(57)【要約】【課題】固体撮像素子が装置内のその他の部品から発生する熱の影響を受けることがなく、固体撮像素子の温度上昇を抑制できる撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像装置１は、被写体からの光を受光して電気信号に変換するＣＣＤ７２と、ＣＣＤ７２から供給される電気信号を処理する電子部品が実装された回路基板１３と、ＣＣＤ７２及び回路基板１３を収容する外装ケース１１と、外装ケース１１内にＣＣＤ７２が配置される第１空間部９８を形成する第１の放熱ブロック１４と、第１の放熱ブロック１４と間隙１６を介して対向すると共に回路基板１３が配置される第２空間部９９を形成する第２の放熱ブロック１５と、を備えている。そして、外装ケース１１に、第１及び第２の放熱ブロック１４，１５間の間隙１６を露出させる開口部４８Ａを設けた。【選択図】図５
2008306303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を受光して電気信号に変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から供給される電気信号を処理する電子部品が実装された回路基板と、
前記固体撮像素子及び前記回路基板を収容する外装ケースと、
前記外装ケースの内部空間を仕切って前記固体撮像素子が配置される第１空間部を形成する第１の放熱ブロックと、
前記第１の放熱ブロックと所定の間隙を有して対向すると共に前記外装ケースの内部空間を仕切って前記回路基板が配置される第２空間部を形成する第２の放熱ブロックと、を備え、
前記外装ケースは、前記第１の放熱ブロックと前記第２の放熱ブロックとの間隙を露出させる開口部を有すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記固体撮像素子と前記第１の放熱ブロックは、伝熱部材を介して接触すること
を特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記固体撮像素子と前記第１の放熱ブロックは、前記固体撮像素子側が冷却面となるように配置した冷却素子を介して接触すること
を特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の放熱ブロック及び前記第２の放熱ブロックは、互いに対向する面にそれぞれ放熱フィンを有すること
を特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
前記外装ケースを熱伝導率の高い部材から形成すると共に、該外装ケースの表面に放熱部材を取り付けたこと
を特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
前記放熱部材は、前記外装ケースの前記開口部が設けられた面に取り付けられ、前記開口部に対応する位置に通気口を有すること
を特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージャ 等の固体撮像素子を用いた撮像装置に関し、特に、固体撮像素子の温度上昇を抑制する放熱構造を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置には、光を電気信号に変換するＣＣＤイメージャ（以下、ＣＣＤと略す）等の固体撮像素子が搭載されている。この固体撮像素子は、それ自身の発熱や周囲の熱によって温度が上昇し、その際に暗電流が増化する。固体撮像素子の暗電流は、光電変換によって得た電気信号にノイズを発生させるため、暗電流が増加することにより撮像画像の画質が低下する。そこで、固体撮像素子の温度上昇を抑える放熱構造を備えた撮像装置が提案されている。
【０００３】
従来のこの種の撮像装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、撮像素子の支持構造を備えた撮像装置に関するものが記載されている。この特許文献１に記載された撮像装置は、撮像光を通過させる光学部材と、この光学部材に対向されるフレキシブルプリント基板と、フレキシブルプリント基板の接続用パターンと電気的に接続されると共に撮像面が光学部材に対向される撮像素子と、撮像素子の撮像面の裏面に固着した金属板製の支持部材とを備えている。そして、支持部材は、撮像装置の本体構造体に固定されている。
