(57)【要約】【課題】本発明は、外形を嵩高くすることなく、画像処理を行う電子回路から発生する熱を放熱することのできる構造を有する撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置１ａは、プリズムユニット１０と撮像素子２１と半導体素子２２と基板２３とケース２５と放熱器３０ａとを備える。撮像素子２１は、プリズムユニット１０の結像面に配置さる。半導体素子２２は、撮像素子２１で得られる信号を取り込んで画像データに変換する処理を行う。基板２３は、撮像素子２１および半導体素子２２が実装される。ケース２５は、入射窓２５ａおよび結像面側を除いてプリズムユニット１０を直方体形の外形に沿って囲う。放熱器３０ａは、受熱部３１から放熱部３２まで一続きに形成する。受熱部３１は、半導体素子２２が実装された面と反対の面の基板２３に接触させる。放熱部３２は、ケース２５の外面に沿って配置される。【選択図】      図２
2007104212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光学素子で構成される光学系と、
前記光学系の結像面に配置されて前記光学系が形成する像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子で得られる信号を取り込んで画像データに変換する処理を行う半導体素子と、
前記撮像素子および前記半導体素子が実装される基板と、
前記光学系への入射部および前記結像面側を除いて前記光学系を直方体形の外形に沿って囲うケースと、
前記半導体素子が実装された面と反対の面の基板に接触する受熱部から、前記ケースの外面に沿って配置される放熱部まで、一続きに形成される放熱器と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記放熱器は、一枚のプレートから折曲げて形成されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記受熱部は、前記光学系に面して配置され、
前記放熱部は、前記受熱部と直交する方向に沿って形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学素子は、入射される光束の入射光軸および射出する光束の射出光軸が沿う光軸面に対して鏡像でかつ回転非対称の自由曲面を光学面として有するプリズムであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学系に面した前記受熱部の表面、および、前記放熱部と前記ケースとの間に、断熱部材を設けることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記ケースから離れる方向へ前記放熱部の縁から延びる熱伝達片を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光学系は、前記光学素子として入射側に配置される第１のプリズムおよび射出側に配置される第２のプリズムを備え、
前記第１のプリズムおよび前記第２のプリズムは、前記光学系に入射される光束の入射光軸およびこの光学系から射出する光束の射出光軸が沿う光軸面に対して鏡像でかつ回転非対称の自由曲面を光学面として少なくともそれぞれ１つ有し、かつ前記入射光軸および前記射出光軸と交差する方向に並べて配置され、
前記基板は、前記結像面に沿って前記第１のプリズムおよび前記第２のプリズムが並ぶ方向に延在し、
前記受熱部は、前記第１のプリズムに面した前記基板に接触し、
前記放熱部は、前記第１のプリズムおよび前記第２のプリズムが並ぶ方向を横切る向きに配置される第１の放熱板と、前記第１のプリズムおよび前記第２のプリズムが並ぶ方向に沿って配置される第２の放熱板と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の放熱板および前記第２の放熱板は、それぞれ前記受熱部から前記第１のプリズム側の前記ケースの外面に沿って一続きに形成されていることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１の放熱板は、前記受熱部から前記第１のプリズム側の前記ケースの外面に沿って一続きに形成され、
前記第２の放熱板は、前記第１の放熱板から一続きに形成される
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第２の放熱板は、前記受熱部から前記第１のプリズム側の前記ケースの外面に沿って一続きに形成され、
前記第１の放熱板は、前記第２の放熱板から一続きに形成される
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１のプリズムに面した前記受熱部の表面、および、前記放熱部と前記ケースの側壁との間に、断熱部材を設けることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第２の放熱板は、前記第１のプリズム側から前記第２のプリズム側まで延びていることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの光学素子で構成される光学系と、
前記光学系の結像面に配置されて前記光学系が形成する像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子で得られる信号を取り込んで画像データに変換する処理を行う半導体素子と、
前記撮像素子および前記半導体素子が実装される基板と、
前記光学系への入射部および前記結像面側を除いて前記光学系を直方体形の外形に沿って囲うケースと、
