(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を色分解プリズムにより複数の色成分に分解し、各色成分をそれぞれ固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置であって、
前記各色成分ごとにそれぞれ、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を冷却する冷却機構と、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を実装したセンサー基板を備え、
前記それぞれのセンサー基板は、前記撮像装置筐体内に設けられた半田接合部において半田付けにより固定され、前記センサー基板の前面に前記固体撮像素子が実装され、前記センサー基板の後面に１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子が実装されており、
前記それぞれの冷却機構は、
前記固体撮像素子に対向する位置に設けられた第１の開口及び前記信号処理用半導体素子に対向する位置に設けられた１つ又は複数の第２の開口を有し、前記センサー基板の後方に配置されるとともに前記撮像装置筐体に固定された熱伝導板と、
前記熱伝導板の第１の開口内に配置され該第１の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第１の放熱体と、
前記熱伝導板の第２の開口内に配置され該第２の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第２の放熱体と、
前記第１の放熱体を後方から前記センサー基板に押圧し、前記第２の放熱体を後方から前記信号処理用半導体素子に押圧する弾性体と、
前記固体撮像素子に対向するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第１の熱伝導シートと、
前記第１の開口内及び第２の開口内に充填された熱伝導グリースとを備え、
前記固体撮像素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第１の放熱体と前記センサー基板の間に介在する前記第１の熱伝導シート、前記第１の熱伝導シートと前記第１の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第１の放熱体、前記第１の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるとともに、
前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記信号処理用半導体素子と前記第２の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第２の放熱体、前記第２の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載された撮像装置であって、
前記センサー基板の後面に信号接続コネクタが実装されており、
前記第１の開口を前方から見た形状が矩形であり、
前記第１の放熱体を前方から見た形状がコの字形状又はロの字形状であり、該コの字形状又はロの字形状は、前記信号接続コネクタと干渉しないための形状であることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を色分解プリズムにより複数の色成分に分解し、各色成分をそれぞれ固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置であって、
前記各色成分ごとにそれぞれ、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を冷却する冷却機構と、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を実装したセンサー基板を備え、
前記それぞれのセンサー基板は、前記撮像装置筐体内に設けられた半田接合部において半田付けにより固定され、前記センサー基板の前面に前記固体撮像素子と１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子が実装されており、
前記それぞれの冷却機構は、
前記固体撮像素子及び前記信号処理用半導体素子に対向する位置に設けられた開口を有し、前記センサー基板の後方に配置されるとともに前記撮像装置筐体に固定された熱伝導板と、
前記熱伝導板の前記開口内に配置され該開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な放熱体と、
前記放熱体を後方から前記センサー基板に押圧する弾性体と、
前記固体撮像素子及び前記信号処理用半導体素子に対向するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する熱伝導シートと、
前記開口内に充填された熱伝導グリースとを備え、
前記固体撮像素子及び前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記センサー基板、前記放熱体と前記センサー基板の間に介在する前記熱伝導シート、前記熱伝導シートと前記放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記放熱体、前記放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置であって、
前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を冷却する冷却機構と、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を実装したセンサー基板を備え、
前記センサー基板は、前記撮像装置筐体内に設けられた半田接合部に半田付けにより固定され、前記センサー基板の前面に前記固体撮像素子が実装され、前記センサー基板の前面又は後面に１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子が実装されており、
前記冷却機構は、
前記固体撮像素子に対向する位置に設けられた第１の開口及び前記信号処理用半導体素子に対向する位置に設けられた１つ又は複数の第２の開口を有し、前記センサー基板の後方に配置されるとともに前記撮像装置筐体に固定された熱伝導板と、
前記熱伝導板の第１の開口内に配置され該第１の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第１の放熱体と、
前記熱伝導板の第２の開口内に配置され該第２の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第２の放熱体と、
前記第１、第２の放熱体を後方から前方へ押圧する弾性体とを備え、
前記固体撮像素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第１の放熱体と前記センサー基板の間に介在するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第１の熱伝導シート、前記第１の熱伝導シートと前記第１の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第１の放熱体、前記第１の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるとともに、
前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記信号処理用半導体素子と前記第２の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第２の放熱体、前記第２の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるか、又は、前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第２の放熱体と前記センサー基板の間に介在するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第２の熱伝導シート、前記第２の熱伝導シートと前記第２の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第２の放熱体、前記第２の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置の製造方法であって、
前記固体撮像素子がその前面に実装され、１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子がその前面又は後面に実装されたセンサー基板の位置決めを行い、前記撮像装置筐体内に前記センサー基板を固定するステップと、
前記固体撮像素子に対向する位置に設けられた第１の開口及び前記信号処理用半導体素
子に対向する位置に設けられた１つ又は複数の第２の開口を有する熱伝導板を、前記センサー基板の後方に配置して、前記撮像装置筐体に固定するステップと、
前記熱伝導板の第１の開口内に、該第１の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第１の放熱体を配置するステップと、
前記熱伝導板の第２の開口内に、該第２の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第２の放熱体を配置するステップと、
前記第１の放熱体を、前記第１の放熱体と前記センサー基板の間に介在し電気絶縁性を有する第１の熱伝導シートと熱伝導グリースを介して、弾性体により前記センサー基板に押圧するステップと、
前記第２の放熱体を、熱伝導グリースを介して弾性体により前記信号処理用半導体素子に押圧するか、又は、前記第２の放熱体と前記センサー基板の間に介在し電気絶縁性を有する第２の熱伝導シートと熱伝導グリースを介して、弾性体により前記センサー基板に押圧するステップと、を備えることを特徴とする撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤイメージセンサ（Charge Coupled Device Image Sensor）等の固体撮像素子を用いた撮像装置（カメラ）に関し、特に、高性能冷却機構を備える３板式固体撮像カメラや単板式固体撮像カメラ等の撮像装置、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、テレビジョン放送用カメラ等の撮像装置に使用されるＣＣＤ等の固体撮像素子は、通電すると発熱によって温度上昇が生じる。温度上昇が大きくなり過ぎると、固体撮像素子内の暗電流が増加し、画像の画質が劣化する。そのため、撮像装置には、固体撮像素子の温度上昇をある範囲内に抑える冷却機構が必要である。
