(57)【要約】【課題】光軸方向における長さを短くするとともに、撮像素子及び実装基板の熱を効率的に放熱させるレンズユニットを提供する。【解決手段】レンズユニット４は、カメラ本体に着脱自在であり、装着時にカメラ本体に電気的に接続する。ユニット本体２０は、ＣＣＤ２１と、ＣＣＤ２１からの出力信号を処理する回路が実装された実装基板５２とを備える。実装基板５２は、実装面をユニット本体２０の内面２０ｂに近接させて、光軸に対して平行に配設する。実装基板５２の熱は、近接したユニット本体２０に伝達して、放熱フィン１７から空気中へ放射する。【選択図】        図２
2006251142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズと、この撮影レンズの光軸に対して垂直に配設された撮像素子とを備え、カメラ本体に着脱自在なレンズユニットにおいて、
前記撮像素子からの出力信号を処理する回路が実装された実装基板を、前記光軸に対して略平行に前記レンズユニット本体内に配設したことを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
前記レンズユニット本体は筒状に形成されており、前記実装基板の実装面を前記レンズユニット本体の内面に近接して対向させることを特徴とする請求項１記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記レンズユニット本体は角筒状に形成されており、前記実装基板の実装面を前記レンズユニット本体の内面の一面に近接して対向させることを特徴とする請求項１記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記レンズユニット本体の前記実装基板が近接した部位の外面には、放熱フィンが設けられていることを特徴とする請求項２または３記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記レンズユニット本体は金属製であることを特徴とする請求項１または４いずれか１項記載のレンズユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子を内蔵しカメラ本体に着脱自在なレンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、各種レンズユニットを交換して好みに応じた撮影を行うレンズ交換式のものがある。レンズ交換式のデジタルカメラは、カメラ本体とレンズユニットとから構成されるが、カメラ本体側に撮像素子を内蔵するのが一般的であった。この場合、レンズユニット装着時に、カメラ本体の撮像素子とレンズユニットのレンズ群とを光学的に接続する必要があり、例えばバックフォーカス調節が必要とされることがあるため、不慣れな者にとっては取り扱いが難しいという問題があった。
【０００３】
レンズ交換式のデジタルカメラの取り扱いを容易にするため、レンズユニット側に撮像素子を内蔵するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合には、カメラ本体とレンズユニットとを光学的に接続する必要がなくなり、電気的に接続するだけでよくなるため、誰にでもレンズユニット装着作業が簡単になる。また、カメラ本体側に撮像素子を内蔵するタイプのものでは、カメラ本体内へ塵埃が侵入して撮像素子に付着する問題があったが、レンズユニット側に撮像素子を内蔵するタイプのものでは、レンズユニットを密閉構造とすることにより前記問題を解決することができる。
【特許文献１】特開平８−１７２５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レンズユニットに撮像素子を内蔵したタイプのレンズ交換式デジタルカメラは、レンズユニット側で撮像処理やレンズ駆動処理等を行わせることにより、レンズユニットとカメラ本体との通信時間をできるだけ短くすることが望ましい。この場合には、撮像素子からの出力信号を処理する回路が実装された実装基板を、レンズユニット内に配設しなければならない。
【０００５】
ここで、図６に示すように、撮像素子１００と実装基板１０１とを並列に並べた場合には、レンズユニット１０２の光軸方向における長さが実装基板１０１の分だけ長くなり、レンズユニット１０２が光軸方向に大型化するという問題が生じる。また、共に発熱する撮像素子１００と実装基板１０１とが互いに近接するため、これらから熱が逃げにくく、実装基板１０１に実装された回路や撮像素子１００の性能が低下するなどの問題が生じる。
【０００６】
本発明では、光軸方向における長さを短くするとともに、撮像素子及び実装基板の熱を効率的に放熱させるレンズユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、撮影レンズと、この撮影レンズの光軸に対して垂直に配設された撮像素子とを備え、カメラ本体に着脱自在なレンズユニットに関し、前記撮像素子からの出力信号を処理する回路が実装された実装基板を、前記光軸に対して略平行に前記レンズユニット本体内に配設したことを特徴とする。