前記半導体素子および前記撮像素子の少なくともどちらかに接触する受熱部から、前記ケースの外面に沿って配置される放熱部まで、一続きに形成される放熱器と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
前記放熱器は、一枚のプレートから折曲げて形成されることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記光学系は、前記光学素子として入射側に配置される第１のプリズムおよび射出側に配置される第２のプリズムを備え、
前記第１のプリズムおよび第２のプリズムは、前記光学系に入射される光束の入射光軸およびこの光学系から射出する光束の射出光軸が沿う光軸面に対して鏡像でかつ回転非対称の自由曲面を光学面として少なくともそれぞれ１つ有し、かつ、前記入射光軸および前記射出光軸と交差する方向に並べて配置され、
前記放熱部は、前記受熱部に対して直交する方向に形成される
ことを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記放熱部は、前記第１のプリズムおよび前記第２のプリズムが並ぶ方向を横切る方向に配置される第１の放熱板と、前記第１のプリズムおよび前記第２のプリズムが並ぶ方向に沿って配置される第２の放熱板と、を有することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記受熱部は、前記半導体素子および前記撮像素子にわたって設けられ、
前記第１の放熱板は、前記受熱部から前記第２のプリズム側の前記ケースの外面に沿って一続きに設けられ、
前記第２の放熱板は、前記受熱部から少なくとも前記第１のプリズム側の前記ケースの外面に沿って一続きに設けられる
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記第２の放熱板は、前記受熱部から少なくとも前記第１のプリズム側の前記ケースの外面に沿って一続きに設けられ、
前記第１のプリズム側の前記第１の放熱板は、前記第２の放熱板と一続きに設けられ、
前記第２のプリズム側の前記第１の放熱板は、前記受熱部から一続きに設けられる
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記ケースから離れる方向へ延びる熱伝達片を前記第１の放熱板および前記第２の放熱板の縁から一続きに有することを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記光学素子は、入射される光束の入射光軸および射出する光束の射出光軸とが同一直線上に配置され回転対象の曲面を光学面として有するレンズであることを特徴とする請求項１または請求項１３に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、カメラ付携帯電話などに用いる撮像装置に係り、その一部に設けられる回路基板から発生する熱を逃すための放熱器の構造に特徴を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやカメラ付携帯電話は、小型化、薄型化、高性能化が要求されてきている。このような要求に応えるデジタルカメラやカメラ付携帯電話に内蔵される撮像装置として、偏心光学系を撮像光学系に適用した撮像装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載された撮像装置は、偏心光学系をプリズムで構成している。プリズムは、自由曲面を少なくとも１つの光学面に備えている。撮像光学系によって被写体像が形成される結像面に、撮像素子が配置されている。この撮像素子が実装される基板には、この撮像素子によって取り込まれた被写体像に係る電気信号を画像データに処理する処理回路などの半導体モジュールが実装される。
【０００４】
また、特許文献２に記載された半導体モジュールは、小型軽量の電子機器に適用される。この半導体モジュールは、半導体と、この半導体の上面に対面するように配置された金属部材と、半導体と金属部材とのそれぞれに挟まれた付勢部材とで構成されている。半導体で発生した熱は、付勢部材を介して金属部材に放熱される。具体的には、この半導体モジュールを携帯用パーソナルコンピュータなどの電子機器に適用した場合について例示されている。この中で、半導体となるＣＰＵの熱の放熱先となる具体的な金属部材として、筐体やキーボードの裏板が挙げられている。
【特許文献１】特開２００５−１８９５４９号公報
【特許文献２】特開平７−２０２０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の撮像装置の場合、撮像素子の画素数が増大し、処理すべき情報量が増えると、画像を処理するための回路を構成する半導体素子の発熱量も大きくなる。また、撮像素子や半導体素子の配線が高密度になることによっても、発熱量が増える。
【０００６】
半導体素子が発生する熱や撮像素子自体が発生する熱により、撮像素子の暗電流が増大するため、画像データの質が低下する。また、半導体素子や撮像素子に光学部品が接近しているため、光学部品が熱の影響を受けることで、光学面が変化して像が歪むことも懸念される。
【０００７】
したがって、半導体素子や撮像素子が発生する熱を効率よく逃す必要がある。この場合、特許文献２に示すような放熱方法で熱を逃すには、放熱板は、外部に面して配置されるか、デジタルカメラやカメラ付携帯電話の内部で十分な放熱面積を確保しなければならない。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示される撮像装置の場合、光学部品が被写体に面して配置され、その後側に撮像素子や半導体素子の基板が配置される。そのため、特許文献２に記載の半導体モジュールのように、筐体を放熱板として利用する放熱構造を特許文献１に記載の撮像装置に適用することができない。また、放熱面積を広げると電子機器類に内蔵される撮像装置として嵩高くなってしまうため、好ましくない。さらに、撮像装置は、被写体以外の外部から光が差込まないように撮像素子も含めてケースで覆われるため、熱がこもり易い。
