(57)【要約】【課題】撮像装置の過熱を防ぎ、バッテリの消耗を低減する。【解決手段】レンズユニット４は、ＣＣＤイメージセンサ２０、ＣＣＤイメージセンサ２０に給電を行うバッテリ５３等を備え、カメラボディに装着される。ＣＣＤイメージセンサ２０は第１回路基板４７、絶縁シート４９を介して第１熱伝導体５１の一端５１ａに取り付けられている。第１熱伝導体５１の他端５１ｂは折り曲げられて鏡筒本体４ａの外周に露呈している。ＣＣＤイメージセンサ２０からの信号を処理する集積回路装置６４は絶縁シート６９を介して第２熱伝導体５７の一端５７ａに取り付けられ、第２熱伝導体５７の他端５７ｂはバッテリ収容室５５内に露呈している。これにより、ＣＣＤイメージセンサ２０で発生した熱は外部に放出され、集積回路装置６４の熱はバッテリ収容室５５に放出されて、撮影装置の過熱を防ぐとともにバッテリの消耗を低減することができる。【選択図】図２
2007310012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズからの被写体光を画像信号に変換する撮像装置と、前記撮像装置からの前記画像信号を処理する回路装置と、前記回路装置及び前記撮像装置に駆動電力を供給するバッテリとを鏡筒本体に備え、カメラボディに着脱自在に装着されるレンズユニットにおいて、
一端部が前記撮像装置に取り付けられ、他端部が前記鏡筒本体の外周に露呈した第１の熱伝導体と、
一端部が前記回路装置に取り付けられ、他端部が前記バッテリを収容する収容部に配置された第２の熱伝導体とを設けたことを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
前記第１、第２の熱伝導体を樹脂製の前記鏡筒本体と一体に形成した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】
前記第１、第２の熱伝導体を、アルミダイキャストで形成したことを特徴とする請求項１または２記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記第１、第２の熱伝導体を、ヒートパイプで形成したことを特徴とする請求項１または２記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記第１、第２の熱伝導体を、グラファイトで形成したことを特徴とする請求項１または２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、撮像素子を備え、カメラボディに着脱自在なレンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮影レンズからの被写体光を撮像装置によって電気信号に変換し、電気信号を処理して形成された画像データをメモリカード等の記録媒体に記録するデジタルカメラが知られている。近年では、撮像装置が有するイメージセンサの高画素化や、電子回路の高集積化が進み、これに伴いイメージセンサや集積回路で発生する熱が問題となることがあった。イメージセンサから熱が除去されない場合、イメージセンサからの画像信号にノイズが混入して画像のクオリティが損なわれてしまうことがある。このような問題を解消するためにイメージセンサで発生した熱や、デジタルカメラ内部の熱を除去する方法が既に考案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
一方、イメージセンサの小型化や低価格化が進んできていることから、レンズユニット内にイメージセンサを備えたレンズユニットと、このレンズユニットを着脱自在に装着するカメラボディとからなるデジタルカメラが検討されている。このようなデジタルカメラではカメラボディに装着されたレンズユニットから伝送される画像データを処理して記録媒体に画像データを記録しており、複数のレンズユニットを使い分けることが可能となっていた。
【特許文献１】特開２０００―０３２３０７号公報
【特許文献２】特開２００３−０４６８２８号公報