【０００８】
前記レンズユニット本体は筒状に形成されており、前記実装基板の実装面を前記レンズユニット本体の内面に近接して対向させることが好ましい。
【０００９】
前記レンズユニット本体は角筒状に形成されており、前記実装基板の実装面を前記レンズユニット本体の内面の一面に近接して対向させることが好ましい。
【００１０】
前記レンズユニット本体の前記実装基板が近接した部位の外面には、放熱フィン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本体は金属製であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のレンズユニットによれば、撮像素子を撮影レンズの光軸に対して垂直にレンズユニット本体内に配設し、前記撮像素子からの出力信号を処理する回路が実装された実装基板を光軸に対して略平行にレンズユニット本体内に配設したので、レンズユニットの光軸方向における長さを短くすることができるとともに、撮像素子と実装基板とが互いに離れるため、撮像素子及び実装基板の熱が効率的に放熱される。
【００１２】
特に、実装基板の実装面を、筒状に形成されたレンズユニット本体の内面に近接して対向させる場合には、実装基板の熱は、近接したレンズユニット本体に伝達され、レンズユニット本体の外面から空気中へ放射されるため、効率的に放熱される。
【００１３】
実装基板の実装面を、角筒状に形成されたレンズユニット本体の内面の一面に近接して対向させる場合には、実装面とレンズユニット本体とが近接する領域が広くなるため、実装基板の熱は、より効率的にレンズユニット本体に伝熱される。
【００１４】
レンズユニット本体において実装基板が近接した部位の外面に、放熱フィンを設けたので、レンズユニット本体に伝達された熱は、より効率的に外面から空気中へ放射される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示すように、カメラシステム２は、カメラ本体３とレンズユニット４とから構成される。カメラ本体３にはレンズユニット４が着脱自在であり、装着時にはカメラ本体３とレンズユニット４とが電気的に接続される。
【００１６】
レンズユニット４の後面に設けられたレンズ側マウント部５には、バヨネット爪６が形成されている。このバヨネット爪６には接続端子１５が設けられている。カメラ本体３の前面に設けられた本体側マウント部７には、バヨネット溝８が形成されている。レンズユニット４をカメラ本体３に装着する際には、バヨネット爪６をバヨネット溝８に合わせた状態で押し込んでから図中前面側から見て時計回りに回転させる。本体側マウント部７のロックピン９がレンズ側マウント部５の図示しないピン孔と係合すると、レンズユニット４が位置決めされる。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５の接続端子１５が本体側マウント部７の接続端子１６（図４参照）に接続される。なお、本体側マウント部７には、前方向にバネ付勢されたマウント蓋１１が設けられており、レンズユニット非装着時にカメラ本体３内部に塵埃が侵入しないようにされている。
【００１７】
本体側マウント部７には、ロックピン９と連動するロック解除ボタン１０が設けられている。ロック解除ボタン１０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、押圧することでロックピン９を後方向に移動させてロックを解除することができる。
【００１８】
レンズユニット４のユニット本体２０は円筒状に形成されており、このユニット本体２０の外面２０ａには放熱フィン１７が設けられている。この放熱フィン１７が設けられるのは、ユニット本体２０において、実装基板５２（図２参照）が近接している部位の外面である。レンズユニット４をカメラ本体３に装着すると、放熱フィン１７がレンズユニット４の上部に位置する。これにより、レンズユニット４を装着したカメラシステム２を机上などに置くときに放熱フィン１７が邪魔にならない。また、放熱フィン１７の周囲で熱せられた空気の上昇が妨げられないため、対流が生じて効率的に放熱が行われる。
【００１９】
カメラ本体３の上面には、撮影時に押圧操作されるレリーズボタン１２と、撮影／再生モードの切替え時に操作されるモード切替部１３とが設けられている。カメラ本体３の後面には、撮影画像や各種設定条件が表示されるＬＣＤ８１と、電源スイッチ８７と、ズーム操作部８８とが設けられている（図４参照）。
【００２０】
図２に示すように、ユニット本体２０には、各レンズ群２３、２５、３８、ＣＣＤ２１、実装基板５２等が組み込まれており、内部に塵埃が侵入しないように密閉されている。ユニット本体２０の材料には金属が用いられ、例えば銅やアルミニウムが用いられる。
【００２１】
ユニット本体２０の前部（図中左部）には、レンズ２３ａ及びレンズ２３ｂからなるレンズ群２３が配置されている。レンズ群２３は、ユニット本体２０に固定されたレンズ枠２４に保持されている。
【００２２】