【０００９】
そこで、本発明は、外形を嵩高くすることなく、画像処理を行う電子回路から発生する熱を放熱することのできる構造を有する撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る撮像装置は、光学系と撮像素子と半導体素子と基板とケースと放熱器とを備える。光学系は、少なくとも１つの光学素子で構成される。撮像素子は、光学系の結像面に配置され、光学系が形成する像を電気信号に変換する。半導体素子は、撮像素子で得られる信号を取り込んで画像データに変換する処理を行う。基板は、撮像素子および半導体素子が実装される。ケースは、光学系の入射部および結像面側を除いて光学系を直方体形の外形に沿って囲う。放熱器は、受熱部から放熱部まで一続きに形成する。受熱部は、半導体素子が実装された面と反対の面の基板に接触させる。放熱部は、ケースの外面に沿って配置される。
【００１１】
この場合、放熱器は、一枚のプレートから折曲げて形成すると、製造単価を低く抑えることができ、材料の歩留まりも良い。ケースで囲われる直方体の空間に対して外側に半導体素子が配置される場合、受熱部は、光学系に面して配置され、基板に接触する。放熱部は、ケースの外面に沿って受熱部と直交する方向に折曲げる。
【００１２】
光学素子は、入射される光束の入射光軸および射出する光束の射出光軸が沿う光軸面に対して鏡像でかつ回転非対称の自由曲面を光学面として有するプリズムを適用する。または、光学素子は、入射される光束の入射光軸および射出する光束の射出光軸とが同一直線上に配置され回転対象の曲面を光学面として有するレンズを適用する。
【００１３】
光学系に対する熱影響を低減するために、光学系に面した受熱部の表面、および、放熱部とケースとの間に、断熱部材を設けることも好ましい。また、放熱部を覆うことなく撮像装置を電子機器に内蔵し、かつ熱を伝達させるために、ケースから離れる方向へ放熱部の縁から延びる熱伝達片を備えることも好ましい。
【００１４】
また、光学系は、光学素子として入射側に配置される第１のプリズムおよび射出側に配置される第２のプリズムで構成する。第１のプリズムおよび第２のプリズムは、自由曲面を光学面として少なくともそれぞれ１つ有し、入射光軸および射出光軸と交差する方向に並べて配置する。この場合、基板は、結像面に沿って第１のプリズムおよび第２のプリズムが並ぶ方向に延在させる。受熱部は、第１のプリズムに面した基板に接触させる。放熱部は、第１の放熱板と第２の放熱板とを有する。第１の放熱板は、第１のプリズムおよび第２のプリズムが並ぶ方向を横切る向きに配置する。第２の放熱板は、第１のプリズムおよび第２のプリズムが並ぶ方向に沿って配置する。
【００１５】
この場合、第１の放熱板および第２の放熱板をそれぞれ受熱部から第１のプリズム側のケースの外面に沿って一続きに形成する。または、第１の放熱板を受熱部から第１のプリズム側のケースの外面に沿って一続きに形成し、第２の放熱板を第１の放熱板から一続きに形成する。または、第２の放熱板を受熱部から第１のプリズム側のケースの外面に沿って一続きに形成し、第１の放熱板を第２の放熱板から一続きに形成する。
【００１６】
そして、光学系を熱から保護するために、第１のプリズムに面した受熱部の表面、および、放熱部とケースの側壁との間に、断熱部材を設ける。さらに、放熱面積を広げるために、第２の放熱板を第１のプリズム側から第２のプリズム側まで延ばすことも好ましい。
【００１７】
上記構成において、半導体素子が設けられている側と反対側の基板の表面に受熱部を接触させていることに対して、受熱部を半導体素子および撮像素子の少なくともどちらかに接触させても良い。受熱部を半導体素子および撮像素子にわたって設ける場合、第１の放熱板は、受熱部から第２のプリズム側のケースの外面に沿って一続きに設け、第２の放熱板は、受熱部から少なくとも第１のプリズム側のケースの外面に沿って一続きに設ける。または、第２の放熱板を受熱部から少なくとも第１のプリズム側のケースの外面に沿って一続きに設け、第１のプリズム側の前記第１の放熱板を第２の放熱板と一続きに設け、第２のプリズム側の第１の放熱板を受熱部から一続きに設ける。この撮像装置を電子機器に組み込むための熱伝達片は、第１の放熱板および第２の放熱板の縁からケースから離れる方向へ延びるように設けるとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る撮像装置によれば、光学系を囲うケースから大きく周囲へ張り出すことなく放熱器がケースの外面に沿って設けられている。したがって、この撮像装置は、外形形状を嵩高くすることなく、撮像素子や半導体素子において発生する熱を逃すことができる。したがって、デジタルカメラやカメラ付携帯電話など、その内部において占有できるスペースが限られる電子機器に撮像装置を内蔵することに対し、本発明の撮像装置を用いれば、周囲の部品のレイアウトなど大幅な設計変更を行わなくても良い。
【００１９】
また、放熱器を１枚のプレートから折曲げて作るので、製造単価を安く抑えることができ、材料の歩留まりも良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る第１の実施形態の撮像装置１ａについて、デジタルカメラ１００に適用した場合を例に図１から図７を参照して説明する。図１に示すデジタルカメラ１００は、ハウジング１０２の外部に面して、撮像装置１ａ、レリーズボタン１０３、表示ユニット１０４が配置され、内部にシステムコントローラ１０５および記録手段としての記録部１０６などを備える。