【０００４】
このような構成を有する特許文献１に記載の撮像装置によれば、支持部材が撮像素子で発生した熱を放熱する放熱板の役割を有することから、撮像素子の温度上昇を抑えることができるという効果が期待される。
【０００５】
また、従来のこの種の撮像装置の他の例としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、デジタルカメラの放熱構造に関するものが記載されている。この特許文献２に記載されたデジタルカメラの放熱構造は、結像光学系を収納保持した光学系保持枠と、結像光学系の結像面に位置させて光学系保持枠に固定した撮像素子と、光学系保持枠を取り囲む外装とを備えている。
【０００６】
特許文献２に記載されたデジタルカメラの放熱構造に係る外装には、貫通穴が設けられており、この貫通穴に熱伝導率が高い材料からなる外観放熱部材が装着されている。そして、一端部が撮像素子に結合された金属製の放熱板が、熱伝導部材を介して熱伝導部材に接触されている。
【０００７】
このような構成を有する特許文献２に記載のデジタルカメラの放熱構造によれば、撮像素子から発生する熱が、放熱板、熱伝導部材、外観放熱部材の順に伝達されてカメラの外側に放熱される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３３２８９４号公報
【特許文献２】特開２００５−３２８２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された撮像装置及び特許文献２に記載されたデジタルカメラの放熱構造のいずれの場合においても、撮像素子とその他の発熱源である回路基板や液晶モニタ装置等とが、装置本体の内部の一体的な空間内に配置されていた。そのため、回路基板や液晶モニタ装置等の発熱によって装置内に熱がこもり、撮像素子を温めてしまうという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上述の問題点を考慮し、固体撮像素子が装置内のその他の部品から発生する熱の影響を受けることがなく、固体撮像素子の温度上昇を抑制できる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の撮像装置は、被写体からの光を受光して電気信号に変換する固体撮像素子と、固体撮像素子から供給される電気信号を処理する電子部品が実装された回路基板と、固体撮像素子及び回路基板を収容する外装ケースと、外装ケースの内部空間を仕切って固体撮像素子が配置される第１空間部を形成する第１の放熱ブロックと、第１の放熱ブロックと所定の間隙を有して対向すると共に外装ケースの内部空間を仕切って回路基板が配置される第２空間部を形成する第２の放熱ブロックと、を備えている。そして、外装ケースは、第１の放熱ブロックと第２の放熱ブロックとの間隙を露出させる開口部を有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の撮像装置によれば、外装ケースの内部空間を固体撮像素子が配置される第１空間部と回路基板が配置される第２空間部に分けるため、回路基板から発生する熱によって固体撮像素子の温度が上昇することがなく、良好な撮像画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の撮像装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明するが、本発明は以下の形態に限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の撮像装置の第１の実施の形態を示す外観斜視図であり、図２は、図１に示す撮像装置から放熱部材を取り外した状態の分解斜視図である。この撮像装置１は、ケーブル（不図示）を介して供給される信号に基づいて撮影を行うものであり、製造ラインにおいて検査や計測を行う際に使用する、いわゆるマシンビジョン用カメラである。この撮像装置１は、略直方体状をなすと共に前面にレンズマウント部２８を有するカメラ本体２と、このカメラ本体２の表面に固定ねじ等の固着方法によって取り付けられる放熱部材３等を備えている。