【０００３】
一方、撮像装置の冷却機構には、単に冷却性能を高める以外に、高精細な画像を得るために撮像装置の固体撮像素子の取り付け位置精度を高め、位置ずれを常に画素サイズより非常に小さく保つことが必要である。そのため、固体撮像素子を取り付ける際の初期の機械的ストレスの発生を抑えたり、また、組み立てた後の固体撮像素子が長期間位置決め精度を保つように、冷却機構には、固体撮像素子を実装した基板を固定する固定部にかかる荷重が小さい状態で放熱構造を支持することが求められる。特に、固体撮像素子を実装した基板を取付金具に固定する半田接合部の半田クリープや、或いは固体撮像素子を実装した基板を接着固定する接着剤の変形などを抑えたりしなければならない。ここで半田クリープとは、半田付けした部品や基板に荷重を加え続けていると半田接合部が徐々に変形していく現象である。また、温度上昇に伴う熱変形の寸法変化も小さくしなければならない。従って、冷却機構には、冷却性能以外に、固体撮像素子を実装した基板を固定する固定部の機械的変形を小さくする機構精度を高めることが重要になっている。
【０００４】
そのため従来技術として、例えば、下記の特許文献１には、固体撮像素子の裏面に熱伝導性の優れた固定部材を接着し、この固定部材を、金属箔を重ね合わせ形成し可撓性をある程度持たせた熱伝導部材を介して、カメラ筐体に接続して、上記固定部材からカメラ筐体に放熱する固体撮像素子の冷却機構が開示されている。
【０００５】
以下、この従来技術による撮像装置の構造について、図９〜図１１を用いて詳しく説明する。図９は、固体撮像素子を３枚用いる３板式固体撮像カメラの構造を部品ごとに分解した状態を示し、図１０は図９に示した部品を組み立てた状態の中央水平断面を示し、図１１は図９に示した部品を組み立てた状態を側面から見た図である。
【０００６】
図９〜図１１において、１はカメラ筐体のフロントフレーム、２は色分解プリズムである。色分解プリズム２は、撮像レンズ（図示せず）から入射した光を所定の色成分ごと、例えば、３原色の光（赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ）に分解する。各分解光成分は、それぞれ各固体撮像素子３に入射し電気信号に変換される。色分解プリズム２の分解光成分毎のプリズム端面には、それぞれプリズム面固定金具４が接着され、その上に撮像素子固定下金具５がネジ（図示せず）止めされている。
【０００７】
一方、各固体撮像素子３の裏面には撮像素子固定上金具６が接着され、その上には、固体撮像素子３の熱を外部に導く撮像素子用熱伝導板７がネジ（図示せず）止めされている。固体撮像素子３は、撮像素子固定上金具６と撮像素子用熱伝導板７を、固体撮像素子３の裏面とセンサー基板８で挟むようにして、接続端子をセンサー基板８に半田付けされている。センサー基板８は、固体撮像素子３から電気信号を取り出すためのものである。
そして、センサー基板８に半田付けされた固体撮像素子３は、撮像素子固定上金具６と撮像素子用熱伝導板７を裏面に挟んだ状態で、３原色の光（赤Ｒ,緑Ｇ,青Ｂ）に対して色収差や画像ずれがないように色分解プリズム２に対して所定精度の位置決めが行われた後、撮像素子固定下金具５の端子部と撮像素子固定上金具６の端子部の４箇所の間隙を、半田１４によって半田付けされて固定される。
更に、センサー基板８の後面に実装された信号処理用半導体素子９の発生熱を外部に導くため、信号処理用半導体素子９の表面には、半導体素子用熱伝導板１０が接着されている。
【０００８】
固体撮像素子３の熱を外部に導く撮像素子用熱伝導板７、及び半導体素子９の発生熱を外に導く半導体素子用熱伝導板１０には、各々銅箔放熱板１１a、１１ｂがネジ止めされている。銅箔放熱板１１a、１１ｂは、複数の銅箔を薄く接着して層状に積層され、プレス加工により切断、曲げ加工が施されて、銅箔放熱板１１ａ、１１ｂの可撓性を一段と高めるために各曲げ部毎にスリットが数本設けられている。銅箔放熱板１１ａ、１１ｂは、伝わった熱をカメラ筐体のフロントフレーム１に導くため、それぞれ、色分解プリズム２の両側面に設置された銅製支持板１２ａ、１２ｂに、それぞれ、あて板１３ａ、１３ｂを介してネジ止めされている。
【０００９】
以上のような構造によって、固体撮像素子３から発生した熱は、撮像素子固定上金具６、撮像素子用熱伝導板７、銅箔放熱板１１ａ、銅製支持板１２ａなどを経て、カメラ筐体のフロントフレーム１に導かれる。一方、センサー基板８の後面に実装された信号処理半導体素子９から発生した熱は、半導体素子用熱伝導板１０、銅箔放熱板１１ｂ、銅製支持板１２ｂなどを経て、カメラ筐体のフロントフレーム１に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９-６５３４８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上述の従来技術には、次の問題点が存在する。すなわち、固体撮像素子は、色分解プリズムに対し光学的な三次元位置調整を精密に行った後に、色分解プリズムに対する位置関係が固定されるが、３原色の光（赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ）に対する固体撮像素子の位置は、固体撮像素子、或は部材の寸法公差、実装寸法公差などを全て吸収したうえで決まるので、撮像素子固定上金具６、撮像素子用熱伝導板７、銅箔放熱板１１ａ、銅製支持板１２ａなどを各々ネジ止めする位置関係、或は、半導体素子用熱伝導板１０、銅箔放熱板１１ｂ、銅製支持板１２ｂなどを各々ネジ止めする位置関係が相対的にずれてしまうことがある。
また、これらを互いにネジ締結する際に生ずる機械的ストレスを、可撓性を高めた銅箔放熱板１１ａ、１１ｂだけで全て吸収しなければならず、そのため、撮像素子固定下金具５の端子部と撮像素子固定上金具６の端子部の４箇所を接合する半田１４に多大な機械的ストレスが加わり、長期間を経るうちに半田クリープが発生する心配がある。
また、ネジ締結部の接触熱抵抗を小さくするため、ネジ締め付けトルクを大きくすると、ネジ締結部材の位置が狂ってしまい、固体撮像素子に機械的ストレスが加わり、レジストレーションのズレが発生してしまう。なお、このネジ締結によるレジストレーションのズレ発生を防止するには、前述のネジ締結時の締め付けトルクを小さく規定しなければならず、そのことにより組立性が悪化したり、伝熱性能も低下してしまう。
【００１２】
本発明は、上記の従来技術に係わる問題を解決すべくなされたものであり、少なくとも次の目的のいずれかを達成するものである。
本発明の第１の目的は、固体撮像素子がセンサー基板の前面に実装され、信号処理用半導体素子が後面に実装された場合でも、センサー基板を固定する半田接合部に大きな機械的ストレスを加えることなく、上記発熱体から発生した熱を効率よく放熱できる冷却機構を備える撮像装置を提供することである。
【００１３】
本発明の第２の目的は、固体撮像素子や信号処理用半導体素子等の発熱体を実装したセンサー基板を固定する半田接合部に大きな力、つまり大きな機械的ストレスを加えることなく、発熱体から発生した熱を効率よく放熱できる冷却機構を備える撮像装置を提供することである。
【００１４】
本発明の第３の目的は、固体撮像素子や信号処理用半導体素子等の発熱体を実装したセンサー基板を固定する半田接合部に大きな機械的ストレスを加えることなく、発熱体から発生した熱を効率よく放熱できる冷却機構を備える撮像装置を、短時間で高精度に簡単に組み立てる製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記第１の目的を達成するための本発明の代表的な構成は、次のとおりである。
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を色分解プリズムにより複数の色成分に分解し、各色成分をそれぞれ固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置であって、
前記各色成分ごとにそれぞれ、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を冷却する冷却機構と、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を実装したセンサー基板を備え、
前記それぞれのセンサー基板は、前記撮像装置筐体内に設けられた半田接合部において半田付けにより固定され、前記センサー基板の前面に前記固体撮像素子が実装され、前記センサー基板の後面に１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子が実装されており、
前記それぞれの冷却機構は、
前記固体撮像素子に対向する位置に設けられた第１の開口及び前記信号処理用半導体素子に対向する位置に設けられた１つ又は複数の第２の開口を有し、前記センサー基板の後方に配置されるとともに前記撮像装置筐体に固定された熱伝導板と、
前記熱伝導板の第１の開口内に配置され該第１の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第１の放熱体と、
前記熱伝導板の第２の開口内に配置され該第２の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第２の放熱体と、
前記第１の放熱体を後方から前記センサー基板に押圧し、前記第２の放熱体を後方から前記信号処理用半導体素子に押圧する弾性体と、
前記固体撮像素子に対向するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第１の熱伝導シートと、
前記第１の開口内及び第２の開口内に充填された熱伝導グリースとを備え、
前記固体撮像素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第１の放熱体と前記センサー基板の間に介在する前記第１の熱伝導シート、前記第１の熱伝導シートと前記第１の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第１の放熱体、前記第１の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるとともに、
前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記信号処理用半導体素子と前記第２の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第２の放熱体、前記第２の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えることを特徴とする撮像装置。
【００１６】
また、前記第２の目的を達成するための本発明の代表的な構成は、次のとおりである。
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置であって、