【００２１】
レリーズボタン１０３は、操作ボタンの一つである。操作ボタンとして、この他に電源ボタン、表示切替ボタン、撮像モード切替ボタン、ズームボタン、フラッシュ作動ボタンなど、撮影する際に使用されるボタンの他、撮影した画像を編集する溜めの編集ボタンなどが設けられる。表示ユニット１０４は、液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイなどの薄型ディスプレイである。
【００２２】
システムコントローラ１０５は、レリーズボタン１０３が操作されたことを検出し、これを基に撮像装置１ａで撮影された被写体像の画像データを取得する。画像データは、記録部１０６に格納される。また、システムコントローラ１０５は、撮像装置１ａから出力される画像データを表示ユニット１０４に表示する。記録部１０６には、フラッシュメモリやメモリカードなどの記録媒体が、ハウジング１０２に設けられたハッチ１０７を通じて取り出し可能に装着されている。
【００２３】
撮像装置１ａは、プリズムユニット１０と撮像素子２１と半導体素子２２と基板２３とフレキシブル配線２４とケース２５と放熱器３０ａとを備える。プリズムユニット１０は、入射光軸λｉと射出光軸λｏとがほぼ平行に配置される偏心光学系の一例である。このプリズムユニット１０は、第１のプリズム１１と第２のプリズム１２と絞部材１３とで構成される。第１のプリズム１１および第２のプリズム１２は、被写体から入射される光束の入射光軸λｉおよびこの光学系から射出される光束の射出光軸λｏが沿う光軸面αに対して鏡像で、かつ、回転非対称に形成された自由曲面を光学面として有している。
【００２４】
第１のプリズム１１は、入射側に配置され、第２のプリズム１２は、射出側に配置されている。第１のプリズム１１と第２のプリズム１２は、入射光軸λｉと射出光軸λｏとが偏心している方向に並べて配置されている。絞部材１３は、第１のプリズム１１および第２のプリズム１２の光学面の有効面積に合わせて造られた開口部１３ａを有している。この絞部材１３は、第１のプリズム１１と第２のプリズム１２との間に挟まれ、これらの相対位置関係を維持する保持部材としても機能する。
【００２５】
撮像素子２１は、プリズムユニット１０の結像面に配置され、このプリズムユニット１０によって形成される被写体像を電気信号に変換する。具体的には、ＣＣＤモジュールなどが撮像素子２１に相当する。撮像素子２１の受光面には、カバーガラスや、偏光フィルタなどの光学部材が取り付けられる。
【００２６】
半導体素子２２は、撮像素子２１から出力される被写体像に係る電気信号を取り込み画像データに変換する信号処理を行う。基板２３は、結像面に沿って第１のプリズム１１側から第２のプリズム１２側まで延在している。撮像素子２１および半導体素子２２は、プリズムユニット１０に対して反対側となる基板２３の同じ側に実装される。したがって、基板２３は、撮像素子２１の受光面にプリズムユニット１０の第２のプリズム１２から射出される光束を通過させる開口部２３ａを有する。
【００２７】
ケース２５は、プリズムユニット１０への入射部および結像面側を除いて、このプリズムユニット１０を直方体形の外形に沿って囲う。プリズムユニット１０は、絞部材１３の入射窓２５ａ側の縁から第２のプリズム１２側に延びる取付部１３ｂによって、ケース２５の内側に取り付けられている。ケース２５は、プリズムユニット１０への入射部に対応する位置に入射窓２５ａが設けられている。埃などの侵入を防止することを目的としたカバーガラスや、ＮＤ（Natural Density）フィルタ、あるいは偏光フィルタなどがこの入射窓２５ａに取り付けられる。
【００２８】
また、ケース２５は、結像面側の全面が開口されており、直方体の角部に相当する部分から基板固定脚２５ｅが延びている。基板固定脚２５ｅは、射出光軸λｏと平行に延びており、基板２３に固定された撮像素子２１の受光面をプリズムユニット１０の結像面に合致させるために微調整することができる調整代を有している。撮像素子２１から出力される信号を基に、ケース２５内に固定されたプリズムユニット１０の結像面に受光面が合致したことを確認しながら、基板２３は、基板固定脚２５ｅにおいてケース２５と接着などによって固定される。
【００２９】
放熱器３０ａは、図２および図３に示すように一続きに形成された受熱部３１と放熱部３２とを有する。受熱部３１は、図４に示すように半導体素子２２が実装された面と反対の面、すなわち第１のプリズム１１に向く面の基板２３に接触している。第１のプリズム１１に面した側の受熱部３１には、断熱部材４０が貼り付けられる。放熱部３２は、第１の放熱板３２１と第２の放熱板３２２とを備える。第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２は、ケース２５の外面に沿って配置されている。
【００３０】
第１の放熱板３２１は、第１のプリズム１１および第２のプリズム１２が並ぶ方向を横切る向きに配置され、図４に示すように受熱部３１から一続きにケース２５の開口側の縁２５ｂを回って第１のプリズム１１側のケース２５の外面に沿って延びている。第２の放熱板３２２は、第１のプリズム１１および第２のプリズム１２が並ぶ方向に沿って配置され、図５に示すように第１の放熱板３２１から一続きに入射光軸λｉと平行に延びるケース２５の角２５ｃを回って第１のプリズム１１側のケース２５の外面に沿って延びている。第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２とケース２５の外面との間には、断熱部材４０が差し挟まれる。
【００３１】