【００１５】
図２に示すように、撮像装置１の放熱部材３は、カメラ本体２の上面に取り付けられる上側放熱部材３Ａと、左側面に取り付けられる左側放熱部材３Ｂと、右側面に取り付けられる右側放熱部材３Ｃからなっている。３つの放熱部材３Ａ〜３Ｃは、熱伝導率の高い部材、例えば、アルミニウム合金から形成されており、カメラ本体２の上面及び左右の側面とそれぞれ同等の大きさに設定された板体からなっている。
【００１６】
上側放熱部材３Ａは、表面に形成された複数の放熱フィン４Ａと、表裏面を貫通する複数の通気口５Ａを有している。複数の放熱フィン４Ａは、それぞれ上側放熱部材３Ａの表面から略垂直に突出して長手方向に延在される突条片からなっている。また、複数の通気口５Ａは、カメラ本体２の後述する第１の開口部４８Ａに対応する位置に配置されている。
【００１７】
左側放熱部材３Ｂは、上側放熱部材３Ａと同様に、表面から略垂直に突出して長手方向に延在される複数の放熱フィン４Ｂと、カメラ本体２の後述する第２の開口部４８Ｂ（図３を参照）に対応する位置に配置された複数の通気口５Ｂを有している。同様に、右側放熱部材３Ｃは、表面から略垂直に突出して長手方向に延在される複数の放熱フィン４Ｃと、カメラ本体２の後述する第３の開口部４８Ｃに対応する位置に配置された複数の通気口５Ｃを有している。
【００１８】
図３は、カメラ本体２の分解斜視図である。図３に示すように、カメラ本体２は、略直方体の筐体からなる外装ケース１１と、外装ケース１１内に設けられる撮像ユニット１２と、回路基板１３と、外装ケース１１の内部空間を仕切る第１の放熱ブロック１４と、第１の放熱ブロック１４と所定の間隙１６を有して対向すると共に外装ケース１１の内部空間を仕切る第２の放熱ブロック１５等を備えている。撮像ユニット１２は、被写体からの光を受光して電気信号に変換する固体撮像素子の一具体例を示すＣＣＤ７２を有している。また、回路基板１３は、ＣＣＤ７２から供給される電気信号を処理する電子部品が実装されている。
【００１９】
カメラ本体２の外装ケース１１は、熱伝導率の高い金属、例えば、ステンレス鋼やアルミ合金によって形成されている。この外装ケース１１は、レンズマウント部２８を有すると共に前面を形成するフロントパネル２１と、このフロントパネル２１と対向して背面を形成するリアパネル２２と、上面及び左右の側面を形成するカバーパネル２３と、底面を形成するベースパネル２４からなっている。
【００２０】
外装ケース１１のフロントパネル２１には、表裏面を貫通する貫通穴２６と、同じく表裏面を貫通する２つのねじ挿通孔２７（図３において一方のみを示す）が設けられている。フロントパネル２１の貫通穴２６には、被写体からの光が貫通され、２つのねじ挿通孔２７には、フロントパネル２１をベースパネル２４に固定するための不図示の固定ねじが挿通される。
【００２１】
また、フロントパネル２１の表面には、貫通穴２６を囲うように形成されたレンズマウント部２８が設けられている。このレンズマウント部２８は、フロントパネル２１の表面に連続して略垂直に突出する円筒体からなっている。そして、レンズマウント部２８の内面には、不図示のレンズユニットが螺合されるねじ溝２７ａが形成されている。更に、フロントパネル２１の裏面には、それぞれねじ孔を有する２つの固定片２９が設けられている。これら２つの固定片２９の各ねじ孔には、フロントパネル２１をカバーパネル２３に固定するための不図示の固定ねじが螺合される。
【００２２】
リアパネル２２には、表裏面を貫通する複数の入出力用穴３１と、同じく表裏面を貫通する２つのねじ挿通孔３２が設けられている。入出力用穴３１は、リアパネル２２の裏面側に配置される入出力用基板３４と共に入出力用コネクタを形成する。この入出力用コネクタとしては、カメラ本体２に電源を供給するケーブルが装着される電源コネクタや、信号の入出力を行うケーブルが装着される信号用コネクタ等を挙げることができる。
【００２３】
リアパネル２２の２つのねじ挿通孔３２，３２には、リアパネル２２をベースパネル２４に固定するための不図示の固定ねじが挿通される。また、リアパネル２２の裏面には、ねじ孔を有する固定片３３が設けられている。この固定片３３にねじ孔には、リアパネル２１をカバーパネル２３に固定するための不図示の固定ねじが螺合される。
【００２４】