前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を冷却する冷却機構と、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を実装したセンサー基板を備え、
前記センサー基板は、前記撮像装置筐体内に設けられた半田接合部に半田付けにより固定され、その前面に前記固体撮像素子が実装され、その前面又は後面に１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子が実装されており、
前記冷却機構は、
前記固体撮像素子に対向する位置に設けられた第１の開口及び前記信号処理用半導体素子に対向する位置に設けられた１つ又は複数の第２の開口を有し、前記センサー基板の後方に配置されるとともに前記撮像装置筐体に固定された熱伝導板と、
前記熱伝導板の第１の開口内に配置され該第１の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第１の放熱体と、
前記熱伝導板の第２の開口内に配置され該第２の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第２の放熱体と、
前記第１、第２の放熱体を後方から前方へ押圧する弾性体とを備え、
前記固体撮像素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第１の放熱体と前記センサー基板の間に介在するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第１の熱伝導シート、前記第１の熱伝導シートと前記第１の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第１の放熱体、前記第１の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるとともに、
前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記信号処理用半導体素子と前記第２の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第２の放熱体、前記第２の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるか、又は、前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第２の放熱体と前記センサー基板の間に介在するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第２の熱伝導シート、前記第２の熱伝導シートと前記第２の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第２の放熱体、前記第２の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えることを特徴とする撮像装置。
【００１７】
また、前記第３の目的を達成するための本発明の代表的な構成は、次のとおりである。
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置の製造方法であって、
前記固体撮像素子がその前面に実装され、１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子がその前面又は後面に実装されたセンサー基板の位置決めを行い、前記撮像装置筐体内に前記センサー基板を固定するステップと、
前記固体撮像素子に対向する位置に設けられた第１の開口及び前記信号処理用半導体素子に対向する位置に設けられた１つ又は複数の第２の開口を有する熱伝導板を、前記センサー基板の後方に配置して、前記撮像装置筐体に固定するステップと、
前記熱伝導板の第１の開口内に、該第１の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第１の放熱体を配置するステップと、
前記熱伝導板の第２の開口内に、該第２の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第２の放熱体を配置するステップと、
前記第１の放熱体を、前記第１の放熱体と前記センサー基板の間に介在し電気絶縁性を有する第１の熱伝導シートと熱伝導グリースを介して、弾性体により前記センサー基板に押圧するステップと、
前記第２の放熱体を、熱伝導グリースを介して弾性体により前記信号処理用半導体素子に押圧するか、又は、前記第２の放熱体と前記センサー基板の間に介在し電気絶縁性を有する第２の熱伝導シートと熱伝導グリースを介して、弾性体により前記センサー基板に押圧するステップと、を備えることを特徴とする撮像装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、固体撮像素子や信号処理用半導体素子等の発熱体を実装したセンサー基板を固定する半田接合部に大きな機械的ストレスを加えることなく、発熱体から発生した熱を効率よく放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態における撮像装置の一部分の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における撮像装置のセンサー基板を色分解プリズムに固定する方法を説明する分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態における撮像装置の水平中央断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における撮像装置の垂直断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態における撮像装置の一部分の分解斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態における撮像装置のセンサー基板を色分解プリズムに固定する方法を説明する分解斜視図である。
【図７】本発明の第４実施形態における撮像装置の水平中央断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態における撮像装置の垂直断面図である。
【図９】従来例における撮像装置の一部分の分解斜視図である。
【図１０】従来例における撮像装置の水平中央断面図である。
【図１１】従来例における撮像装置の一部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について、図１〜４を参照して詳細に説明する。図１は、第１実施形態における撮像装置の一部分の分解斜視図である。図２は、第１実施形態における撮像装置のセンサー基板を色分解プリズムに固定する方法を説明する分解斜視図である。図３は、第１実施形態における撮像装置の水平中央断面図である。図４は、第１実施形態における撮像装置の垂直断面図である。
図１〜図４において、１０１は例えばアルミニュウム製のカメラ筐体（撮像装置筐体）のフロントフレーム（筐体前部）、１０２は色分解プリズムである。フロントフレーム１０１の外側表面には、放熱用のフィンが設けられている。色分解プリズム１０２は、前方にある撮像レンズ（図示せず）から入射した光を３原色の光（赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ）に分解する。３原色に分解された光成分は、図１に示すように進路が３方向に分かれ、色分解プリズム１０２から見て、Ｒ成分は斜め上方向、Ｇ成分は水平方向、Ｂ成分は斜め下方向に進み、それぞれ、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の固体撮像素子１０３に入射し電気信号に変換される。
【００２１】
なお、本明細書において、前方とは、光が入射してくる方向、例えば色分解プリズム１０２からフロントフレーム１０１を見た方向であり、後方とは、その逆の方向を意味する。前面、後面も同様である。
また第１実施形態において、各光成分に対するチャンネルの構成、つまり固体撮像素子１０３の固定構造や、固体撮像素子１０３等を冷却する冷却機構等は、いずれも同様の構成であるので、ここでは３原色の光（赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ）の中央のチャンネルのＧ成分に対する構成である固体撮像素子１０３の固定構造や冷却機構を説明し、他のチャンネルであるＲ成分やＢ成分に関する構成は説明を省略する。
【００２２】
図３に示すように、色分解プリズム１０２の分解光成分毎のプリズム端面には、プリズム面固定金具１０４（例えばパーマロイ製）が接着され、その上に撮像素子固定下金具１０５（例えばパーマロイ製）がネジ止めされている。
一方、３原色の光（赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ）から電気信号を取り出す固体撮像素子１０３は、センサー基板１０８（例えばガラスエポキシ製）の前面に実装されており、センサー基板１０８の後面には、固体撮像素子１０３の映像信号を処理する信号処理用半導体素子１０９と、信号処理用半導体素子１０９から信号を取り出す信号接続コネクタ１１０が実装されている。固体撮像素子１０３と信号処理用半導体素子１０９と信号接続コネクタ１１０は、センサー基板１０８に半田付けされている。
【００２３】
固体撮像素子１０３の位置決めは、次のように行われる。すなわち、信号接続コネクタ１１０に映像信号を接続し、各３原色の光（赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ）毎の映像信号を見ながら、互いに色収差や画像ずれがないように色分解プリズム１０２に対して固体撮像素子１０３を実装したセンサー基板１０８を動かして所定精度の位置決めを行う。このとき、センサー基板１０８の半田固定穴１０８aに撮像素子固定下金具１０５の半田付けリード１０５aが挿入されるので、位置決めした状態で半田付けリード１０５aを半田固定穴１０８aに半田付けを行い、固体撮像素子１０３の色分解プリズム１０２に対する位置を固定する。このとき、色分解プリズム１０２と固体撮像素子１０３の間に、色分解プリズム１０２外から入射する光を防ぐための、柔軟性を有するプラスチック等から形成された遮光部材１１７を挟む。
このように、センサー基板１０８の半田固定穴１０８aに撮像素子固定下金具１０５の半田付けリード１０５aを挿入して半田付けするので、従来の例えば図９に示す平面同士の半田付けと比べ、半田固定穴１０８aと半田付けリード１０５aの半田接合部における半田クリープを抑制することができる。
【００２４】