また、図４に示すようにケース２５から離れる方向へ入射窓側の第１の放熱板３２１の縁から、熱伝達片３３が延びている。この熱伝達片３３は、入射光軸λｉを横切る向きに設けられるケース２５の外面とほぼ面一に設けられ、デジタルカメラ１００のハウジング１０２の内面に接着される。これにより、撮像装置１ａは、ハウジング１０２の内面に固定される。熱伝達片３３が放熱部３２と一続きに形成されていることによって、受熱部３１で吸収した熱をハウジング１０２へ効率よく逃すことができる。本実施形態において、熱伝達片３３は、第１の放熱板３２１から延びているが、第２の放熱板３２２の縁から延びていても良い。
【００３２】
放熱器３０ａは、図６に示す１枚のプレートから、一点鎖線で示す山折部３０１、鎖線で示す谷折部３０２で、図７に示すように折曲げられて形成されている。断熱部材４０は、熱伝導率の小さいセラミック系塗料を塗ったり、多孔質部材を貼り付けたりすることで、図６に示す平坦な状態の放熱器３０ａの受熱部３１および放熱部３２に予め形成しておいても良いし、図７に示すように折曲げた後に形成しても良い。
【００３３】
一例として撮像装置１ａは、次の手順で組み立てられる。まず、平坦に延びた状態の放熱器３０ａを基板２３に貼り付ける。ケース２５と基板２３とは、撮像素子２１の受光面が結像面に合致するように計測されながら位置決めされた後、固定される。放熱部３２は、第１の放熱板３２１が受熱部３１につながる位置でケース２５の外面に沿って折曲げられる。さらに、第２の放熱板３２２が第１の放熱板３２１に対して第２のプリズム１２側にケース２５の外面を回るように折曲げられる。熱伝達片３３が、入射窓側のケース２５の外面に沿って、ケース２５から離れる方向へ折り返される。
【００３４】
このように、構成された撮像装置１ａは、周囲へ張り出すことなく、プリズムユニット１０を囲うケース２５の外面に沿って放熱部３２を備えており、半導体素子２２が発生する熱を逃すことができる。特に、放熱部３２は、第１の放熱板３２１で受熱部３１とつながっており、さらに第１の放熱板３２１に第２の放熱板３２２がつながっている。したがって、この放熱器３０ａは、継続して半導体素子２２から発生する熱を放熱させつづけることができる。
【００３５】
また、第１のプリズム１１を取り囲むように形成された放熱器３０ａの第１のプリズム１１に面した側に断熱部材４０を配置することで、第１のプリズム１１側に熱が放射、または伝達されることを抑え、第１のプリズム１１の光学面が変化することを防止する。
【００３６】
本発明に係る第２の実施形態の撮像装置１ｂについて、図８から図１１を参照して説明する。図８に示す撮像装置１ｂにおいて、放熱器３０ｂの形状が第１の実施形態に記載した撮像装置１ａの放熱器３０ａの形状と異なり、その他の構成は、第１の実施形態の撮像装置１ａと同じである。第１の実施形態に記載した撮像装置１ａと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、光軸面に沿う断面形状は、図４に示した第１の実施形態の撮像装置１ａと同じである。
【００３７】
放熱器３０ｂは、図８および図９に示すように受熱部３１が、第１のプリズム１１側の基板２３に接触している。第１の放熱板３２１は、受熱部３１と一続きに形成され、第１のプリズム１１側のケース２５の外面に沿って設けられている。第２の放熱板３２２もまた受熱部３１と一続きに形成され、図１０に示すように開口しているケース２５の結像面側の縁２５ｄを回って、第１のプリズム１１側のケース２５の外面に沿って設けられている。また、熱伝達片３３は、第１の放熱板３２１と一続きに設けられている。
【００３８】
受熱部３１と放熱部３２は、図１１に示す１枚のプレートの一点鎖線で示す山折部３０１、鎖線で示す谷折部３０２で、それぞれ折曲げて形成されている。したがって、基板固定脚２５ｅが通される部分は、刳り貫かれている。図１１に示すプレートの状態において、第１のプリズム１１に面する側の放熱器３０ｂに断熱部材４０が形成されている。したがって、受熱部３１の第１のプリズム１１に面する側および放熱部３２とケース２５との間の部分に、断熱部材４０が配置される。
【００３９】
一例として、この撮像装置１ｂは、次の手順で組み立てられる。まず基板２３に平坦に延びた状態の放熱器３０ｂの受熱部３１が貼り合わされる。ケース２５と基板２３とは、位置合せが行われた後、固定される。第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２をケース２５の外面に沿って折曲げる。熱伝達片３３を入射窓側のケース２５の外面に沿ってケース２５から離れる方向へ折り返す。
【００４０】
以上のように構成された放熱器３０ｂを備える撮像装置１ｂは、半導体素子２２で発生した熱を、受熱部３１から吸収し、放熱部３２を通して逃がす。特に、第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２が受熱部３１に対して三方につながっているので、受熱部３１で吸収した熱を素早く放熱部３２へ伝導させることができる。したがって、急激な温度上昇を効果的に抑えることができる。
【００４１】
本発明に係る第３の実施形態の撮像装置１ｃについて、図１２および図１３を参照して説明する。本実施形態における撮像装置１ｃは、放熱器３０ｃの形状が先の実施形態の撮像装置１ａ，１ｂの放熱器３０ａ，３０ｂと異なっている。その他の構成は、第１および第２の実施形態の撮像装置１ａ，１ｂの構成と同じ機能を有するので、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
また、光軸面に沿う断面形状は、図４に示した第１の実施形態の撮像装置１ａと同じであり、入射光軸λｉに沿って光軸面αに直交する断面形状は、図１０に示した第２の実施形態の撮像装置１ｂの断面形状と同じである。放熱器３０ｃの受熱部３１は、放熱部３２の第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２とそれぞれ一続きに形成されている。
