 굴곡계 광학소자의 일례로서의 프리즘(122)이 유지되어 있다.
피사체측으로부터 렌즈 군 121a, 121b를 거쳐 입사한 광속은, 프리즘(122)에 의해 입사 광축 B에 대해 대략 90°교차하는 방향으로 반사한 후, 렌즈 군 121c∼121f를 통과해서 촬상 소자(116)에 결상한다. 렌즈 군 121a, 121b는 본 발명의 제1 렌즈 군의 일례에 해당하고, 렌즈 군 121c∼121f는 제2 렌즈 군의 일례에 해당한다.
도 5a는 줌 동작부(109a)가 심동 위치로 집어넣어진 상태에 있는 렌즈 경통(109)의 정면도이고, 도 5b는 도 5a의 렌즈 경통(109)의 B-B선에 따른 단면도다.
도 5b에 나타낸 것과 같이, 줌 동작부(109a)가 심동 위치로 집어넣어진 상태에서는, 프리즘(122) 및 렌즈 군 121c∼121f가 촬상 소자(116)측으로 이동해서 렌즈 군 121a, 121b의 후방에 공간이 형성되어, 렌즈 군 121a, 121b가 수납된다. 이에 따라, 렌즈 군 121a∼121f 및 촬상 소자(116)를 입사 광축 B를 따라 배치하는 경우에 비해, 디지털 카메라(101)의 두께 방향(즉 입사 광축 B를 따르는 방향)의 길이를 짧게 할 수 있어, 디지털 카메라(101)의 초박형화가 가능해진다.
도 6은, 도 4b의 D부에, 측면 커버(102, 103), 정면 커버(104), 배면 커버(105), 열전도부재(123), 샤시부재(124) 및 조작 버튼(110b)을 부착한 상태를 나타낸 확대 단면도다. 도 7은, 정면 커버(104), 열전도부재(123) 및 샤시부재(124)의 결합 상태를 설명하는데 유용한 사시도다.
도 7에 나타낸 것과 같이, 렌즈 경통(109)의 정면측(회로 기판(115)측)에는 정면 커버(104)가 부착되어, 정면 커버(104)는 회로 기판(115)에 인접해서 대향해서 뻗도록 배치된다. 또한, 렌즈 경통(109)의 고정부(127)가 샤시부재(124)에 고정된다. 샤시부재(124)는 열전도율이 큰 금속 재료로 형성되어, 렌즈 경통(109)의 한쪽면측에 고정되는 제1 방열부재로서 기능한다. 도 6에 나타낸 것과 같이, 샤시부재(124)의 배면측에는, 배면 커버(105)가 샤시부재(124)에 인접한 위치에 대향배치된다. 따라서, 샤시부재(124)는 렌즈 경통(109)과 배면 커버(105) 사이에 배치된다.
더구나, 렌즈 경통(109)의 촬상 소자 실장부(120)의 외측(즉, 렌즈 군 121c∼121f로부터 멀리 떨어진 측)에는, 열전도부재(123)가 촬상 소자 실장부(120) 및 측면 커버(102, 103) 사이에 인접해서 연장되도록 열절도부재(123)가 대향 배치된다. 따라서, 디지털 카메라(101)의 그립부 A의 외장의 일부를 형성하는 측면 커버(102, 103)에 대해, 발열체인 촬상 소자(116)가 접근해서 배치되게 된다.
도 7에 나타낸 것과 같이, 정면 커버(104)는, 샤시부재(124)로부터 렌즈 경통(109)의 반대측에 배치되는 제2 방열부재로서 기능한다.