その後、図３に示すように、色分解プリズム１０２とセンサー基板１０８の外側に、間隙を持って色分解プリズム１０２及びセンサー基板１０８を覆うように、水平固定冷却プレート（熱伝導板）１１２と垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂと、フロントフレーム１０１とが互いにネジ止め固定される。水平固定冷却プレート（熱伝導板）１１２と垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂは、熱伝導性の高い高熱伝導金属、例えばアルミニュウムや銅などで作られる。
これらの水平固定冷却プレート１１２と垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂは、センサー基板１０８に実装した固体撮像素子１０３及び信号処理用半導体素子１０９から発生した熱を、色分解プリズム１０２を装着したカメラ筐体のフロントフレーム１０１に導くためのものである。
【００２５】
また、センサー基板１０８と板バネ１１５との間に所定の間隔を空けて、センサー基板１０８に立設された支柱１０８ｂに、弾性体である板バネ１１５がネジ止め固定される。このとき板バネ１１５を固定するネジは、水平固定冷却プレート１１２を貫通する。なお、板バネ１１５は水平固定冷却プレート１１２に固定するようにしてもよい。
板バネ１１５の材質は例えばリン青銅であり、厚さは例えば０．２ｍｍである。板バネ１１５は、前面視が略長方形（縦２０ｍｍ×横３０ｍｍ）の枠形状であり、後述する放熱体１１３を前方へ押圧する押圧部１１５ａと、放熱体１１４を前方へ押圧する押圧部１１５ｂとを有し、枠と押圧部１１５ａと押圧部１１５ｂが一体的に形成されている。
このように一体形成することで、板バネ１１５が押圧する荷重が、センサー基板１０８をセンサー基板１０８の外部と接合する半田接合部に半田クレープを発生させない程度、あるいは、固体撮像素子１０３にレジストレーションのズレを発生させない程度の小さい、小型の板バネ１１５を製作することが容易となる。
【００２６】
水平固定冷却プレート１１２には、後述するように、第１の開口１１２aと第２の開口１１２ｂとが設けられ、その中にそれぞれ、例えばアルミニュウム製の放熱体１１３（図１の例では１つ）と放熱体１１４（図１の例では２つ）が前後方向を含む全方向に遊動可能なように収容される。ここで全方向とは、前後方向と、前後方向に垂直な方向（上下、左右、斜めの垂直方向）、及び前後方向に対する斜め方向を含む。
板バネ１１５は、放熱体１１３と放熱体１１４を前方に付勢し、センサー基板１０８の後面又はセンサー基板１０８の後面に実装された信号処理用半導体素子１０９に押圧する。このときの板バネ１１５のバネ荷重は、センサー基板１０８を接合する半田接合部に半田クレープを発生させない程度、あるいは、固体撮像素子１０３にレジストレーションのズレを発生させない程度の小さいものに設定され、５０ｇ以下である。
【００２７】
水平固定冷却プレート１１２には、固体撮像素子１０３及び信号処理用半導体素子１０９と対向する位置に、それぞれ、固体撮像素子冷却用の第１の開口１１２aと半導体素子冷却用の第２の開口１１２ｂとが開けられている。第１の開口１１２aは前面視（前方から見た形状）が矩形の矩形開口であり、第２の開口１１２ｂは前面視が円形の円形開口である。本実施形態では、第１の開口１１２aと第２の開口１１２ｂは、水平固定冷却プレート１１２の前面から後面に貫通する同一面積の貫通穴であるが、同一面積の貫通穴に限られるものではない。
第１の開口１１２a内には、第１の開口１１２aの開口寸法より小さく第１の開口１１２a内を前後方向を含む全方向に遊動できる第１の放熱体１１３が挿入され配置されていると共に、センサー基板１０８の映像信号を取り出す信号接続コネクタ１１０も挿入される。第１の放熱体１１３は前面視がコの字状であり、このコの字状の形状は、第１の放熱体１１３が信号接続コネクタ１１０と干渉しないように定められている。なお、信号接続コネクタ１１０は映像信号を高速に取り出すため、センサー基板１０８の中央に設けられている。
【００２８】
固体撮像素子１０３は、映像光を取り入れるため色分解プリズム１０２側（前側）に向いている必要性から、通常、センサー基板１０８の前面に実装される。そこで、固体撮像素子１０３から発生した熱はセンサー基板１０８を介して、センサー基板１０８の後面から取り込むことになる。そのため、固体撮像素子１０３と対向するように、センサー基板１０８の後面に、電気絶縁性と高熱伝導性とを有する熱伝導シートであるコの字状シート１１１を取り付け、センサー基板１０８の後面と第１の放熱体１１３との間に、コの字状シート１１１を挟む。コの字状シート１１１としては、例えば熱伝導率が１〜５Ｗ／（ｍ・Ｋ）の高熱伝導性シート（放熱シリコンゴム製）を用いることができる。そして、第１の放熱体１１３の後方から一体形状の板バネ１１５によって小さな荷重を与圧し、コの字状シート１１１と第１の放熱体１１３との間で熱伝導の良好な接触を保つようにしている。コの字状シート１１１は前面視がコの字状であり、このコの字状の形状は、コの字状シート１１１が信号接続コネクタ１１０と干渉しないように定められている。
【００２９】
上述したように、第１の放熱体１１３は前後方向を含む全方向に遊動できるので、コの字状シート１１１がセンサー基板１０８の後面に対して多少傾いた状態で取り付けられたとしても、第１の放熱体１１３は、コの字状シート１１１と熱伝導の良好な接触を保つことができる。
また、コの字状シート１１１は、後述する高熱伝導性の熱伝導グリースを、センサー基板１０８に接触させないようにしており、熱伝導グリースがセンサー基板１０８に浸透してセンサー基板１０８を変質させることを防止する役割を果たす。
【００３０】
さらに、第１の開口１１２a内には、熱を効率よく伝え、第１の放熱体１１３の動きを妨げない高熱伝導性の熱伝導グリースを充填している。この熱伝導グリースは、動き易さを高める潤滑剤の役割も兼ね備えており、例えば熱伝導率が１〜５Ｗ／（ｍ・Ｋ）の高熱伝導性グリースを用いることができる。これにより、第１の開口１１２a内における水平固定冷却プレート１１２と第１の放熱体１１３との間隙には、熱伝導グリースが充満しており、第１の放熱体１１３の熱を効率よく水平固定冷却プレート１１２へ伝えることができる。
また、コの字状シート１１１と第１の放熱体１１３との間にも、熱伝導グリースが介在するので、コの字状シート１１１からの熱を第１の放熱体１１３へ効率よく伝えることができる。
したがって、電気絶縁性と高熱伝導性とを有するコの字状シート１１１は、固体撮像素子１０３からセンサー基板１０８に伝わった熱を効率よく導き出し、該導き出した熱は、熱伝導グリースを介して第１の放熱体１１３に伝えられる。さらに、第１の放熱体１１３からの熱は、熱伝導グリースを介して、効率よく水平固定冷却プレート１１２に伝えられる。
【００３１】
一方、複数の第２の開口１１２ｂ内には、第２の開口１１２ｂの開口寸法より小さく第２の開口１１２ｂ内を前後方向を含む全方向に遊動できる第２の放熱体１１４が、それぞれ挿入され配置されている。第２の放熱体１１４は、前面視が円形の円柱状である。第２の放熱体１１４は、センサー基板１０８の後面に実装されている信号処理用半導体素子１０９の表面に熱伝導グリースを介して直接接触しており、第２の放熱体１１４の後方から一体形状の板バネ１１５によって小さな荷重を与圧することで、信号処理用半導体素子１０９と第２の放熱体１１４の間で、熱伝導の良好な接触を保つようにしている。
また、上述したように、第２の放熱体１１４は前後方向を含む全方向に遊動できるので、信号処理用半導体素子１０９がセンサー基板１０８の後面に対して多少傾いた状態で実装されたとしても、第２の放熱体１１４は信号処理用半導体素子１０９と、熱伝導の良好な接触を保つことができる。
また、第２の開口１１２ｂと第２の放熱体１１４を、複数の信号処理用半導体素子１０９に１対１で対応するよう複数設けているので、各信号処理用半導体素子１０９がそれぞれ、センサー基板１０８の後面に対して異なる方向に傾いて実装、又は異なる角度で実装されたとしても、各第２の放熱体１１４はそれぞれ、対応する信号処理用半導体素子１０９と熱伝導の良好な接触を保つことができる。
【００３２】
さらに、第２の開口１１２ｂ内には、熱を効率よく伝え、第２の放熱体１１４の動きを妨げない高熱伝導性の熱伝導グリースを充填している。これにより、第２の開口１１２ｂ内における水平固定冷却プレート１１２と第２の放熱体１１４との間隙には、熱伝導グリースが充満しており、第２の放熱体１１４の熱を効率よく水平固定冷却プレート１１２へ伝えることができる。
また、信号処理用半導体素子１０９と第２の放熱体１１４との間にも、熱伝導グリースが介在するので、信号処理用半導体素子１０９からの熱を第２の放熱体１１４へ効率よく伝えることができる。
したがって、信号処理用半導体素子１０９から発生した熱を、熱伝導グリースを介して第２の放熱体１１４に伝え、第２の放熱体１１４から熱伝導グリースを介して水平固定冷却プレート１１２に伝えることができる。
【００３３】
本発明の第１実施形態では、図１〜図４で示す様に、固体撮像素子１０３の冷却機構が、コの字状シート１１１、コの字状シート１１１と第１の放熱体１１３との間の熱伝導グリース、第１の放熱体１１３、板バネ１１５、第１の放熱体１１３と水平固定冷却プレート１１２との間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート１１２、垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂ、フロントフレーム１０１等で構成される。
また、信号処理用半導体素子１０９の冷却機構が、信号処理用半導体素子１０９と第２の放熱体１１４との間の熱伝導グリース、第２の放熱体１１４、板バネ１１５、第２の放熱体１１４と水平固定冷却プレート１１２との間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート１１２、垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂ、フロントフレーム１０１等で構成されている。
【００３４】
したがって、固体撮像素子１０３から発生した熱は、センサー基板１０８、コの字状シート１１１、コの字状シート１１１と第１の放熱体１１３との間の熱伝導グリース、第１の放熱体１１３、第１の放熱体１１３と水平固定冷却プレート１１２との間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート１１２、垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂなどを経て、効率よくフロントフレーム１０１に伝わり、固体撮像素子１０３を冷却することができる。
また、信号処理用半導体素子１０９から発生した熱は、信号処理用半導体素子１０９と第２の放熱体１１４との間の熱伝導グリース、第２の放熱体１１４、第２の放熱体１１４と水平固定冷却プレート１１２の間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート１１２、垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂなどを経て、効率よくフロントフレーム１０１に伝わり、信号処理用半導体素子１０９を冷却することができる。