カバーパネル２３は、外装ケース１１の上面を形成する上面板４１と、正面から見て左側の側面を形成する左側面板４２と、右側の側面を形成する右側面板４３からなっている。カバーパネル２３の上面板４１には、２つのフロントパネル用ねじ挿通孔４５と、リアパネル用ねじ挿通孔４６と、第１の開口部４８Ａと、回路基板１３に対応する位置に形成された複数の回路基板用開口窓４９等が設けられている。
【００２５】
２つのフロントパネル用ねじ挿通孔４５は、上面板４１の一方の短辺側（前側）に形成されている。これら２つのフロントパネル用ねじ挿通孔４５には、フロントパネル２１をカバーパネル２３に固定するための不図示の固定ねじがそれぞれ挿通される。また、リアパネル用ねじ挿通孔４６は、上面板４１の他方の短辺側（後ろ側）に形成されている。このリアパネル用ねじ挿通孔４６には、リアパネル２２をカバーパネル２３に固定するための不図示の固定ねじが挿通される。
【００２６】
第１の開口部４８Ａは、第１の放熱ブロック１４と第２の放熱ブロック１５との間に形成される間隙１６に対応する位置に配置されている。この第１の開口部４８Ａは、第１及び第２の放熱ブロック１４，１５間の間隙１６に見合った長方形に形成されており、その２つの長辺が上面板４１の短辺と略平行に延在されている。
【００２７】
カバーパネル２３の左側面板４２には、２つのカバーパネル用ねじ挿通孔４７（図３において一方のみを示す）と、第２の開口部４８Ｂ等が設けられている。同様に、右側面板４３には、２つのカバーパネル用ねじ挿通孔４７と、第３の開口部４８Ｃが設けられている。
【００２８】
左側面板４２の２つのカバーパネル用ねじ挿通孔４７と、右側面板４３の２つのカバーパネル用ねじ挿通孔４７は、それぞれ左右の側面板４２，４３の先端部となる長辺側に形成されており、互いに対向している。これら４つのカバーパネル用ねじ挿通孔４７には、カバーパネル２３をベースパネル２４に固定するための不図示の固定ねじがそれぞれ挿通される。
【００２９】
第２及び第３の開口部４８Ｂ，４８Ｃは、上面板４１の第１の開口部４８Ａと同様に、第１及び第２の放熱ブロック１４，１５間の間隙１６に対応する位置に配置され、互いに対向している。これら第２及び第３の開口部４８Ｂ，４８Ｃは、間隙１６に見合った長方形に形成されており、それぞれの長辺が左右の側面板４２，４３の短辺と略平行に延在されている。
【００３０】
また、カバーパネル２３には、４つの第１ブロック用ねじ挿通孔５１（図３において３つを示す）と、４つの第２ブロック用ねじ挿通孔５２（図３において３つを示す）が設けられている。４つの第１ブロック用ねじ挿通孔５１は、上面板４１に２つと、左右の側面板４２，４３にそれぞれ１つずつ形成されており、それぞれ第１〜第３の開口部４８Ａ〜４８Ｃの前側に配置されている。これら４つの第１ブロック用ねじ挿通孔５１には、第１の放熱ブロック１４を固定するための不図示の固定ねじがそれぞれ挿通される。
【００３１】
カバーパネル２３の４つの第２ブロック用ねじ挿通孔５２は、第１〜第３の開口部４８Ａ〜４８Ｃを挟んで４つの第１ブロック用ねじ挿通孔５１と対向するように配置されている。これら４つの第２ブロック用ねじ挿通孔５２には、第２の放熱ブロック１５を固定するための不図示の固定ねじがそれぞれ挿通される。
【００３２】
ベースパネル２４には、フロントパネル２１を固定する２つのフロントパネル用固定片６１と、リアパネル２２を固定する２つのリアパネル用固定片６２と、カバーパネル２３を固定する４つのカバーパネル用固定片６３と、回路基板１３を固定する４つの基板用ボス部６４等が設けられている。
【００３３】
２つのフロントパネル用固定片６１は、ベースパネル２４の前側の短辺にそれぞれ連続して略垂直に突出しており、それぞれねじ孔を有している。これら２つのフロントパネル用固定片６１の各ねじ孔には、フロントパネル２１の２つのねじ挿通孔２７をそれぞれ挿通した不図示の固定ねじが螺合される。
【００３４】
２つのリアパネル用固定片６２は、ベースパネル２４の後ろ側の短辺にそれぞれ連続して略垂直に突出しており、それぞれねじ孔を有している。これら２つのリアパネル用固定片６２の各ねじ孔には、リアパネル２２の２つのねじ挿通孔３２をそれぞれ挿通した不図示の固定ねじが螺合される。
【００３５】