【特許文献３】特開２００４−２４８１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記レンズユニットでも、イメージセンサの発熱により画像のクオリティが損なわれてしまうことがあった。また、レンズユニットはイメージセンサを駆動させるためにバッテリを備えており、バッテリの温度が低いと電力の供給機能が低下し、このため動作不良などが発生してしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、イメージセンサの温度上昇を抑えるとともに、バッテリを暖められ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のレンズユニットは、撮影レンズからの被写体光を画像信号に変換する撮像装置と、撮像装置からの画像信号を処理する回路装置と、回路装置及び撮像装置に駆動電力を供給するバッテリとを鏡筒本体に備え、カメラボディに着脱自在に装着されるレンズユニットにおいて、一端部が前記撮像装置と接触し、他端部が鏡筒本体の外周に露呈した第１の熱伝導体と、一端部が回路装置と接触し、他端部がバッテリを収容する収容部に配置された第２の熱伝導体とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、第１、第２の熱伝導体を樹脂製の鏡筒本体と一体に形成したことを特徴とする。
【０００８】
また、第１、第２の熱伝導体は、アルミダイキャスト、ヒートパイプ、グラファイトのうちいずれかで形成することが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のレンズユニットによれば、撮影レンズと、この撮影レンズからの被写体光を電気信号に光電変換するイメージセンサと、イメージセンサに電力を供給するバッテリとを備え、カメラボディに着脱自在に装着されるレンズユニットにおいて、一端にイメージセンサを備え、他端が鏡筒本体の外周に配置された第１の熱伝導体と、一端に前記イメージセンサからの画像信号を処理する回路装置を備え、他端がバッテリを収容するバッテリ収容室に配置された第２の熱伝導体とを設けたことにより、イメージセンサで発生した熱が第１の熱伝導体を介して外部に放出され、また、回路装置で発生した熱が第２の熱伝導体を介してバッテリに伝わる。これにより、イメージセンサの温度上昇を抑えるとともに、バッテリを暖められるレンズユニットを提供することができる。
【００１０】
また、第１、第２の熱伝導体を樹脂製の鏡筒本体と一体に形成したことにより、レンズユニットの製造工程数が減り、レンズユニットの組み立てが簡単になり、かつ撮像装置及び回路装置を確実に絶縁できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のレンズユニットについて図１を用いて説明する。デジタルカメラ２は、カメラボディ３とレンズユニット４とからなり、レンズユニット４はカメラボディに着脱自在に装着されている。
【００１２】
レンズユニット４の後部には、レンズユニット側マウント部５が設けられている。レンズユニット側マウント部５には、バヨネット爪６が形成されており、このバヨネット爪６には接続端子７が設けられている。カメラボディ３の前部には、カメラボディ側マウント部８が設けられている。カメラボディ側マウント部８には、バヨネット溝９が形成されている。
【００１３】
レンズユニット４のカメラボディ３への装着は、バヨネット爪６をバヨネット溝９に合わせた状態で、レンズユニット４をカメラボディ３に対して押し込みながら回転させることでなされる。この際、カメラボディ側マウント部８のロックピン１０がレンズユニット側マウント部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ユニット側マウント部５の接続端子７がカメラボディ側マウント部８の接続端子に接続される。鏡筒本体４ａの外周には後述するバッテリ収容室を開閉するめの蓋１７が設けられている。
【００１４】
カメラボディ側マウント部８には、前方向に向けてバネ付勢されたマウント蓋１２が設けられている。このマウント蓋１２は、レンズユニット４の装着時には、レンズユニット側マウント部５によって後方向に押し込まれる。マウント蓋１２は、レンズユニット４の非装着時にカメラボディ３の内部へ塵埃が侵入することを防止している。
【００１５】