【００３５】
このとき、第１の開口１１２a内における水平固定冷却プレート１１２と第１の放熱体１１３との間隙、及び第２の開口１１２ｂ内における水平固定冷却プレート１１２と第２の放熱体１１４との間隙は、固体撮像素子１０３或は各部材の寸法公差、実装寸法公差などを全て吸収し、かつ冷却性能を満足させる値を設定している。例えば、水平固定冷却プレート１１２がアルミニュウム製で３ｍｍの厚さなら、間隙は、１００〜２００μｍに選べば良い。
【００３６】
かくして、固体撮像素子１０３がセンサー基板１０８の前面側に実装され、また、信号処理用半導体素子１０９がセンサー基板１０８の後面側に実装されるなど、前面と後面の両方に発熱体が実装されている第１実施形態においても、センサー基板１０８やセンサー基板１０８の固定部である半田接合部に大きな力を加えることなく、上記発熱体から発生した熱を効率よく撮像装置筐体に放熱できる。
なお、第１実施形態では、センサー基板１０８を半田付けにより固定したが、接着剤により固定する場合にも、第１実施形態の冷却機構を適用することは可能である。
また、第１実施形態では、第１の開口１１２aと第２の開口１１２ｂを貫通穴とし、これら貫通穴の後方から板バネ１１５で第１の放熱体１１３と第２の放熱体１１４を押圧するようにしたが、第１の開口１１２aと第２の開口１１２ｂを後面が塞がった非貫通穴（凹部）とし、穴内の後面に板バネやコイルバネ等の弾性体を設けることもできる。
【００３７】
第１実施形態によれば、次の（１）〜（１０）などの効果を得ることができる。
（１）半田接合部に対する小さな機械的ストレスによっても色ずれ等の不具合を発生し易い３板カメラにおいて、固体撮像素子１０３や信号処理用半導体素子１０９を実装したセンサー基板１０８を固定する半田接合部に大きな機械的ストレスを加えることなく、センサー基板１０８の前面側に実装された固体撮像素子１０３からの熱を、コの字状シート１１１、コの字状シート１１１と第１の放熱体１１３との間の熱伝導グリース、第１の放熱体１１３、第１の放熱体１１３と水平固定冷却プレート１１２との間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート１１２等により、効率よく放熱することができる。
（２）センサー基板１０８の前面に固体撮像素子１０３を実装し、後面に信号処理用半導体素子１０９を実装し、固体撮像素子１０３からの熱を熱伝導シート１１１を介して第１の放熱体１１３へ伝え、信号処理用半導体素子１０９からの熱を熱伝導シートを介さずに第２の放熱体１１４へ伝えるようにしたので、センサー基板の前面に固体撮像素子と信号処理用半導体素子を実装し、固体撮像素子と信号処理用半導体素子からの熱を熱伝導シートを介して放熱体へ伝える構成と比べ、放熱効果を高くすることができる。
【００３８】
（３）第１の放熱体１１３は前後方向を含む全方向に遊動できるので、コの字状シート１１１がセンサー基板１０８の後面に対して多少傾いた状態で取り付けられたとしても、第１の放熱体１１３は、コの字状シート１１１と熱伝導の良好な接触を保つことができる。
（４）第２の放熱体１１４は前後方向を含む全方向に遊動できるので、信号処理用半導体素子１０９がセンサー基板１０８の後面に対して多少傾いた状態で実装されたとしても、第２の放熱体１１４は、信号処理用半導体素子１０９と熱伝導の良好な接触を保つことができる。
（５）第２の開口１１２ｂと第２の放熱体１１４を、複数の信号処理用半導体素子１０９に１対１で対応するよう複数設けているので、各信号処理用半導体素子１０９がそれぞれ、センサー基板１０８の後面に対して異なる方向に傾いて実装、又は異なる角度で実装されたとしても、各第２の放熱体１１４はそれぞれ、対応する信号処理用半導体素子１０９と熱伝導の良好な接触を保つことができる。
（６）１枚の水平固定冷却プレート１１２（熱伝導板）に、第１の開口１１２ａと１つ又は複数の第２の開口１１２ｂを設けているので、小型の冷却機構を実現できる。
（７）コの字状シート１１１は、熱伝導グリースをセンサー基板１０８に接触させないようにするので、熱伝導グリースがセンサー基板１０８に浸透してセンサー基板１０８を変質させることを防止することができる。
さらに、コの字状シート１１１は、電気絶縁性を有しているため、第１の放熱体１１３が接する場合、センサー基板１０８の電気絶縁性を確保している。
【００３９】
（８）コの字状シート１１１は、前面視をコの字状としているので、信号接続コネクタ１１０と干渉することを回避でき、かつセンサー基板１０８との間で大きな接触面積を実現できる。
（９）センサー基板１０８の半田固定穴１０８aに撮像素子固定下金具１０５の半田付けリード１０５aを挿入して半田付けするので、従来の例えば図９に示す平面同士の半田付けと比べ、半田接合部における半田クリープを抑制することができる。
（１０）板バネ１１５は、放熱体１１３を前方へ押圧する押圧部１１５ａと放熱体１１４を前方へ押圧する押圧部１１５ｂとを一体的に形成しているので、板バネ１１５が押圧する荷重が、センサー基板１０８を接合する半田接合部に半田クレープを発生させない程度、あるいは、固体撮像素子１０３にレジストレーションのズレを発生させない程度の小さい、小型の板バネ１１５を製作することが容易となる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の撮像装置の冷却機構について、図５を参照して説明する。図５は、第２実施形態における撮像装置の一部分の分解斜視図である。なお、図５のうち第１実施形態で説明したものと同じ構成は、同じ番号を付け説明を省略する。また、各３原色の光（赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ）に対する構造が同じなので、ここでは真中のＧチャンネルについてのみ詳細に図示し説明する。
【００４１】
第２実施形態においては、固体撮像素子１０３と信号処理用半導体素子２０９は、電気信号を取り出すセンサー基板２０８の前面に半田付けされている。センサー基板２０８は、その他の点については第１実施形態のセンサー基板１０８と同様であり、センサー基板２０８の後面には、固体撮像素子１０３の映像信号を取り出す信号接続コネクタ（図示せず）が設けられている。
【００４２】
色分解プリズム１０２とセンサー基板２０８の外側に、間隙を持って色分解プリズム１０２及びセンサー基板２０８を覆うように、水平固定冷却プレート２１２（熱伝導板）と垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂと、フロントフレーム１０１とが互いにネジ止め固定される。水平固定冷却プレート２１２と垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂは、熱伝導性の高い高熱伝導金属、例えばアルミニュウムや銅などで作られる。
これらの水平固定冷却プレート２１２と垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂは、センサー基板２０８に実装した固体撮像素子１０３及び信号処理用半導体素子２０９から発生した熱を、色分解プリズム１０２を装着したカメラ筐体のフロントフレーム１０１に導くためのものである。
【００４３】
また、センサー基板２０８と所定の間隔を空けて、センサー基板２０８に立設された支柱２０８ｂに、弾性体である板バネ２１５がネジ止め固定される。このとき板バネ２１５を固定するネジは、水平固定冷却プレート２１２を貫通する。なお、板バネ２１５は水平固定冷却プレート２１２に固定するようにしてもよい。板バネ２１５の形状や材質や厚さは、第１実施形態の板バネ１１５と同様である。
【００４４】
水平固定冷却プレート２１２には、後述するように、第３の開口２１２aが設けられ、その中に、放熱体２１３が前後方向を含む全方向に遊動可能なように収容される。放熱体２１３は、板バネ２１５により前方に付勢され、センサー基板２０８の後面を押圧する。このときの板バネ２１５を押す荷重は、第１実施形態と同様に、センサー基板２０８を外部と接合する半田接合部に半田クレープを発生させない程度、あるいは、固体撮像素子１０３にレジストレーションのズレを発生させない程度の小さいものに設定され、５０ｇ以下である。
【００４５】
水平固定冷却プレート２１２には、固体撮像素子１０３及び信号処理用半導体素子２０９と対向する位置に、固体撮像素子１０３及び信号処理用半導体素子２０９冷却用の第３の開口２１２aが開けられている。本実施形態では、第３の開口２１２aは、前面視が矩形の矩形開口であり、水平固定冷却プレート２１２の前面から後面に貫通する貫通穴である。第３の開口２１２a内には、第３の開口２１２aの開口寸法より小さく第３の開口２１２a内を前後方向を含む全方向に遊動できる第３の放熱体２１３が挿入され配置されていると共に、センサー基板２０８の映像信号を取り出す信号接続コネクタ（図示せず）も挿入される。
第３の放熱体２１３は、前面視がロの字状であり、その中央部には矩形状の貫通穴である開口２１３ａが形成されている。第３の放熱体２１３のロの字状の形状は、第３の放熱体２１３が信号接続コネクタと干渉しないように定められている。なお、信号接続コネクタは映像信号を高速に取り出すため、センサー基板２０８の中央に設けられている。
【００４６】
第２実施形態では、固体撮像素子１０３及び信号処理用半導体素子２０９から発生した熱は、センサー基板２０８を介して、センサー基板２０８の後面から取り込むことになる。そのため、センサー基板２０８の後面と第３の放熱体２１３との間に、電気絶縁性と高熱伝導性とを有するロの字状シート２１１を挟む。そして、第３の放熱体２１３の後方から一体形状の板バネ２１５によって小さな荷重を与圧し、ロの字状シート２１１と第３の放熱体２１３との間で熱伝導の良好な接触を保つようにしている。
ロの字状シート２１１は、前面視がロの字状をしており、その中央部には矩形状の開口２１１ａが形成されている。ロの字状シート２１１のロの字状は、信号接続コネクタと干渉しないように定められている。ロの字状シート２１１は、第１実施形態のコの字状シート１１１と同様に、高熱伝導性の熱伝導グリースをセンサー基板２０８に接触させないようにする役割を果たす。
【００４７】
さらに、第３の開口２１２a内には、熱を効率よく伝え、第３の放熱体２１３の動きを妨げない高熱伝導性の熱伝導グリースを充填している。これにより、第３の開口２１２aと第３の放熱体２１３との間隙には、熱伝導グリースが充満しており、第３の放熱体２１３の熱を効率よく水平固定冷却プレート２１２へ伝えることができる。
また、ロの字状シート２１１と第３の放熱体２１３との間にも、熱伝導グリースが介在するので、ロの字状シート２１１からの熱を第３の放熱体２１３へ効率よく伝えることができる。
したがって、電気絶縁性と高熱伝導性とを有するロの字状シート２１１は、固体撮像素子１０３及び信号処理用半導体素子２０９からセンサー基板２０８に伝わった熱を効率よく導き出し、該導き出した熱は、熱伝導グリースを介して第３の放熱体２１３に伝えられる。さらに、第３の放熱体２１３からの熱は、熱伝導グリースを介して水平固定冷却プレート２１２に伝えられる。