４つのカバーパネル用固定片６３は、ベースパネル２４の２つの長辺にそれぞれ２つずつ連続して略垂直に突出しており、それぞれねじ孔を有している。これら4つのカバーパネル用固定片６３の各ねじ孔には、カバーパネル２３の４つのカバーパネル用ねじ挿通孔４７をそれぞれ挿通した不図示の固定ねじが螺合される。
【００３６】
４つの基板用ボス部６４は、ベースパネル２４の中央部から後ろ側にかけて四角形の４つの角部を形成すように配置されている。これら４つの基板用ボス部６４は、それぞれねじ孔を有しており、このねじ孔に回路基板１３を固定するための不図示の固定ねじが螺合される。
【００３７】
また、ベースパネル２４には、凹部６６と、２つの第１ブロック用ねじ挿通孔６７と、２つの第２ブロック用ねじ挿通孔６８とが設けられている。凹部６６は、略長方形に形成されており、一方の短辺がベースパネル２４の前側の短辺に連続している。この凹部６８には、後述するＣＣＤ用基板ユニット８１のフレキシブル配線板８４が収納される。
【００３８】
２つの第１ブロック用ねじ挿通孔６７は、凹部６６の２つの長辺の両側に配置されており、凹部６６を挟んで互いに対向している。これら２つの第１ブロック用ねじ挿通孔６７には、第１の放熱ブロック１４を固定するための不図示の固定ねじがそれぞれ挿通される。また、２つの第２ブロック用ねじ挿通孔６８は、２つの第１ブロック用ねじ挿通孔６７と同様に、凹部６６を挟んで互いに対向している。これら２つの第２ブロック用ねじ挿通孔６８には、第２の放熱ブロック１５を固定するための不図示の固定ねじがそれぞれ挿通される。
【００３９】
カメラ本体２の撮像ユニット１２は、フロントパネル２１に固定されるＣＣＤ収納部材７１と、ＣＣＤ７２と、ＣＣＤ７２をＣＣＤ収納部材７１に押え付けるＣＣＤ押え板７３と、伝熱部材の第１の具体例を示す伝熱シート７４と、伝熱部材の第２の具体例を示す伝熱板７５と、冷却素子の一具体例を示すペルチェ素子７６とを有している。撮像ユニット１２のＣＣＤ収納部材７１は、フロントパネル２１のレンズマウント部２８に見合った円形の枠体からなり、被写体からの光を通過させる開口窓７１ａを有している。
【００４０】
ＣＣＤ７２は、偏平の直方体状をなすＣＣＤ本体７７と、このＣＣＤ本体７７の上下方向に対向する２辺に連続して略垂直に突出する一対の端子部７８，７８等から構成されている。ＣＣＤ本体７７の一対の端子部７８，７８が突出される面と反対側の面は、被写体からの光を受光する受光面７７ａとされていて、ＣＣＤ収納部材７１の開口窓７１ａに対向されている。
【００４１】
ＣＣＤ押え板７３は、ＣＣＤ収納部材７１に見合った略円板状に形成されている。このＣＣＤ押え板７３には、ＣＣＤ７２の一対の端子部７８，７８を貫通させる一対の長穴７３ａ，７３ａと、ＣＣＤ本体７７の一対の端子部７８，７８が突出する面を露出させる角穴７３ｂが設けられている。
【００４２】
伝熱シート７４は、例えば、弾性を有する樹脂材からなり、ＣＣＤ押え板７３の角穴７３ｂに見合った四角形に形成されている。この伝熱シート７４は、弾性を有しており、ＣＣＤ７２で発生した熱を伝熱板７５に伝達する役割と、ＣＣＤ７２のクッション材としての役割を有している。
【００４３】
伝熱板７５は、熱伝導率の高い金属、例えば、ステンレス鋼やアルミ合金によって形成されており、伝熱シート７４と同等の四角形をなしている。ペルチェ素子７６は、所定電圧の駆動信号を印加することにより、一方の面が吸熱し、その吸熱した熱を反対側の面へ移動させて発熱する素子であり、吸熱する面を冷却面として用いることで冷却作用を奏するものである。このペルチェ素子７６は、冷却面７６ａを伝熱板７５側に向けた状態で配置されている。
【００４４】
撮像ユニット１２の組立状態において、伝熱シート７４と伝熱板７５とペルチェ素子７６は、密着された状態で積層されている。そして、伝熱シート７５が、ＣＣＤ押え板７３の角穴７３ｂを貫通してＣＣＤ本体７７の受光面７７ａと反対側の面に密着されている。
【００４５】
撮像ユニット１２の後方には、ＣＣＤ用基板ユニット８１が配置されている。このＣＣＤ用基板ユニット８１は、ＣＣＤ７２が実装される実装基板８２と、ＣＣＤ７２の駆動制御等を行う電子部品（ドライバＩＣ）が実装された制御基板８３と、これら実装基板８２と制御基板８３を電気的に接続するフレキシブル配線板８４からなっている。
【００４６】