カメラボディ側マウント部８には、ロックピン１０と連動するロック解除ボタン１３が設けられている。ロック解除ボタン１３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、押圧されると、ロックピン１０を後方向に移動させてロックを解除する。
【００１６】
また、カメラボディ３の前面には、ストロボ光を照射する発光部１４が設けられている。カメラボディ３の上面には、撮影時に押圧操作される撮影ボタン１５と、デジタルカメラ２のモードを切り替えるときに操作されるモードダイヤル１６とが設けられている。カメラボディ３の後面には、撮影画像や各種設定条件が表示される液晶パネルが設けられている。
【００１７】
図２に示すように、レンズユニット４には、鏡筒本体４ａ、撮影レンズを構成する第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４、第２〜第４レンズ群Ｇ２〜Ｇ４をそれぞれ保持する各レンズホルダ４２〜４４、アイリスユニット４６等が備えられている。第１レンズ群Ｇ１は鏡筒本体４ａに固定されている。第１レンズ群Ｇ１の像面側には第２レンズ群Ｇ２が配置され、第２レンズ群Ｇ２は光軸方向に移動自在なようにレンズホルダ４２によって保持されている。第２レンズ群Ｇ２の像面側には第３レンズ群Ｇ３が配置され、第３レンズ群G３はレンズホルダ４３によって固定されている。第３レンズ群Ｇ３の像面側には第４レンズ群Ｇ４が配置され、第４レンズ群Ｇ４はレンズホルダ４４によって光軸方向に移動自在に保持されている。第４レンズ群Ｇ４の像面側には撮像装置が配置され、撮像装置はＣＣＤイメージセンサ２０、第１回路基板４７、及び絶縁シート４７から構成されている。第２、第４レンズ群Ｇ２，Ｇ４を保持するレンズホルダ４２、４４はガイドロッド３３、３４が回転することによって光軸方向に移動し、ガイドロッド３３、３４はステッピングモータによって回転される。
【００１８】
ＣＣＤイメージセンサ２０の前面には受光面が形成され、ＣＣＤイメージセンサ２０の底面は板状に形成された第１回路基板４７に接合されている。第１回路基板４７の裏面には絶縁シート４９の一方の面が貼り付けられ、絶縁シート４９の他方の面はアルミダイキャスト製の第１熱伝導体５１に貼り付けられている。第１熱伝導体５１は、板状に形成された一端５１ａに絶縁シート４９が取り付けられ、他端５１ｂ側は折り曲げられて鏡筒本体４ａの外周に露呈している。これにより、ＣＣＤイメージセンサ２０で発生した熱が第１熱伝導体５１の他端５１ｂから放出されるようになる。
【００１９】
ＣＣＤイメージセンサ２０の後方にはＣＣＤイメージセンサ２０からの画像信号を処理してデジタル化されたＲＡＷデータを形成する画像処理ユニット６０を備えている。画像処理ユニット６０は、第２回路基板６２、集積回路装置６４などから構成され、第２回路基板６２はフレキシブルプリント基板６７によって第１回路基板４７に接続されている。第２回路基板６２上には集積回路装置６４の底面が取り付けられ、集積回路装置６４の端子が第２回路基板６２に形成された回路にハンダ付けされている。集積回路装置６４の上面には絶縁シート６９の一方の面が貼り付けられている。第２熱伝導体５７はアルミダイキャストからなりその一端５７ａは板状に形成されており、絶縁シート６９の他方の面は第２熱伝導体５７の一端５７ａに貼り付けられている。
【００２０】
ＣＣＤイメージセンサ２０の下方にはバッテリ５３が備えられ、バッテリ５３はバッテリ収容室５５内に収容されている。バッテリ収容室５５内は第２熱伝導体５７の他端５７ｂがバッテリ５３と接触可能なように露呈している。第２熱伝導体５７の他端５７bは、例えば、鏡筒本体４ａの側面に開口を有するように器状に形成されている。集積回路装置６４は駆動の開始から次第に発熱し、この熱が第２熱伝導体５７の他端５７ｂからバッテリ収容室５５に放出され、バッテリ５３が暖められる。これにより、外気が低い場合などでもバッテリ５３の電力供給機能が維持される。
【００２１】
第２回路基板６２の端部には接続端子７が設けられ、バヨネット爪６の一部を構成している。これにより、バヨネット爪６がカメラボディ３のマウント部８に装着されたときに接続端子７がマウント部８に備えられた接続端子に接触して、カメラボディ３側に電気的に接続される。
【００２２】