【００４３】
放熱器３０ｃは、図１２に示すように第２の放熱板３２２が第１のプリズム１１側から第２のプリズム１２側まで延びている。また、ケース２５の入射窓側の外面に沿ってケース２５から離れる方向へ、第２の放熱板３２２の縁から一続きに熱伝達片３３が延びている。放熱器３０ｃは、図１３に示す１枚のプレートから、一点鎖線で示す山折部３０１、鎖線で示す谷折部３０２で折曲げて形成される。
【００４４】
一例として、撮像装置１ｃは、次の手順で組み立てられる。平坦に延びた放熱器３０ｃが半導体素子２２の反対側の基板２３に貼り付けられる。ケース２５と基板２３とは、結像面に受光面が合致するように調整されながら位置決めされた後、固定される。第１の放熱板３２１と第２の放熱板３２２がそれぞれケース２５の外面に沿って折曲げられる。熱伝達片３３が、入射窓側のケース２５の外面に沿って、ケース２５から離れる方向へ折り返される。
【００４５】
以上のように構成された撮像装置１ｃは、第２の実施形態の放熱器３０ｂと比較して、受熱部３１に第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２が三方につながっているので、半導体素子２２が急激に発熱しても適確に熱を逃すことができる。また、第２の実施形態の放熱器３０ｂよりも第２の放熱板３２２が、第１のプリズム１１と第２のプリズム１２とが並ぶ方向に大きくかつ放熱面積が広い。したがって、第３の実施形態の放熱器３０ｃのほうが、第２の実施形態の放熱器３０ｂより多くの熱を継続的に逃すことができる。
【００４６】
また、熱伝達片３３が第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２のそれぞれに、合計３つ設けられている。第２の放熱板３２２に設けられる熱伝達片３３は、第２のプリズム１２側に配置されているので、デジタルカメラ１００などの携帯型の電子機器にこの撮像装置１ｃを内蔵させる場合これらの熱伝達片３３を用いることで、安定させて取り付けやすい。
【００４７】
本発明に係る第４の実施形態の撮像装置１ｄについて、図１４から図１８を参照して説明する。本実施形態の撮像装置１ｄは、放熱器３０ｄの形状および配置が先の実施形態の撮像装置１ａ，１ｂ，１ｃと異なる。その他、第１から第３の実施形態の撮像装置１ａ，１ｂ，１ｃの構成と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
放熱器３０ｄは、図１４および図１５に示すように、受熱部３１から放熱部３２まで一続きに形成されており、図１６に示すように、撮像素子２１および半導体素子２２のそれぞれに受熱部３１が接している。放熱部３２の第１の放熱板３２１は、撮像素子２１寄りの受熱部３１から一続きに第２のプリズム１２側のケース２５の外面に沿って、第１のプリズム１１と第２のプリズム１２とが並ぶ方向を横切る向きに、設けられている。第２の放熱板３２２は、半導体素子２２側の受熱部３１から一続きに第１のプリズム１１と第２のプリズム１２とが並ぶ方向に延びるケース２５の外面に沿って設けられている。
【００４９】
入射窓寄りの第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２の端部から熱伝達片３３が、ケース２５から離れる方向へ延びている。断熱部材４０は、シート状のものが適用される。断熱部材４０の中央部は、図１４に示すように半導体素子２２が実装された面と反対の面の基板２３に貼り付けられる。断熱部材４０の両方の端部は、図１７に示すように結像面側に開口するケース２５の縁２５ｄを回して、第１のプリズム１１側のケース２５の外面に沿って貼り付けられる。なお、断熱部材４０は、基板２３側に貼り付ける部分とケース２５と第２の放熱板３２２との間に挟まれる部分とを別部材として設けても良い。この場合、ケース２５と第２の放熱板３２２との間に挟まれる断熱部材４０は、第２の放熱板３２２に予め形成しても良いし、ケース２５の側に形成しても良い。
【００５０】
また、第２のプリズム１２側のケース２５の外面に沿って延びる第１の放熱板３２１とケース２５との間にも断熱部材４０が挟まれる。この断熱部材４０は、シート状のものでも、塗布することによって第１の放熱板３２１やケース２５に予め形成されたものでも良い。
【００５１】
放熱器３０ｄは、図１８に示す１枚のシートから、一点鎖線で示す山折部３０１、鎖線で示す谷折部３０２で折曲げて造られる。平坦な状態における外形形状が単純であるため、多数を材料取りする場合の歩留まりが良い。
【００５２】
以上の構成の撮像装置１ｄは、受熱部３１が半導体素子２２および撮像素子２１に直接接触するため、半導体素子２２および撮像素子２１で発生する熱を効率よく逃すことができる。
【００５３】
本発明に係る第５の実施形態の撮像装置１ｅについて、図１９から図２３を参照して説明する。なお、先の各実施形態に記載した撮像装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの構成と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
放熱器３０ｅは、図１９および図２０に示すように、入射窓側を除くケース２５の外面をすっぽりと囲う形に形成されている。放熱器３０ｅは、受熱部３１と放熱部３２と熱伝達片３３とを有し、図２３に示す一続きの平坦なプレートから、一点鎖線で示す山折部３０１、鎖線で示す谷折部３０２で折曲げて作られている。
【００５５】
受熱部３１は、撮像素子２１および半導体素子２２に接触するように配置されている。放熱部３２は、第１のプリズム１１側に配置される第１の放熱板３２１と、第２のプリズム１２側に配置される第１の放熱板３２１と、光軸面αに沿う方向へプリズムユニット１０の両側に配置される第２の放熱板３２２とを有している。