実装基板８２には、ペルチェ素子７６を貫通させる貫通穴８２ａが設けられている。また、実装基板８２の撮像ユニット１２と対向する面には、ＣＣＤ７２の一対の端子部７８，７８がハンダ付けされる一対のソケット８６，８６が取り付けられている。ＣＣＤ用基板ユニット８１のフレキシブル配線板８４は、前述したように、外装ケース１１のベースパネル２４に設けた凹部６６に収納され、配線板カバー８８によって覆われる。
【００４７】
ＣＣＤ用基板ユニット８１の実装基板８２と制御基板８３との間には、第１の放熱ブロック１４と第２の放熱ブロック１５が介在される。そして、実装基板８２は第１の放熱ブロック１４に固定され、制御基板８３が第２の放熱ブロック１５に固定される。
【００４８】
第１及び第２の放熱ブロック１４，１５は、熱伝導性の高い金属、例えば、ステンレス鋼やアルミ合金によって形成されており、それぞれ所定の厚みを有する平板状をなしている。これら第１及び第２の放熱ブロック１４，１５の平面形状は、外装ケース１１の内部空間を前後方向に塞ぐ略四角形となっている。これら第１の放熱ブロック１４と第２の放熱ブロック１５は、それぞれの平面がフロントパネル２１及びリアパネル２２の表裏面と略平行となるように配置され、両者間に間隙１６を有した状態で対向される。
【００４９】
第１の放熱ブロック１４のフロントパネル２１側の面である平面１４ａには、実装基板８２を固定するための一対の固定用ボス部９１，９１が設けられている。これら一対の固定用ボス部９１，９１には、それぞれねじ孔が形成されており、各ねじ孔に実装基板８２を固定するための不図示の固定ねじが螺合される。また、第１の放熱ブロック１４の平面１４ａには、実装基板８２の貫通穴８２ａを貫通したペルチェ素子７６が接触される。
【００５０】
第１の放熱ブロック１４の第２の放熱ブロック１５と対向する平面１４ｂには、上下方向に延在される複数の放熱フィン９２（図４を参照）が設けられている。また、第１の放熱ブロック１４の周面には、第１の放熱ブロック１４を外装ケース１１のカバーパネル２３及びベースパネル２４に固定するための６つのねじ孔９３（図３において３つを示す）が設けられている。これら６つのねじ孔９３は、第１の放熱ブロック１４の上面と下面に２つずつと、左右の側面に１つずつ配置されている。
【００５１】
第２の放熱ブロック１５の第１の放熱ブロック１４と対向する平面１５ａには、第１の放熱ブロック１４と同様に、上下方向に延在される複数の放熱フィン９５が設けられている。また、第２の放熱ブロック１５の周面には、第１の放熱ブロック１４と同様に、上面と下面に２つずつと、左右の側面に１つずつ配置され６つのねじ孔９６（図３において３つを示す）が設けられている。この第２の放熱ブロック１５のリアパネル２２側の面である平面１５ｂには、固定ねじ等の固着方法によって制御基板８３が固定されている。
【００５２】
カメラ本体２の回路基板１３は、ベースパネル２４に設けた４つの基板用ボス部６４に不図示の固定ねじによって固定され、制御基板８３の後方に配置されている。この回路基板１３は、上下方向に所定の間隔をあけて積層された３つの基板を備えており、不図示のフレキシブル配線板によって入出力用基板３４及び制御基板８３と電気的に接続されている。そして、回路基板１３は、入出力用基板３４を介して外部機器から供給される信号に基づいて制御信号を生成し、制御基板８３へ出力したり、制御基板８３を介してＣＣＤ７２から供給される電気信号を処理し、外部機器に出力したりする。
【００５３】
図４は、撮像装置１の横断面図であり、図５は撮像装置１の縦断面図である。図４及び図５に示すように、撮像装置１を組み立てた状態において、外装ケース１１の内部空間は、第１の放熱ブロック１４によって形成された第１空間部９８と、第２の放熱ブロック１５によって形成された第２空間部９９とに分けられる。そして、第１の放熱ブロック１４と第２の放熱ブロック１５との間に形成された間隙１６が、外装ケース１１の第１〜第３の開口部４８Ａ〜４８Ｃによって露出される。即ち、間隙１６は、外気によって形成される空気層となっている。
【００５４】
外装ケース１１内の第１空間部９８には、撮像ユニット１２とＣＣＤ用基板ユニット８１の実装基板８２が配置されている。また、第２空間部９９には、回路基板１３とＣＣＤ用基板ユニット８１の制御基板８３等が配置されている。これにより、回路基板１３と撮像ユニット１２のＣＣＤ７２は、互いの発熱の影響を受けることがなく、それぞれの発熱が別々に放熱されるようになっている。