図３に示すように、レンズユニット４には、ＣＣＤイメージセンサ２０、アナログ信号処理回路７０、タイミングジェネレータ（ＴＧと省略する）７２、ＳＤＲＡＭ７４、デジタル処理回路７６、シリアルドライバ７７、バッテリ制御回路７８、ＣＰＵ８０、モータドライバ８２、ＲＯＭ等が設けられている。
【００２３】
第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４からの被写体光を光電変換によって電気的な画素信号に変換するＣＣＤイメージセンサ２０は、ＴＧ７２から供給される駆動パルスによって駆動が制御されている。アナログ信号処理回路７０には、相関二重サンプリング回路、増幅8回路、Ａ／Ｄ変換回路等が含まれている。相関二重サンプリング回路で画素信号はＣＣＤイメージセンサ２０のセルごとのＲＧＢアナログ信号に変換され、ＲＧＢアナログ信号は増幅回路で増幅される。ＲＧＢアナログ信号はＡ／Ｄ変換回路でデジタル化されて１画素当たり１２ビットのＲＡＷデータが形成される。形成されたＲＡＷデータはＳＤＲＡＭ７４に一時的に格納される。
【００２４】
デジタル処理回路７６では、ＳＤＲＡＭ７４から読み出された１画面分のＲＡＷデータが圧縮処理されて１画素当たり８ビットの輝度色差データ（以降、ＹＣデータという）が形成される。形成されたＹＣデータはＳＤＡＲＭ７４に一時的に記憶される。
【００２５】
シリアルドライバ７７はレンズユニット４がカメラボディ３にマウントされているときに、接点群を介して行われるデータ通信を制御する。ＳＤＲＡＭ７４に格納されたＹＣデータはシリアルドライバ７７介してカメラボディ３側に送信される。
【００２６】
ＲＯＭは、例えば、不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）で構成され、レンズユニット４の型式を示す形式データ、レンズユニット４のシリアルナンバーを示すシリアルナンバーデータ、各種プログラム等が記憶されている。
【００２７】
バッテリ制御回路７８は、各部に供給する電力を管理している。モータドライバ８２は第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４を光軸方向に移動させるときに作動するモーとの駆動を制御しており、各モータの駆動はバッテリ５３からの供給電力によって作動する。
【００２８】
カメラボディ３には、ストロボ制御回路８３、表示制御回路８４、ＣＰＵ８６、ＲＯＭ８７、ＳＤＲＡＭ８９、メディアコントローラ９０、デジタル処理回路９２、圧縮処理回路９４、シリアルドライバ９６、マウント検知回路９８等が備えられている。
【００２９】
ＲＯＭ８７は、例えば不揮発性のフラッシュメモリで構成され、カメラボディ３を制御するための各種プログラムを格納しており、ＣＰＵ８６は適宜ＲＯＭ８７から適当なプログラムを読み出して実行する。なお、ＣＰＵ８６はその他に、記録メディア１８へのデータの書き込み及び記録メディア１８からのデータの読み出しを制御するメディアコントローラ９０の制御、液晶パネル１９の駆動を制御する表示制御回路８４の管制等も行っている。
【００３０】
表示制御回路５４は、液晶パネル１９に画像を表示する。例えば、モードダイヤル１３が撮影モードにセットされているときには、被写体画像が所定のフレームレートで間欠的に更新されるスルー画像を液晶パネル１９に表示させる。
【００３１】
ＣＰＵ８６は、レンズユニットのＲＯＭにアクセスしてデータを読み出し、読み出されたデータをＳＤＲＡＭ８９に一時的に記憶させる。例えば、レンズユニット４がカメラボディ３に装着されると、ＣＰＵ８６はレンズユニット４側からレンズユニット４の型式、シリアルナンバーデータを読み出す。ＲＯＭ９５から読み出されたデータはカメラボディ３のＳＤＲＡＭ８９に書き込まれ、レンズユニット４の形式、シリアルナンバー等が登録され、これによって複数のレンズユニット４を使い分けることが可能となる。
【００３２】
マウント検知回路９８は、レンズユニット４のバッテリ電圧を検出しており、電圧が検知されたときにはレンズユニット４がカメラボディ３に装着されていると判定し、電圧が検知されないときにはレンズユニット４がカメラボディ３から分離していると判定する。
【００３３】