도 7에 나타낸 것과 같이, 열전도부재(123)는, 정면 커버(104)에 나사(125a, 125b)에 의해 체결되는 동시에, 샤시부재(124)에 나사(126a, 126b)에 의해 체결되어 있다. 즉, 열전도부재(123)는 정면 커버(104)와 열결합되는 동시에, 샤시부재(124)에도 열결합된다. 따라서, 촬상 소자(116)에서 발생한 열은, 열전도부재(123)를 통해 정면 커버(104) 및 샤시부재(124)에 전달된다. 정면 커버(104) 및 샤시부재(124)는 디지털 카메라(101)의 부재 중에서는 표면적이 큰 부재이므로, 촬상 소자(116)에서 발생한 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
본 실시형태에서는, 정면 커버(104), 배면 커버(105), 열전도부재(123) 및 샤시부재(124)는 각각 금속 재료로 형성되어 있다. 정면 커버(104)와 배면 커버(105)는 각각 다른 종류의 금속 재료로 형성되어 있다. 도 1b에 도시된 것과 같이, 배면 커버(105)는 표시부(111)를 노출시키기 위해 큰 개구가 형성되어 있으므로, 정면 커버(104)보다도 표면적보다 배면 커버(105)의 표면적이 작기 때문에, 효율이 좋은 방열은 기대할 수 없다. 더구나, 큰 개구가 그 안에 형성된 배면 커버(105)의 당도는 정면 커버(104)보다도 낮아진다. 이 때문에, 배면 커버(105)를 형성하는 금속재료는, 정면 커버(104)를 형성하는 금속 재료보다도 강도가 높고, 열전도율이 작은 금속 재료를 사용한다. 따라서, 배면 커버(105)에 대해서는, 열전도율의 크기보다도 강도의 크기를 우선하고 있다.
측면 커버(102, 103)는, 정면 커버(104), 열전도부재(123) 및 샤시부재(124) 각각을 형성하는 재료에 비해 열전도율이 낮은 재료, 예를 들면 플라스틱 등의 재료로 형성되어 있다. 따라서, 촬상 소자(116)에서 발생한 열의 대부분은, 열전도부재(123)에 전해진 후, 측면 커버(102, 103)에 전해지기 전에, 정면 커버(104) 및 샤시부재(124)에 전해진다. 그 결과, 측면 커버(102, 103)에 전해지는 열을 적게 할 수 있어, 측면 커버(102, 103)가 과도하게 발열하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 고정부(127)는, 열전도부재(123), 정면 커버(104) 및 샤시부재(124) 각각을 구성하는 재료에 비해 열전도율이 낮은 금속 재료로 형성되어 있다. 따라서, 샤시부재(124)로부터 고정부(127)에 전해지는 열량을 적게 할 수 있다. 고정부(127)는, 렌즈 프레임(128)과, 렌즈 프레임(128)의 이동을 가이드하는 샤프트(129)를 유지하므로, 고정부(127)에 열이 전해짐으로써 렌즈 프레임(128)과 샤프트(129)의 위치 정밀도가 저하하여 버린다. 본 실시형태에서는, 고정부(127)의 열전도율을 샤시부재(124)의 열전도율보다 낮게 함으로써, 샤시부재(124)의 열을 고정부(127)로 전해지기 어렵게 하고 있다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 실시형태에 따르면, 유저가 파지하는 그립부 A의 외장에 접근해서 배치된 촬상 소자(116)에서 발생한 열을 효율적으로 방열할 수 있으므로, 그립부 A의 국소적인 온도 상승을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 측면 커버(102, 103)가 정면 커버(104), 열전도부재(123, 및 샤시부재(124) 각각을 구성하는 재료에 비해 열전도율이 낮은 재료로 형성되어 있기 때문에, 측면 커버(102, 103)를 통해 외장측으로 전달되는 열의 양을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 고정부(127)는, 열전도부재(123), 정면 커버(104) 및 샤시부재(124) 각각을 구성하는 재료에 비해 열전도율이 낮은 금속 재료로 형성되어 있기 때문에, 촬상 소자(116)로부터 열전도부재(123)를 거쳐 정면 커버(104) 및 샤시부재(124)에 전달된 열이 고정부(127)로 전달되는 것을 억제할 수 있어, 렌즈 경통(109)의 열팽창에 의한 변형을 방지할 수 있다.