なお、センサー基板２０８、第３の放熱体２１３、ロの字状シート２１１、第３の開口２１２a内に充填される熱伝導グリースの材質は、それぞれ、第１実施形態のセンサー基板１０８、第１の放熱体１１３、コの字状シート１１１、第１の開口１１２a内に充填される熱伝導グリースの材質と同様である。
【００４８】
第２実施形態では、図５に示す様に、固体撮像素子１０３及び信号処理用半導体素子２０９の冷却機構が、ロの字状シート２１１、ロの字状シート２１１と第３の放熱体２１３との間の熱伝導グリース、第３の放熱体２１３、板バネ２１５、第３の放熱体２１３と水平固定冷却プレート２１２との間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート２１２、垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂ、フロントフレーム１０１等で構成されている。
したがって、固体撮像素子１０３及び信号処理用半導体素子２０９から発生した熱は、センサー基板２０８、熱伝導性を有するロの字状シート２１１、ロの字状シート２１１と第３の放熱体２１３との間の熱伝導グリース、第３の放熱体２１３、第３の放熱体２１３と水平固定冷却プレート２１２との間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート２１２、垂直固定冷却プレート１２２ａ、１２２ｂなどを経て、効率よくフロントフレーム１０１に伝わり、固体撮像素子１０３及び信号処理用半導体素子２０９を冷却することができる。
【００４９】
第２実施形態では、センサー基板２０８を介して熱を伝えるため、冷却性能は第１実施形態よりも若干低下するが、冷却部品が少なく、組立が容易であるため、撮像装置を安価に組み立てられる特徴がある。
【００５０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の撮像装置について説明する。
第３実施形態の撮像装置の冷却機構は、上述した第１実施形態の冷却機構又は第２実施形態の冷却機構と同じ冷却機構であるが、固体撮像素子１０３を色分解プリズム１０２に固定する手段が異なるものである。従って、固定手段についてのみ図６を用いて説明する。図６は、第３実施形態における撮像装置のセンサー基板を色分解プリズムに固定する方法を説明する分解斜視図である。なおここでも、第１実施形態や第２実施形態で説明したものと同じ構成は、同じ番号を付け説明を省略する。
【００５１】
プリズム１０２に取り付けられた撮像素子固定下金具３０５の四隅には、半田接続部３０５aが形成されている。一方、固体撮像素子１０３の裏面には撮像素子固定金具３０６が接着剤で止められている。撮像素子固定金具３０６の四隅にも半田接続部３０６aが形成されている。固体撮像素子１０３はセンサー基板３０８の前面に実装され、固体撮像素子１０３の接続端子は、センサー基板３０８の後面で半田付けされている。本実施形態の場合でも、各固体撮像素子１０３ごとの各３原色の光（赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ）の映像信号を見ながら、互いに色収差や画像ずれがないように色分解プリズム１０２に対して各固体撮像素子１０３を動かして所定精度の位置決めを行い、撮像素子固定下金具３０５の四隅の半田接続部３０５aと撮像素子固定金具３０６の四隅の半田接続部３０６aを半田付けして固定する。
【００５２】
第３実施形態では、固体撮像素子１０３から発生した熱は、上述した第１実施形態や第２実施形態のようにセンサー基板３０８を介して水平固定冷却プレート等からフロントフレーム３０１へ熱を逃がす以外に、撮像素子固定上金具３０６と固体撮像素子１０３の裏面全体が接着されていることにより、撮像素子固定下金具３０５を介してプリズム１０２側からもフロントフレーム３０１へ逃がすことができる特徴がある。
【００５３】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の撮像装置について説明する。
第４実施形態の撮像装置の冷却機構は、上述した第１実施形態の冷却機構又は第２実施形態の冷却機構と同じ冷却機構であるが、３原色の光（赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ）に対して検知する素子が一個の固体撮像素子の中に組み込まれている場合である。これは、通常、単板カメラと呼ばれているものであり、この単板カメラに本発明の冷却機構を適用した場合を示す。以下、図７、図８を用いて説明する。図７は、第４実施形態における撮像装置の水平中央断面図である。図８は、第４実施形態における撮像装置の垂直断面図である。
【００５４】
撮像素子固定下金具４０５は、例えばアルミニュウム製のカメラ筐体（撮像装置筐体）のフロントフレーム（筐体前部）４０１にネジ止めされている。一方、固体撮像素子４０３はセンサー基板４０８の前面に実装され、固体撮像素子４０３の接続端子はセンサー基板４０８の後面で半田付けされている。センサー基板４０８の後面には、固体撮像素子４０３の映像信号を処理する信号処理用半導体素子４０９と、信号処理用半導体素子４０９から信号を取り出す信号接続コネクタ（図示せず）が設けられている。
【００５５】
固体撮像素子４０３の位置決めは、次のように行われる。すなわち、信号接続コネクタ（図示せず）に映像信号を接続し、映像信号を見ながら画像ずれがないように、固体撮像素子４０３を動かして所定精度の位置決めを行う。このとき、センサー基板４０８の半田固定穴（図示せず）に撮像素子固定下金具４０５の半田付けリード４０５aが挿入されるので、この位置決めした状態で半田付けリード４０５aを半田固定穴（図示せず）に半田付けする。これにより、固体撮像素子４０３はフロントフレーム４０１に固定される。
【００５６】
その後、図７に示すように、センサー基板４０８の外側に、間隙を持ってセンサー基板４０８を覆うように、水平固定冷却プレート４１２（熱伝導板）と垂直固定冷却プレート４２２ａ、４２２ｂと、フロントフレーム４０１とが互いにネジ止め固定される。水平固定冷却プレート４１２（熱伝導板）と垂直固定冷却プレート４２２ａ、４２２ｂは、熱伝導性の高い高熱伝導金属、例えばアルミニュウムや銅などで作られる。
これらの水平固定冷却プレート４１２と垂直固定冷却プレート４２２ａ、４２２ｂは、センサー基板４０８に実装した固体撮像素子４０３及び信号処理用半導体素子４０９から発生した熱を、カメラ筐体のフロントフレーム４０１に導くためのものである。
【００５７】
また、水平固定冷却プレート４１２には、弾性体である板バネ４１５がネジ止め固定される。板バネ４１５の形状や材質や厚さは第１実施形態の板バネ１１５と同様である。
水平固定冷却プレート４１２には、後述するように、第４の開口４１２aと第５の開口４１２ｂとが設けられ、その中にそれぞれ、放熱体４１３と放熱体４１４が前後方向を含む全方向に遊動可能なように収容される。放熱体４１３と放熱体４１４は、板バネ４１５により前方に付勢され、センサー基板４０８の後面又はセンサー基板４０８の後面に実装された信号処理用半導体素子４０９を押圧する。このときの板バネ４１５のバネ荷重は、第１実施形態と同様に、センサー基板４０８を接合する半田接合部に半田クレープを発生させない程度、あるいは、固体撮像素子４０３にレジストレーションのズレを発生させない程度の小さいものに設定され、５０ｇ以下である。
【００５８】
水平固定冷却プレート４１２には、固体撮像素子４０３及び信号処理用半導体素子４０９と対向する位置に、それぞれ、固体撮像素子冷却用の第４の開口４１２aと、半導体素子冷却用の第５の開口４１２ｂとが開けられている。本実施形態では、第４の開口４１２aは前面視が矩形の矩形開口であり、第５の開口４１２ｂは前面視が円形の円形開口であり、いずれも水平固定冷却プレート４１２の前面から後面に貫通する貫通穴である。第４の開口４１２a内には、第４の開口４１２aの開口寸法より小さく第４の開口４１２a内を前後方向を含む全方向に遊動できる第４の放熱体４１３が挿入され配置されていると共に、センサー基板４０８の映像信号を取り出す信号接続コネクタ（図示せず）も挿入される。第４の放熱体４１３は、第１実施形態の第１の放熱体１１３と同様、前面視がコの字状であり、このコの字状の形状は、第４の放熱体４１３が信号接続コネクタと干渉しないように定められている。なお、信号接続コネクタは映像信号を高速に取り出すため、センサー基板４０８の中央に設けられている。
【００５９】
固体撮像素子４０３はセンサー基板４０８の前面に実装されているので、固体撮像素子４０３から発生した熱はセンサー基板４０８を介して取り込むことになる。そのため、センサー基板４０８と第４の放熱体４１３との間に、電気絶縁性と高熱伝導性とを有するコの字状シート４１１を挟む。そして、第４の放熱体４１３の後方から一体形状の板バネ４１５によって小さな荷重を与圧し、コの字状シート４１１と第４の放熱体４１３との間で熱伝導の良好な接触を保つようにしている。コの字状シート４１１と板バネ４１５の形状と材質は、第１実施形態のコの字状シート１１１と板バネ１１５の形状と材質と同様である。
第１実施形態と同様に、第４の放熱体４１３は前後方向を含む全方向に遊動できるので、コの字状シート４１１がセンサー基板４０８の後面に対して多少傾いた状態で取り付けられたとしても、第４の放熱体４１３はコの字状シート４１１と熱伝導の良好な接触を保つことができる。
また、コの字状シート４１１は、第１実施形態と同様に、熱伝導グリースをセンサー基板４０８に接触させないようにする役割を果たす。なお、コの字状としている理由は、第１実施形態と同様に、信号接続コネクタと干渉しないためである。
【００６０】
さらに、第４の開口４１２a内には、熱を効率よく伝え、第４の放熱体４１３の動きを妨げない高熱伝導性の熱伝導グリースを充填している。これにより、第４の開口４１２a内における水平固定冷却プレート４１２と第４の放熱体４１３との間隙には、熱伝導グリースが充満しており、第４の放熱体４１３の熱を効率よく水平固定冷却プレート４１２へ伝えることができる。
また、コの字状シート４１１と第４の放熱体４１３との間にも、熱伝導グリースが介在するので、コの字状シート４１１からの熱を第４の放熱体４１３へ効率よく伝えることができる。
したがって、電気絶縁性と高熱伝導性とを有するコの字状シート４１１は、固体撮像素子４０３からセンサー基板４０８に伝わった熱を効率よく導き出し、該導き出した熱は、熱伝導グリースを介して第４の放熱体４１３に伝えられる。さらに、第４の放熱体４１３からの熱は、熱伝導グリースを介して、効率よく水平固定冷却プレート４１２に伝えられる。
【００６１】