【００５６】
第２の放熱板３２２は、図１９、図２０および図２３に示すように、第１のプリズム１１と第２のプリズム１２とが並ぶ方向に沿う受熱部３１の全長にわたって、受熱部３１と一続きに設けられている。第１のプリズム１１側の第１の放熱板３２１は、２つある第２の放熱板３２２の一方と一続き形成されている。第２のプリズム１２側の第１の放熱板３２１は、図２１に示すように受熱部３１から一続きに設けられている。
【００５７】
図２１および図２２に示すように第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２とケース２５との間、および半導体素子２２が取り付けられた基板２３の第１のプリズム１１に面した側には、断熱部材４０が設けられている。セラミック材料をベースとする塗料やシート材、または多孔質の合成樹脂が断熱部材４０として好ましい。図２３に示すように放熱器３０ｅとケース２５との間に設けられる断熱部材４０は、放熱器３０ｅが平坦なプレートである状態で予め取り付けられても良い。
【００５８】
熱伝達片３３は、ケース２５から離れる方向へ入射窓側の第２の放熱板３２２の縁から一続きに延びている。本実施形態においては、ケース２５の角部に近い範囲に部分的に設けている。熱伝達片３３は、入射窓側の第２の放熱板３２２の縁に沿う全長にわたって設けられていても良いし、さらに第１の放熱板３２１の入射窓側の縁に沿って設けられていても良い。熱伝達片３３は、デジタルカメラのハウジング１０２に密着され、半導体素子２２や撮像素子２１で発生した熱をハウジング１０２側に伝えるとともに、撮像装置１ｅをハウジング１０２に保持する固定部として機能する。
【００５９】
放熱器３０ｅは、プリズムユニット１０が組み込まれたケース２５と、撮像素子２１および半導体素子２２が実装された基板２３とが組み合わされた後で取り付けられても良いし、図２３に示すプレートの状態で半導体素子２２および撮像素子２１に接着され、結像面に撮像素子２１の受光面が位置決めされた後で、第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２がケース２５に沿って折り曲げられ、さらに熱伝達片３３がケース２５から離れる方向へ折り返される。なお、熱伝達片３３は、入射窓２５ａを塞がない形であれば、ケース２５側に折り曲げられていても良い。この場合、ケース２５との間には、断熱部材４０を挟むことが好ましい。
【００６０】
以上のように形成された放熱器３０ｅを備える撮像装置１ｅは、外形形状をほとんど拡大させることなく、半導体素子２２や撮像素子２１で発生する熱を放熱器３０ｅの受熱部３１から吸収し、放熱部３２から放熱するとともに熱伝達片３３からハウジング１０２へと逃すことによって、効果的に除去することができる。
【００６１】
本発明に係る第６の実施形態の撮像装置１ｆについて、図２４を参照して説明する。なお、先の実施形態に記載の撮像装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅの構成と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
図２４に示す撮像装置１ｆは、レンズユニット１０ａと、フレーム１６と、レンズ駆動機構１７と、ケース２５と、撮像素子２１と、半導体素子２２と、基板２３と、放熱器３０ｂとを備えている。レンズユニット１０ａは、入射光軸λｉと射出光軸λｏとが同一直線となる光軸λ上に配置された共軸光学系であり、第１のレンズ群１４と第２のレンズ群１５とで構成される。
【００６３】
第１のレンズ群１４と第２のレンズ群１５をそれぞれ構成しているレンズＬは、回転対称な曲面に形成された光学面を有する光学素子である。第１のレンズ群１４は、第１の鏡筒１４０に保持され、第２のレンズ群１５は、第２の鏡筒１５０に保持される。第１のレンズ群１４は、入射窓２５ａ側に配置され、第２のレンズ群１５は、撮像素子２１側に配置される。
【００６４】
フレーム１６は、光軸λに沿って形成された円筒部１６０と、光軸λを横切る方向に延びるベース部１６１とを備える。円筒部１６０の内周面にねじ部が形成され、第１の鏡筒１４０が螺挿されている。第１のレンズ群１４の射出側となる第１の鏡筒１４０の内周面には、ねじ部が形成されており、第２の鏡筒１５０が螺挿されている。
【００６５】
レンズ駆動機構１７は、レンズユニット１０ａの隣に設けられている。レンズ駆動機構１７は、第１の駆動部１７１と第２の駆動部１７２とを有する。第１の駆動部１７１は、第１の鏡筒１４０を円筒部１６０に対して回転させる。これにより、第１のレンズ群１４が第２のレンズ群１５とともに、光軸λに沿って移動する。第１の鏡筒１４０は、周方向に延びるスリットを有している。このスリット１４１を通して、第２の駆動部１７２は、第２の鏡筒１５０を第１の鏡筒１４０に対して回転させる。この結果、第２のレンズ群１５が第１のレンズ群１４に対して相対的に光軸λに沿って移動する。
【００６６】
ケース２５は、入射窓２５ａおよびレンズユニット１０ａの結像面側を除いて、レンズユニット１０ａ、レンズ駆動機構１７、フレーム１６を取り囲む直方体形に沿って形成されている。フレーム１６は、ケース２５の内側に固定されている。基板２３は、射出光軸λｏを横切る向きに配置され、第２のレンズ群１５から射出された光束が通過する開口部２３ａを有している。
【００６７】
撮像素子２１は、レンズユニット１０ａと反対側の基板２３の開口部２３ａに取り付けられる。半導体素子２２は、基板２３に対して撮像素子２１が実装された面と同じ面に実装される。撮像素子２１の受光面がレンズユニット１０ａの結像面に合致するように調整された状態で、基板２３は、ケース２５に固定される。