【００５５】
このような構成を有する撮像装置の放熱について、図４及び図５を参照して説明する。まず、撮像ユニット１２のＣＣＤ７２から発生する熱の放熱について説明する。撮像装置１によって撮影を開始すると、撮像ユニット１２のＣＣＤ７２が被写体からの光を電気信号に変換し、発熱する。このとき、ペルチェ素子７６が、伝熱板７５及び伝熱シート７４を介してＣＣＤ７２を冷却する。これと同時に、ペルチェ素子７６の第１の放熱ブロック１４に接触する面が発熱する。
【００５６】
ペルチェ素子７６によって発生した熱は、第１の放熱ブロック１４に伝えられ、放熱フィン９２を介して第１及び第２の放熱ブロック１４，１５間に形成された間隙１６へ放熱される。そして、間隙１６へ放熱された熱は、間隙１６を露出させる第１〜第３の開口部４８Ａ〜４８Ｂと、放熱部材３の通気口５Ａ〜５Ｃを通って外部に放出される。
【００５７】
これにより、ＣＣＤ７２の温度が上昇することを抑制することができ、良好な画質を得ることができる。また、ＣＣＤ７２から発生した熱が第２空間部９９にこもることがないため、ＣＣＤ７２から発生した熱の影響を受けて回路基板１３の温度が上昇することを防止することができ、回路基板１３の信号処理能力の低下を抑制することができる。
【００５８】
次に、第２空間部９９に発生する熱の放熱について説明する。撮像装置１によって撮影を開始すると、回路基板１３がＣＣＤ７２から供給される信号の処理等を行って発熱する。この発熱により、第２空間部９９が温められる。そして、第２空間部９９の熱は、第２の放熱ブロック１５を介して間隙１６へ放熱され、第１〜第３の開口部４８Ａ〜４８Ｂと、放熱部材３の通気口５Ａ〜５Ｃを通って外部に放出される。
【００５９】
また、第２空間部９９の熱は、外装ケース１１に設けた複数の回路基板用開口窓４９から放熱部材３の上側放熱部材３Ａに伝わって放熱フィン４Ａを介して外部に放熱される。更に、第２空間部９９の熱は、外装ケース１１を介して上側放熱部材３Ａ、左側放熱部材３Ｂ及び右側放熱部材３Ｃに伝わって放熱フィン４Ａ〜４Ｃを介して放熱される。
【００６０】
なお、撮像装置１によって撮影を開始すると、ＣＣＤ用基板ユニット８１の制御基板８３も発熱する。この制御基板８３から発生した熱は、第２の放熱ブロック１５を介して間隙１６へ放熱され、第１〜第３の開口部４８Ａ〜４８Ｂと、放熱部材３の通気口５Ａ〜５Ｃを通って外部に放出される。
【００６１】
これにより、第２空間部９９が高温になることを防止することができ、回路基板１３の温度が上昇して信号処理能力が低下することを防ぐことができる。また、第２空間部９９の熱が第１空間部９８に伝わることがないため、回路基板１３から発生した熱の影響でＣＣＤ７２の温度が上昇することを防止することができる。
【００６２】
本実施の形態では、カメラ本体２の表面に放熱部材３を取り付ける構成としたが、本発明に係る撮像装置としては、放熱部材３を設けずにカメラ本体２とすることもできる。この場合、外装ケース１１には、回路基板用開口窓４９を設けず、第２空間部９９に塵や埃等のゴミが入らないようにする。
【００６３】
また、本実施の形態では、放熱効果を高めるために外装ケース１１を熱伝導率の高い金属によって形成したが、これに限定されるものではない。本発明に係る外装ケースとしては、熱先導率の低い部材、例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）等の合成樹脂によって形成してもよい。
【００６４】
また、本実施の形態では、ペルチェ素子７６を用いてＣＣＤ７２を冷却する構成としたが、本発明に係る撮像装置としては、この構成に限定されるものではない。本発明の撮像装置としては、ＣＣＤ７２（固体撮像素子）から発生する熱を伝熱シート７４及び伝熱板７５（伝熱部材）によって第１の放熱ブロック１５に伝えて放熱する構成とすることもできる。
【００６５】
更に、本実施の形態では、ＣＣＤ用基板ユニット８１の制御基板８３を第２の放熱ブロック１５に固定し、第２空間部９９に配置する構成としたが、本発明の撮像装置としては、制御基板８３をベースパネル２４の凹部６６に収納する構成としてもよい。この場合、実装基板８２との間を連結するフレキシブル配線板８４を短くすることができ、実装基板８２と制御基板８３間における信号の伝達速度をより高速化することができる。