더구나, 본 실시형태에 따르면, 정면 커버(104)와 배면 커버(105)는 다른 종류의 금속 재료로 형성되고, 정면 커버(104)를 형성하는 금속 재료는, 배면 커버(105)를 형성하는 금속 재료에 비해 열전도율이 크고, 또한 강도가 낮다. 이 때문에, 촬상 소자(116)에서 발생한 열을 정면 커버(104)를 통해 효율적으로 방열할 수 있으며, 정면 커버(104)보다 높은 강성을 갖는 배면 커버(105)를 정면 커버(104)에 비해 얇게 형성해도 정면 커버(104)와 동등한 배면 커버(105)의 강성을 확보할 수 있다. 이에 따라, 디지털 카메라(101)의 두께 방향(즉 입사 광축 B를 따르는 방향)의 길이를 짧게 할 수 있어, 디지털 카메라(101)의 초박형화가 가능해진다.
이때, 본 발명의 구성은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 구성부품의 재질, 형상, 치수, 수, 배치 개소 등은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경가능하다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는, 고정부(127)를 금속 재료로 형성했지만, 이것에 한정되지 않고, 고정부(127)를 플라스틱 등의 비금속로 형성하여도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제2 방열부재로서 정면 커버(104)를 예시했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 정면 커버(104)와 렌즈 경통(109) 사이에 제2 방열부재를 배치하고 열전도부재(123)에 나사 등으로 체결하도록 하여도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 정면 커버(104) 및 배면 커버(105)를 각각 다른 금속 재료로 형성한 경우를 예시했지만, 정면 커버(104) 및 배면 커버(105)가 같은 재료이어도 된다.
더구나, 상기 실시형태에서는, 줌 기구를 구비한 렌즈 경통(109)을 예시했지만, 줌 기구를 구비하고 있지 않은 렌즈 경통(109)이어도 된다.
예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되지 않는다는 것은 자명하다. 이하의 청구범위의 보호범위는 가장 넓게 해석되어 모든 변형, 동등물 구조 및 기능을 포괄하여야 한다.
본 출원은 2010년 8월 2일자 출원된 일본국 특허출원 2010-173629의 우선권을 주장하며, 이 출원내용은 참조용으로 본 출원에 원용된다.

Claims (4)

  1. 촬상장치로서,
    피사체로부터 입사하는 광속을 굴곡시켜 상기 촬상장치의 그립측을 향해 상기 광속을 이끌도록 구성된 광학부와,
    상기 광학부를 고정하도록 구성된 샤시부재와,
    상기 촬상장치의 정면을 덮도록 구성되고 상기 샤시부재와 제1 외장부재 사이에 상기 광학부가 위치하도록 배치되는 상기 제1 외장부재와,
    상기 촬상장치의 상기 그립측에 배치되는 촬상 소자와,
    상기 촬상장치의 상기 그립측을 덮도록 구성된 제2 외장부재와,
    상기 촬상 소자의 열을 전도하도록 구성되고 상기 촬상 소자와 상기 제2 외장부재 사이에 배치되며 상기 샤시부재와 상기 제1 외장부재에 열전도성으로 연결되는 열전도부재를 포함하고,
    상기 제2 외장부재의 열전도율이, 상기 샤시부재, 상기 제1 외장부재 및 상기 열전도부재 각각의 열전도율보다 작은 촬상장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 촬상장치의 배면을 덮도록 구성된 배면 커버부재를 더 포함하고,
    상기 배면 커버부재의 열전도율은 상기 제1 외장부재의 열전도율보다도 작은 촬상장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 외장부재에는 스트랩 부착부가 형성되는 촬상장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광학부는 상기 샤시부재에 고정되는 고정부를 포함하고, 상기 고정부의 열전도율은, 상기 샤시부재, 상기 제1 외장부재 및 상기 열전도부재의 열전도율보다도 작은 촬상장치.
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