一方、第５の開口４１２ｂ内には、第５の開口４１２ｂの開口寸法より小さく第５の開口４１２ｂ内を前後方向を含む全方向に遊動できる第５の放熱体４１４が挿入され配置されている。第５の放熱体４１４は前面視が円形の円柱状である。第５の放熱体４１４は、センサー基板４０８の後面に実装されている信号処理用半導体素子４０９の表面に熱伝導グリースを介して直接接触しており、第５の放熱体４１４の後方から一体形状の板バネ４１５によって小さな荷重を与圧することで、信号処理用半導体素子４０９と第５の放熱体４１４の間で、熱伝導の良好な接触を保つようにしている。
また、上述したように、第５の放熱体４１４は前後方向を含む全方向に遊動できるので、信号処理用半導体素子４０９がセンサー基板４０８の後面に対して多少傾いた状態で実装されたとしても、第５の放熱体４１４は信号処理用半導体素子４０９と熱伝導の良好な接触を保つことができる。
【００６２】
さらに、第５の開口４１２ｂ内には、熱を効率よく伝え、第５の放熱体４１４の動きを妨げない高熱伝導性の熱伝導グリースを充填している。これにより、第５の開口４１２ｂ内における水平固定冷却プレート４１２と第５の放熱体４１４との間隙には、熱伝導グリースが充満しており、第５の放熱体４１４の熱を効率よく水平固定冷却プレート４１２へ伝えることができる。
また、信号処理用半導体素子４０９と第５の放熱体４１４との間にも、熱伝導グリースが介在するので、信号処理用半導体素子４０９からの熱を第５の放熱体４１４へ効率よく伝えることができる。
したがって、信号処理用半導体素子４０９から発生した熱を、熱伝導グリースを介して第５の放熱体４１４に伝え、第５の放熱体４１４から熱伝導グリースを介して水平固定冷却プレート４１２に伝えることができる。
なお、センサー基板４０８、第４の放熱体４１３と第５の放熱体４１４、第４の開口４１２aと第５の開口４１２ｂ内に充填される熱伝導グリースの材質は、それぞれ、第１実施形態のセンサー基板１０８、第１の放熱体１１３、第１の開口１１２a内に充填される熱伝導グリースの材質と同様である。
【００６３】
本発明の第４実施形態では、図７〜図８で示す様に、固体撮像素子４０３の冷却機構が、コの字状シート４１１、コの字状シート４１１と第４の放熱体４１３との間の熱伝導グリース、第４の放熱体４１３、板バネ４１５、第４の放熱体４１３と水平固定冷却プレート４１２との間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート４１２、垂直固定冷却プレート４２２ａ、４２２ｂ、フロントフレーム４０１等で構成される。
また、信号処理用半導体素子４０９の冷却機構が、信号処理用半導体素子４０９と第５の放熱体４１４の間の熱伝導グリース、第５の放熱体４１４、板バネ４１５、第５の放熱体４１４と水平固定冷却プレート４１２の間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート４１２、垂直固定冷却プレート４２２ａ、４２２ｂ、フロントフレーム４０１等で構成されている。
【００６４】
したがって、固体撮像素子４０３から発生した熱は、センサー基板４０８、熱伝導性を有するコの字状シート４１１、コの字状シート４１１と第４の放熱体４１３との間の熱伝導グリース、第４の放熱体４１３、第４の放熱体４１３と水平固定冷却プレート４１２との間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート４１２、垂直固定冷却プレート４２２ａ、４２２ｂなどを経て、効率よくフロントフレーム４０１に伝わるので、固体撮像素子４０３を冷却することができる。
また、信号処理用半導体素子４０９から発生した熱は、信号処理用半導体素子４０９と第５の放熱体４１４の間の熱伝導グリース、第５の放熱体４１４、第５の放熱体４１４と水平固定冷却プレート４１２の間の熱伝導グリース、水平固定冷却プレート４１２、垂直固定冷却プレート４２２ａ、４２２ｂなどを経て、効率よくフロントフレーム４０１に伝わるので、信号処理用半導体素子４０９を冷却することができる。
【００６５】
このとき、第４の開口４１２a内における水平固定冷却プレート４１２と第４の放熱体４１３との間隙、及び第５の開口４１２ｂ内における水平固定冷却プレート４１２と第５の放熱体４１４との間隙は、固体撮像素子４０３或は各部材の寸法公差、実装寸法公差などを全て吸収し、かつ冷却性能を満足させる値を設定している。例えば、水平固定冷却プレート４１２がアルミニュウム製で３ｍｍの厚さなら、間隙は、１００〜２００μｍに選べば良い。
【００６６】
したがって、固体撮像素子４０３がセンサー基板４０８の前面側に実装され、また、信号処理用半導体素子４０９がセンサー基板４０８の後面側に実装されるなど、前面と後面の両方に発熱体が実装されている第４実施形態においても、センサー基板４０８を固定する半田接合部に大きな力を加えることなく、上記発熱体から発生した熱を効率よく撮像装置筐体に放熱できる。
【００６７】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
第４実施形態では、固体撮像素子をセンサー基板の前面に実装し、信号処理用半導体素子を後面に実装したが、第２実施形態と同様に、固体撮像素子信号処理用半導体素子をセンサー基板の前面に実装することも可能である。
【００６８】
本明細書の記載事項には、少なくとも次の発明が含まれる。すなわち、
第１の発明は、第１実施形態の撮像装置に係るものであり、
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を色分解プリズムにより複数の色成分に分解し、各色成分をそれぞれ固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置であって、
前記各色成分ごとにそれぞれ、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を冷却する冷却機構と、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を実装したセンサー基板を備え、
前記それぞれのセンサー基板は、前記撮像装置筐体内に設けられた半田接合部において半田付けにより固定され、前記センサー基板の前面に前記固体撮像素子が実装され、前記センサー基板の後面に１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子が実装されており、
前記それぞれの冷却機構は、
前記固体撮像素子に対向する位置に設けられた第１の開口及び前記信号処理用半導体素子に対向する位置に設けられた１つ又は複数の第２の開口を有し、前記センサー基板の後方に配置されるとともに前記撮像装置筐体に固定された熱伝導板と、
前記熱伝導板の第１の開口内に配置され該第１の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第１の放熱体と、
前記熱伝導板の第２の開口内に配置され該第２の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第２の放熱体と、
前記第１の放熱体を後方から前記センサー基板に押圧し、前記第２の放熱体を後方から前記信号処理用半導体素子に押圧する弾性体と、
前記固体撮像素子に対向するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第１の熱伝導シートと、
前記第１の開口内及び第２の開口内に充填された熱伝導グリースとを備え、
前記固体撮像素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第１の放熱体と前記センサー基板の間に介在する前記第１の熱伝導シート、前記第１の熱伝導シートと前記第１の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第１の放熱体、前記第１の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるとともに、
前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記信号処理用半導体素子と前記第２の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第２の放熱体、前記第２の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えることを特徴とする撮像装置。
【００６９】
第２の発明は、第２実施形態の撮像装置に係るものであり、
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を色分解プリズムにより複数の色成分に分解し、各色成分をそれぞれ固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置であって、
前記各色成分ごとにそれぞれ、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を冷却する冷却機構と、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を実装したセンサー基板を備え、
前記それぞれのセンサー基板は、前記撮像装置筐体内に設けられた半田接合部において半田付けにより固定され、前記センサー基板の前面に前記固体撮像素子と１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子が実装されており、
前記それぞれの冷却機構は、
前記固体撮像素子に対向する位置に設けられた第１の開口及び前記信号処理用半導体素子に対向する位置に設けられた１つ又は複数の第２の開口を有し、前記センサー基板の後方に配置されるとともに前記撮像装置筐体に固定された熱伝導板と、
前記熱伝導板の第１の開口内に配置され該第１の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第１の放熱体と、
前記熱伝導板の第２の開口内に配置され該第２の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第２の放熱体と、
前記第１、第２の放熱体を後方から前記センサー基板に押圧する弾性体と、
前記固体撮像素子に対向するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第１の熱伝導シートと、
前記信号処理用半導体素子に対向するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第２の熱伝導シートと、
前記第１の開口内及び第２の開口内に充填された熱伝導グリースとを備え、
前記固体撮像素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第１の放熱体と前記センサー基板の間に介在する前記第１の熱伝導シート、前記第１の熱伝導シートと前記第１の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第１の放熱体、前記第１の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるとともに、