【００６８】
放熱器３０ｂは、第２の実施形態において説明した放熱器３０ｂと同じ構成を有している。放熱器３０ｂの受熱部３１は、半導体素子２２が実装された側と反対側の面の基板２３に接触している。第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２は、開口する結像面側のケース２５の縁２５ｂ，２５ｄを回って、ケース２５の外面に沿って形成されている。レンズ駆動機構１７側に面した受熱部３１、ケース２５と第１の放熱板３２１および第２の放熱板３２２との間には、それぞれ断熱部材４０が設けられる。
【００６９】
なお、放熱器は、第２の実施形態における放熱器３０ｂに限らず、第１、第３、第４、第５の実施形態における放熱器３０ａ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅのいずれかを取り付けることができる。そして、放熱器３０ａ〜３０ｅのいずれかを備える撮像装置１ｆは、その放熱器３０ａ〜３０ｅに応じた第１から第５の実施形態の撮像装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅと同じように、撮像装置１ｆの占有スペースを広げることなく半導体素子２２および撮像素子２１で発生する熱を効果的に逃がすことができる。
【００７０】
また、上記の第１から第６の実施形態に記載した放熱器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅは、いずれも一枚のプレートから折り曲げて作られており、製造単価を低く抑えることができ、材料の歩留まりもよい。
【００７１】
各実施形態において、基板２３あるいは半導体素子２２や撮像素子２１から放熱器３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅの受熱部３１への熱伝達をよくするために、加熱硬化系のエポキシ系合成樹脂などをベースとする熱伝達係数の大きい接着剤で貼り合わせるとよい。また、放熱器３０ａ〜３０ｅのうち、第１のプリズム１１に面して受熱部３１が基板２３に貼り合わされる放熱器３０ａ，３０ｂ，３０ｃと、撮像素子２１および半導体素子２２に直接貼り合わされる放熱器３０ｄ，３０ｅとを併用してもよい。
【００７２】
各実施形態において、第１のプリズム１１と第２のプリズム１２とが並ぶ方向、もしくは撮像素子２１と半導体素子２２とが並ぶ方向に沿って、基板２３から延びるフレキシブル配線２４が配置されることを基本としている。しかし、フレキシブル配線２４は、撮像素子２１と半導体素子２２とが並ぶ方向を横切る方向へ延びるように配置されていてもよい。
【００７３】
この場合、第１のプリズム１１側に配置される第１の放熱板３２１は、半導体素子２２に接触する受熱部３１から一続きに設けることができる。そして、フレキシブル配線２４と干渉する側の第２の放熱板３２２は、フレキシブル配線２４を迂回するように撮像素子２１側から一続きに設けるか、第１の放熱板３２１から一続きに設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の撮像装置を内蔵するデジタルカメラを示す概要図。
【図２】図１中の撮像装置を入射側から見て示す分解斜視図。
【図３】図１中の撮像装置を基板側から見て示す分解斜視図。
【図４】図２中の撮像装置の光軸面に沿って示す断面図。
【図５】図４中のＦ５−Ｆ５線に沿って示す撮像装置の断面図。
【図６】図２中の放熱器の展開図。
【図７】図６中の放熱器を図２に示す状態に折曲げる途中を示す斜視図。
【図８】本発明に係る第２の実施形態の撮像装置を示す分解斜視図。
【図９】図８中の撮像装置を基板側から見て示す分解斜視図。
【図１０】図８中のＦ１０−Ｆ１０線に沿って示す撮像装置の断面図。
【図１１】図８中の放熱器の展開図。
【図１２】本発明に係る第３の実施形態の撮像装置を示す分解斜視図。
【図１３】図１２中の放熱器の展開図。
【図１４】本発明に係る第４の実施形態の撮像装置を示す分解斜視図。
【図１５】図１４中の撮像装置を基板側から見て示す分解斜視図。
【図１６】図１４中の撮像装置の光軸面に沿って示す断面図。
【図１７】図１６中のＦ１７−Ｆ１７線に沿って示す撮像装置の断面図。
【図１８】図１４中の放熱器の展開図。
【図１９】本発明に係る第５の実施形態の撮像装置を示す分解斜視図。
【図２０】図１９中の撮像装置を基板側から見て示す斜視図。
【図２１】図１９中の撮像装置の光軸面に沿って示す断面図。
【図２２】図２１中のＦ２２−Ｆ２２線に沿って示す撮像装置の断面図。
【図２３】図１９中の放熱器の展開図。
【図２４】本発明に係る第６の実施形態の撮像装置を一部断面にして示す斜視図。
【符号の説明】
【００７５】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ…撮像装置、１０…プリズムユニット（光学系）、１０ａ…レンズユニット（光学系）、１１…第１のプリズム（光学素子）、１２…田２のプリズム（光学素子）、２１…撮像素子、２２…半導体素子、２３…基板、２５…ケース、２５ａ…入射窓（入射部）、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ…放熱器、３１…受熱部、３２…放熱部、３２１…第１の放熱板、３２２…第２の放熱板、３３…熱伝達片、４０…断熱部材、α…光軸面、λ…光軸、λｉ…入射光軸、λ…射出光軸、Ｌ…レンズ（光学素子）。
【図１】
2007104212.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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