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をカメラボディ３に装着すると、レンズユニット４とカメラボディ３とが電気的に接続される。カメラボディ３の電源スイッチ１９をオンにし、モードダイヤル１６を操作して撮影モードに設定すると、液晶パネル１９にはスルー画が表示され、撮影が可能な状態となる。撮影ボタン１５が押圧操作されると画像データの記録が実行される。
【００３４】
撮影モード中はＣＣＤイメージセンサ２０が絶えず駆動しているため、ＣＣＤイメージセンサ２０は発熱する。この熱は、第１熱伝導体５１の一端５１ａから他端５１ｂに伝達され、他端５１ｂから外部に放出される。これによって、ＣＣＤイメージセンサ２０の温度上昇が抑えられ、ノイズによる被写体画像の劣化を防止できる。また、集積回路装置６４は、撮影モード中ＣＣＤイメージセンサ２０から順次送られてくる画像信号を処理しているため発熱する。集積回路装置６４の熱は第２熱伝導体５７の一端５７ａから他端５７ｂに伝達され、第２熱伝導体５７の他端５７ｂからバッテリ収容室５５内に放出される。これにより、バッテリ５３が暖められるため、低温環境下での放電による給電性能の低下を抑えることができる。
【００３５】
なお、上記の実施形態では、レンズユニット４は、イメージセンサとしてＣＣＤを備えているが、本発明はこれに限定されず、ＣＭＯＳ型などの他種のイメージセンサを備えるレンズユニットにも適用可能である。
【００３６】
また、上記の実施形態ではアルミダイキャスト製の第１、第２熱伝導体を例示したが、本発明はこれに限らない。例えば、図４に示すように、第１、第２熱伝導体１００、１０２にヒートパイプを用いてもよい。ヒートパイプは、銅などの金属製中空パイプの内部を減圧して、少量の水や代替フロンなどの動作液（熱を伝達する液）を封入したものであって高い熱伝導率を有し、樹脂製の鏡筒本体４ａと一体に形成されている。第１熱伝導体１００の一端１００ａはＣＣＤイメージセンサの後側に位置し、他端１００ｂは鏡筒本体４ａの外周に露呈している。また、第２熱伝導体１０２の一端１０２ａは集積回路装置６４の前側に位置し、他端１０２ｂはバッテリ５３の下側に位置している。これにより、ＣＣＤイメージセンサ２０で発生した熱が第１熱伝導体１００を介して外部に放出されて、ＣＣＤイメージセンサ２０の過熱を防ぐことができる。また、集積回路装置６４で発生した熱が第２熱伝導体１０２を介してバッテリ５３に伝えられ、バッテリが暖められる。また、第１、第２熱伝導体１００、１０２が樹脂製の鏡筒本体４ａ内に一体に設けられているためＣＣＤイメージセンサ２０の取り付けや集積回路装置６４の取り付けに絶縁体を要せず、レンズユニット９９の製造工程の簡略化や製造コストの低減などが期待できる。なお、ここではヒートパイプからなる第１、第２熱伝導体を示したが、第１、第２熱伝導体として、グラファイトを用いてもよい。グラファイトは、熱伝導性に優れているため，これによってもＣＣＤイメージセンサの過熱を防ぐとともに、バッテリを暖めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】デジタルカメラを前から観察した外観斜視図である。
【図２】レンズユニットを、光軸を含む面で縦に切断した断面図である。
【図３】レンズユニット及びカメラボディの電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】鏡筒本体に第１、第２熱伝導体を一体形成したレンズユニットを光軸を含む面で縦に切断した断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２  デジタルカメラ
３  カメラボディ
４  レンズユニット
４ａ  鏡筒本体
２０  ＣＣＤイメージセンサ（撮像装置）
５１  第１熱伝導体（第１の熱伝導体）
５３  バッテリ
５７  第２熱伝導体（第２の熱伝導体）
６４  集積回路装置（回路装置）
９９  レンズユニット
１００  第１熱伝導体（第１の熱伝導体）
１０２  第２熱伝導体（第２の熱伝導体）
【図１】
2007310012.tif 000003
【図２】
2007310012.tif 000004
【図３】
2007310012.tif 000005
【図４】
2007310012.tif 000006