レンズ群２３の後方には、ズームレンズ２５ａ、ズームレンズ２５ｂ、及びズームレンズ２５ｃからなるズームレンズ群２５が配置されている。ズームレンズ群２５は、レンズ枠２６に保持されている。レンズ枠２６の下部にはガイド穴２６ａが形成され、このガイド穴２６ａは光軸に平行なガイド棒２７に係合している。レンズ枠２６の上部にはボールナット２８が埋め込まれて固定されており、このボールナット２８はボールネジ２９に螺合している。ボールネジ２９の前部にはギア３０が固定されており、このギア３０はギア３１と噛み合っている。ギア３１は、ユニット本体２０に固定されたズームモータ３２の軸３３に固定されている。ズームモータ３２が駆動して軸３３が回転すると、ボールネジ２９が回転し、ズームレンズ群２５が光軸方向に移動する。
【００２３】
ズームレンズ群２５の後方には、フォーカスレンズ３８ａ、３８ｂからなるフォーカスレンズ群３８が配置されている。フォーカスレンズ群３８は、レンズ枠３９に保持されている。フォーカスレンズ群３８を移動させる機構は、ズームレンズ群２５を移動させる機構と同様の構成であり、ボールナット４０、ボールネジ４１、ギア４２、ギア４３、フォーカスモータ４４、軸４５などから構成されている。
【００２４】
フォーカスレンズ群３８の後方には、ＣＣＤ２１が光軸５６に垂直に配置されている。ＣＣＤ２１は取付板５０に取り付けられている。取付板５０は放熱性の高い材料で形成されており、中央に開口を有する保持板５３に固定されている。ＣＣＤ２１の前方には、図示しないシャッタ機構や、絞り機構などが配置されている。
【００２５】
フォーカスモータ４４の後方には、実装基板５２が光軸５６に平行に配置されている。実装基板５２は、実装面がユニット本体２０の内面２０ｂに近接して対向するようにして、取付部材５７を介して保持板５３に固定されている。実装基板５２は、ユニット本体２０の内面近傍の空きスペースに配置されることになるので、実装基板をＣＣＤと並列に並べる場合と比較し、実装基板５２の分だけレンズユニット４の光軸方向の長さを短くすることができる。実装基板５２は、放熱性の高い材料で形成されている。図３は、図２のIII―III線に沿って切断したときのレンズユニット４の断面図であり、ＣＣＤ２１に対応する領域を点線で示している。図３においては、フォーカスレンズ群３８などを便宜上省略して図示している。なお、上記では実装基板５２を光軸５６に対して平行に配置することとしたが、光軸５６に対して多少の傾きは許容される。
【００２６】
実装基板５２は実装部２２を有し、この実装部２２は、それぞれ詳細を後述するアナログ信号処理回路７４（図４参照）、Ａ／Ｄ変換回路７５、データ通信回路７６、ＣＣＤ駆動回路７３、レンズユニット用ＣＰＵ７１、ズームモータ駆動回路７０、フォーカスモータ駆動回路７２などからなる。実装部２２は、前述したレンズ側マウント部５の接続端子（図１参照）に接続されるとともに、ＣＣＤ２１にも接続されている。ＣＣＤ２１からの出力信号は、実装部２２の各回路７１、７４、７５、７６によって処理される。
【００２７】
なお、前述した回路のうち一部の回路をカメラ本体側に設けることとしてもよい。また、本実施形態ではカメラ本体側に設けている回路を、レンズユニット側の実装基板に追加して実装することとしてもよい。例えば、デジタル信号処理回路７９（図４参照）を実装基板に追加して実装してもよい。
【００２８】
図４のブロック図に示すように、ズームモータ３２は、ズームモータ駆動回路７０に接続されており、ズームモータ駆動回路７０を介してレンズユニット用ＣＰＵ７１によって駆動を制御されている。フォーカスモータ４４は、フォーカスモータ駆動回路７２に接続されており、フォーカスモータ駆動回路７２を介してレンズユニット用ＣＰＵ７１によって駆動を制御されている。
【００２９】
ＣＣＤ２１は、ＣＣＤ駆動回路７３に接続されており、ＣＣＤ駆動回路７３を介してレンズユニット用ＣＰＵ７１によって駆動を制御される。ＣＣＤ２１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。ＣＣＤ２１から出力された撮像信号はアナログ信号処理回路７４に入力される。アナログ信号処理回路７４は、相関二重サンプリングを行うことによって信号からノイズを除去する機能や、信号を増幅する機能を備え、撮像信号に対してこれらの処理を施してから出力する。
【００３０】
適当なレベルに増幅された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換回路７５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、データ通信回路７６を介してカメラ本体３側へと送信される。レンズユニット用ＣＰＵ７１は、カメラ本体用ＣＰＵ８５と交信しながら、レンズユニット側の撮影処理や画像処理等を管制する。
【００３１】
レンズユニット４からの画像データは、データ通信回路７７を介してメモリ７８に書き込まれる。デジタル信号処理回路７９は、メモリ７８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補正等の処理を施す。各種処理が施された画像データはＬＣＤ駆動回路８０へ入力され、ＬＣＤ８１にスルー画として表示される。