前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第２の放熱体と前記センサー基板の間に介在する前記第２の熱伝導シート、前記第２の熱伝導シートと前記第２の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第２の放熱体、前記第２の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えることを特徴とする撮像装置。
なお、第１の熱伝導シートと第２の熱伝導シートは一体的に形成してもよい。
【００７０】
第３の発明は、第１実施形態ないし第４実施形態の撮像装置に係るものであり、
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置であって、
前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を冷却する冷却機構と、前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を実装したセンサー基板を備え、
前記センサー基板は、前記撮像装置筐体内に設けられた半田接合部に半田付けにより固定され、その前面に前記固体撮像素子が実装され、その前面又は後面に１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子が実装されており、
前記冷却機構は、
前記固体撮像素子に対向する位置に設けられた第１の開口及び前記信号処理用半導体素子に対向する位置に設けられた１つ又は複数の第２の開口を有し、前記センサー基板の後方に配置されるとともに前記撮像装置筐体に固定された熱伝導板と、
前記熱伝導板の第１の開口内に配置され該第１の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第１の放熱体と、
前記熱伝導板の第２の開口内に配置され該第２の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第２の放熱体と、
前記第１、第２の放熱体を後方から前方へ押圧する弾性体とを備え、
前記固体撮像素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第１の放熱体と前記センサー基板の間に介在するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第１の熱伝導シート、前記第１の熱伝導シートと前記第１の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第１の放熱体、前記第１の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるとともに、
前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記信号処理用半導体素子と前記第２の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第２の放熱体、前記第２の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるか、又は、前記信号処理用半導体素子からの発熱を、前記センサー基板、前記第２の放熱体と前記センサー基板の間に介在するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する第２の熱伝導シート、前記第２の熱伝導シートと前記第２の放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記第２の放熱体、前記第２の放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えることを特徴とする撮像装置。
【００７１】
第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明の撮像装置であって、
前記センサー基板の後面に信号接続コネクタが実装されており、
前記第１の開口を前方から見た形状が矩形であり、
前記第１の放熱体を前方から見た形状がコの字形状又はロの字形状であり、該コの字形状又はロの字形状は、前記信号接続コネクタと干渉しないための形状であることを特徴とする撮像装置。
なお、第４の発明の撮像装置において、前記第２の開口を前方から見た形状と前記第２の放熱体を前方から見た形状を円形としてもよい。
【００７２】
第５の発明は、第１の発明ないし第４の発明の撮像装置であって、
前記第１の熱伝導シート又は前記第２の熱伝導シートは、前記熱伝導グリースが前記センサー基板に浸透することを防止するものであることを特徴とする撮像装置。
【００７３】
第６の発明は、第１の発明ないし第５の発明の撮像装置であって、
前記センサー基板の前記半田接合部における半田付けは、前記センサー基板に設けられた半田固定用穴に、前記半田接合部から突き出た半田付けリードを挿入して半田付けがなされたことを特徴とする撮像装置。
【００７４】
第７の発明は、第１の発明ないし第６の発明の撮像装置であって、
前記弾性体は、前記第１の放熱体を押圧する押圧部と前記第２の放熱体を押圧する押圧部が一体形成された板バネであることを特徴とする撮像装置。
【００７５】
第８の発明は、第１の発明ないし第７の発明の撮像装置であって、
前記信号処理用半導体素子が前記センサー基板に複数実装され、該複数の信号処理用半導体素子にそれぞれ対応するように、前記第２の開口と前記第２の放熱体が複数設けられたことを特徴とする撮像装置。
【００７６】
第９の発明は、第１実施形態ないし第４実施形態の撮像装置に係るものであり、
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置であって、
前記固体撮像素子と前記信号処理用半導体素子を含む発熱体を冷却する冷却機構と、前記発熱体を複数実装し前記撮像装置筐体内に固定されたセンサー基板を備え、
前記冷却機構は、
前記複数の発熱体に対向する位置にそれぞれ設けられた開口を複数有し、前記センサー基板の後方に配置されるとともに前記撮像装置筐体に固定された熱伝導板と、
前記熱伝導板の各開口内にそれぞれ配置され該開口内を遊動可能な放熱体と、
前記放熱体を後方から前方へ押圧する弾性体とを備え、
前記発熱体からの発熱を、前記発熱体と前記放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記放熱体、前記放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えるか、又は、前記発熱体からの発熱を、前記センサー基板、前記放熱体と前記センサー基板の間に介在するように前記センサー基板の後面に設けられた電気絶縁性を有する熱伝導シート、前記熱伝導シートと前記放熱体との間に介在する熱伝導グリース、前記放熱体、前記放熱体と前記熱伝導板との間に介在する熱伝導グリース、前記熱伝導板を介して、前記撮像装置筐体に伝えることを特徴とする撮像装置。
【００７７】
第１０の発明は、
装置外側に筐体を有し、装置前方から入射する光を固体撮像素子により電気信号に変換し、該変換した電気信号を信号処理用半導体素子により信号処理する撮像装置の製造方法であって、
前記固体撮像素子がその前面に実装され、１つ又は複数の前記信号処理用半導体素子がその前面又は後面に実装されたセンサー基板の位置決めを行い、前記撮像装置筐体内に前記センサー基板を固定するステップと、
前記固体撮像素子に対向する位置に設けられた第１の開口及び前記信号処理用半導体素子に対向する位置に設けられた１つ又は複数の第２の開口を有する熱伝導板を、前記センサー基板の後方に配置して、前記撮像装置筐体に固定するステップと、
前記熱伝導板の第１の開口内に、該第１の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第１の放熱体を配置するステップと、
前記熱伝導板の第２の開口内に、該第２の開口内を前後方向を含む全方向に遊動可能な第２の放熱体を配置するステップと、
前記第１の放熱体を、前記第１の放熱体と前記センサー基板の間に介在し電気絶縁性を有する第１の熱伝導シートと熱伝導グリースを介して、弾性体により前記センサー基板に押圧するステップと、
前記第２の放熱体を、熱伝導グリースを介して弾性体により前記信号処理用半導体素子に押圧するか、又は、前記第２の放熱体と前記センサー基板の間に介在し電気絶縁性を有する第２の熱伝導シートと熱伝導グリースを介して、弾性体により前記センサー基板に押圧するステップと、を備えることを特徴とする撮像装置の製造方法。
【符号の説明】
【００７８】
１：フロントフレーム、２：色分解プリズム、３：固体撮像素子、４：プリズム面固定金具、５：撮像素子固定下金具、６：撮像素子固定上金具、７：撮像素子用熱伝導板、８：センサー基板、９：信号処理用半導体素子、1０：半導体素子用熱伝導板、１１ａ、１１ｂ：銅箔放熱板、１２ａ、１２ｂ：銅製支持板、１３ａ、１３ｂ：あて板、１４：半田、１０１：カメラ筐体のフロントフレーム、１０２：色分解プリズム、１０３：固体撮像素子、１０４：プリズム面固定金具、１０５：撮像素子固定下金具、１０５a：半田付けリード、１０８：センサー基板、１０８a：半田固定穴、１０８ｂ：支柱、１０９：信号処理用半導体素子、１１０：信号接続コネクタ、１１１：コの字状シート（熱伝導シート）、１１２：水平固定冷却プレート（熱伝導板）、１１２a：矩形開口（第１の開口）、１１２ｂ：円形開口（第２の開口）、１１３：コの字状放熱体（第１の放熱体）、１１４：円柱状放熱体（第２の放熱体）、１１５：板バネ（弾性体）、１１５ａ：押圧部、１１５ｂ：押圧部、１１７：遮光部材、１２２ａ、１２２ｂ：垂直固定冷却プレート、２０８：センサー基板、２０８a：半田固定穴、２０９：信号処理用半導体素子、２１１：ロの字状シート（熱伝導シート）、２１１a：矩形開口、２１２：水平固定冷却プレート、２１２a：矩形開口、２１３：ロの字状放熱体（第３の放熱体）、２１３a：矩形開口、２１６：板バネ、３０１：フロントフレーム、３０５：撮像素子固定下金具、３０５a：半田接続部、３０６：撮像素子固定上金具、３０６a：半田接続部、３０８：センサー基板、３０８a：半田固定穴、４０１：フロントフレーム、４０３：固体撮像素子、４０５：撮像素子固定下金具、４０５a：半田付けリード、４０８：センサー基板、４０９：信号処理用半導体素子、４１１：コの字状シート（熱伝導シート）、４１２：水平固定冷却プレート、４１２a：矩形開口、４１２ｂ：円形開口、４１３：コの字状放熱体（第４の放熱体）、４１４：円柱状放熱体（第５の放熱体）、４１５：板バネ、４２２a、４２２b：垂直固定冷却プレート。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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