【００６６】
以上説明したように、本発明の撮像装置によれば、第１の放熱ブロックと第２の放熱ブロックによって、外装ケースの内部空間を固体撮像素子が配置される第１空間部と回路基板が配置される第２空間部に分けた。そして、外装ケースに設けた開口部によって第１の放熱ブロックと第２の放熱ブロック間の間隙を露出させた。そのため、回路基板から発生する熱の影響を受けて固体撮像素子の温度が上昇することを防止し、良好な撮像画像を得ることができる。
【００６７】
また、固体撮像素子と第１の放熱ブロックを伝熱部材及び冷却部材を介して接触させたため、固体撮像素子自体の発熱による温度上昇を抑制することができると共に、冷却部材で発生する熱を第１の放熱ブロックから外部へ放熱することができる。
【００６８】
更に、第１の放熱ブロックと第２の放熱ブロックの互いに対向する面にそれぞれ放熱フィンを設けたため、第１空間部側で発生した熱と第２空間部側で発生した熱を、それぞれ効率よく放熱することができる。
【００６９】
また、外装ケースを熱伝導率の高い部材から形成すると共に、その外装ケースの表面に放熱部材を取り付けたため、外装ケース内で発生した熱に対する放熱効果を高めることができる。その結果、外装ケース内に配置された各種電子部品は、熱による影響を受ける心配がなく、その性能、機能等を充分に発揮することができ、高速且つ高精度な撮像を安定して行うことができる。
【００７０】
本発明は前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施の形態においては、撮像装置としてマシンビジョン用カメラを適用した例について説明したが、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラその他の撮像装置にも適用できるものである。
【００７１】
また、前記実施の形態においては、固体撮像素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）を適用した例について説明したが、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージャ等その他の固体撮像素子にも適用できるものである。更に、前記実施の形態では、レンズユニットをカメラ本体とは別体に構成したが、本発明の撮像装置としては、レンズをカメラ本体と一体化する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の撮像装置の第１の実施の形態を正面側から見た斜視図である。
【図２】本発明の撮像装置の第１の実施の形態をカメラ本体と放熱部材に分解した分解斜視図である。
【図３】本発明の撮像装置の第１の実施の形態に係るカメラ本体の分解斜視図である。
【図４】本発明の撮像装置の第１の実施の形態の横断面図である。
【図５】本発明の撮像装置の第１の実施の形態の縦断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…撮像装置、  ２…カメラ本体、  ３…放熱部材、  ３Ａ…上側放熱部材、  ３Ｂ…左側放熱部材、  ３Ｃ…右側放熱部材、  １１…外装ケース、  １２…撮像ユニット、  １３…回路基板、  １４…第１の放熱ブロック、  １５…第２の放熱ブロック、  １６…間隙、  ２１…フロントパネル、  ２２…リアパネル、  ２３…カバーパネル、  ２４…ベースパネル、  ２８…レンズマウント部、  ４８Ａ…第１の開口部、  ４８Ｂ…第２の開口部、  ４８Ｃ…第３の開口部、  ４９…回路基板用開口窓、  ７１…ＣＣＤ収納部材、  ７２…ＣＣＤ(固体撮像素子)、  ７３…ＣＣＤ押え板、  ７４…伝熱シート、  ７５…伝熱板、  ７６…ペルチェ素子（冷却素子）、  ８１…ＣＣＤ用基板ユニット、  ８２…実装基板、  ８３…制御基板、  ８４…フレキシブル配線板、  ９８…第１空間部、    ９９…第２空間部
【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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