【００３２】
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８２の制御によって、各種処理が施された画像データが記録メディア８３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。カメラ本体用ＣＰＵ８５は、レンズユニット用ＣＰＵ７１と交信しながら、カメラ本体側の撮影処理、画像表示処理、記録処理等を管制する。カメラ本体用ＣＰＵ８５には、レリーズボタン１２、モード切替部１３、電源スイッチ８７、ズーム操作部８８が接続されている。
【００３３】
カメラ本体３にはバッテリ８６が配置され、カメラ本体３の各部に電力を供給している。また、このバッテリ８６は、接続端子１５、１６を介してレンズユニット４に接続されており、レンズユニット４の各部にも電力を供給している。
【００３４】
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をカメラ本体３に装着すると、レンズユニット４とカメラ本体３とが電気的に接続される。
【００３５】
カメラ本体３の電源スイッチ８７をオンにし、モード切替部１３を操作して撮影モードに設定すると、フォーカスレンズ群３８が移動してピント合わせが行われる。また、ズーム操作部８８を操作すると、ズームレンズ群２５が移動してズーミングが行われる。ＬＣＤ８１には、スルー画が表示される。レリーズボタン１２を押圧操作すると、その時点で得られた画像データが記録メディア８３に記録される。モード切替部１３を操作して再生モードに設定すると、記録メディア８３に記録した画像をＬＣＤ８１に表示させることができる。
【００３６】
これらの操作を行うと、レンズユニット４のユニット本体２０内において、ＣＣＤ２１と、実装基板５２とが発熱する。ＣＣＤ２１の熱は、ＣＣＤ２１の前面から空気中へ放射されるとともに、取付板５０へと伝達されて取付板５０の後面から空気中へ放射される。
【００３７】
実装基板５２の熱は、近接しているユニット本体２０へと伝達されて放熱フィン１７から空気中へ放射されるとともに、実装基板５２の実装面とは反対側の面から空気中へ放射される。放熱フィン１７はユニット本体２０の上部に位置するので、熱せられた空気は上昇を妨げられず、放熱フィン１７近傍では対流が生じる。これにより、実装基板５２の熱は効率的に放熱される。
【００３８】
ＣＣＤ２１と実装基板５２とは、互いに直交して配置されており、互いに離れている。これにより、ＣＣＤ２１及び実装基板５２の熱は効率的に放熱され、ＣＣＤ２１及び実装基板５２は高い温度に上昇することがない。よって、ＣＣＤ２１及び実装基板５２は熱によって性能が低下することがなくなる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、ユニット本体を円筒状としたが、図５に示すように角筒状としてもよい。この場合には、実装基板５２の実装面をユニット本体９０の内面の一面９０ｂに近接して対向させ、この一面９０ｂに対応する外面９０ａに放熱フィン９１を設ける。実装面とユニット本体９０とが近接する領域が広くなるため、実装基板５２からの熱は、より効率的にユニット本体９０に伝達される。
【００４０】
上記実施形態では、レンズユニット側の各種回路を１枚の基板に実装することとしたが、各種回路を分けて複数枚の基板に実装することとしてもよい。複数枚の実装基板を配設する場合にも、全ての実装基板を光軸に対して略平行にするとともに、実装面をユニット本体の内面に近接して対向させることが放熱の点から好ましい。
【００４１】
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、レンズユニットとカメラ本体が一体化された形態のデジタルカメラにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】カメラシステムの外観図である。
【図２】レンズユニットを軸方向に切断したときの断面図である。
【図３】図２のIII―III線に沿って切断したときのレンズユニットの断面図である。
【図４】カメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】別の実施形態であって角筒状のレンズユニットを径方向に切断したときの断面図である。
【図６】撮像素子と実装基板とを並列に並べて配置したときのレンズユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
２  カメラシステム
３  カメラ本体
４  レンズユニット
１７、９１  放熱フィン
２０、９０  ユニット本体
２１  ＣＣＤ
２２  各種回路
５６  光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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