(57)【要約】【課題】  冷却装置を備えたカメラにおいて、例えばＴＦＴ側の高温の空気を撮像素子や周囲の電気素子が受けることで、撮像素子の画像劣化や電気素子への悪影響が考えられる。【解決手段】  常に低温側から高温側へ対流を起こすことで、効率的に冷却が可能。【選択図】  図１
2013105015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子（１０９）と前記撮像素子（１０９）と電気的に接続した第１の回路基板（１１０）と、前記第１の回路基板（１１０）の背面に設置した第２の回路基板（１１１）と、前記第２の回路基板（１１１）の背面に設置した表示部（１１９）とを有し、前記第２の回路基板（１１１）は空気を通気するための穴（１１２）を設け、前記第２の回路基板(１１１)と垂直方向に強制対流を起こすように前記第２の回路基板(１１１)の穴(１１２)部に冷却手段(１１３)を配置し、さらにカメラのモードを変更するモード選択手段を備えており、前記モード選択手段にて選択されたモードに応じて対流方向を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記モード選択手段により、撮影モードが選択されたならば、前記表示部（１１９）側から前記撮像素子（１０９）側へ強制対流がおこるように前記冷却手段（１１３）を制御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３】
前記モード選択手段により、再生モードが選択されたならば、前記撮像素子（１０９）側から前記表示部（１１９）側へ強制対流がおこるように前記冷却手段（１１３）を制御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４】
前記第２の回路基板（１１１）に防磁効果のある防磁手段（２０３，２０４）を前記冷却手段（１１３）を内包するように設置することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２の回路基板（１１１）に防磁効果のある前記防磁手段（２０３，２０４）を前記冷却手段（１１３）を内包する構成において、前記防磁手段（２０３，２０４）と前記撮像素子（１０９）及び前記表示部（１１９）を熱的に接触させる熱伝導部材（２０５，２０６）を備える事を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記防磁手段（２０３，２０４）の内側に放熱手段を設ける事を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像素子（１０９）と前記撮像素子（１０９）と電気的に接続した第１の回路基板（１１０）と、前記第１の回路基板（１１０）の背面に設置した第２の回路基板（１１１）と、前記第２の回路基板（１１１）の背面に設置した表示部（１１９）とを有し、前記第２の回路基板（１１１）は空気を通気するための穴（１１２）を設け、前記第２の回路基板(１１１)と垂直方向に強制対流を起こすように前記第２の回路基板(１１１)の穴(１１２)部に冷却手段(１１３)を配置するとともに、温度測定部を備え、測定結果により前記冷却手段（１１３）の駆動を制御することで、低温側から高温側へ流路を切り替える事を特徴とした撮像装置。
【請求項８】
単一の前記冷却手段（１１３）を用いて、電気的接続を切り替えることで、流路方向を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
同様の前記冷却手段（１１３）を複数備え、駆動制御させる装置を選択することで流路方向を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ等の撮像素子を備えるデジタルカメラ等の電子カメラは、撮影レンズを通過した光束を撮像素子で受光し、その光電変換出力に基づいて画像データを得る。そして、撮像素子は、タイミングジェネレータ素子や、撮像エンジンなどの各種電気素子を搭載した回路基板によって撮像動作が制御される。
【０００３】
ここで、回路基板は撮像素子に対して離れた位置に配置すると、電気的なノイズの影響を受けやすいため、撮像素子に対して近接させて配置することが望まれる。
【０００４】
一方、ＴＦＴなどの表示装置や回路基板に搭載されたタイミングジェネレータ素子、撮像エンジンなどの電気素子は、その連続的な動作に伴い発熱する発熱源となり、周囲温度を上昇させる。また、高画素化に伴い撮像素子自体の温度上昇も大きくなっている。
【０００５】
つまり、撮像素子自体の発熱だけではなく、各電気素子から発生した熱が撮像素子に伝わることで、伝熱や発熱によるノイズによって生じる画像劣化が問題になっている。
【０００６】
上記問題に対して、現状では撮像素子や各種電気素子から発生する熱を放熱シートなどの熱伝導部材を介して本体や外装に逃がしている。しかし近年では、高画素化や画像処理回路の高集積化、動画撮影機能の追加により発生する熱が増加しており、本体や外装への放熱だけでは自然冷却しきれず、熱ノイズ問題だけではなく、ユーザーが触れる外装部分の温度が上昇することで、ユーザーに不快感を与えてしまうという問題もある。また、更なる温度上昇を避けるために、連続駆動できないように機能を制限するなどの対策を行わなければならなかった。
【０００７】
この問題に対して、カメラ内部に強制冷却可能なファンを備えて、カメラ内部で発生する熱を強制的に排出する方法がとられている。例えば、特許文献１ではカメラ本体に吸気孔と排気孔を設けるとともに、強制冷却装置で基板を通る対流を発生させて強制冷却することで、カメラ内部の冷却を行っている。
【０００８】
特許文献２では、撮像素子を駆動する電気素子を実装した回路基板上に穴が設けられ、穴を介して基板の一方側から他方側へ空気を送風する空冷装置をそなえており、撮像素子の冷却を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−３３７１８号公報
【特許文献２】特開２０１１−３５７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、カメラ内部にファンを用いて基板上に実装された電気素子の冷却を行っているが、厚さ方向にスペースを必要とする。
【００１１】
上述の特許文献２に開示された従来技術では、基板により仕切られた空間において、基板に穴を設けてファンにより撮像素子及び電気素子の冷却を行っているが、常に一方向への対流である。
【００１２】
しかし、冷却効率を考慮すると常に低温側から吸気し高温側に排気する方が望ましいが、上記の構成では常に一方側が高温だとは限らず、条件によっては例えば撮像素子側が低温になることが考えられ、表示装置の高温の空気を撮像素子が受けることで更なる画像劣化などの影響が考えられる。
【００１３】
そこで本発明の目的は、省スペースな構成で冷却を行うとともに、常に低温側から高温側へ対流を起こすことで、効率的に撮像素子及び表示装置の冷却を可能にした撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、撮像素子（１０９）と前記撮像素子（１０９）と電気的に接続した第１の回路基板（１１０）と、前記第１の回路基板（１１０）の背面に設置した第２の回路基板（１１１）と、前記第２の回路基板（１１１）の背面に設置した表示部（１１９）とを有し、前記第２の回路基板（１１１）は空気を通気するための穴（１１２）を設け、前記第２の回路基板(１１１)と略垂直方向に強制対流を起こすように前記第２の回路基板(１１１)の穴(１１２)部に冷却手段(１１３)を配置するとともに、モード選択手段を備えており、
前記モード選択手段により、撮影モードが選択されたならば、前記表示部（１１９）側から前記撮像素子（１０９）側へ強制対流がおこるように前記冷却手段（１１３）を制御し、
前記モード選択手段により、再生モードが選択されたならば、前記撮像素子（１０９）側から前記表示部（１１９）側へ強制対流がおこるように前記冷却手段（１１３）を制御することを特徴とする撮像装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、省スペースな構成で強制冷却を行うとともに、低温側から高温側へ対流を起こすことで、効率的に撮像素子及びＴＦＴの冷却を可能にした撮像装置を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に関する、カメラの構成を示す概略図
【図２】本発明の実施形態に関する、カメラの光軸中心における上部から観た断面図
【図３】本発明の第１の実施形態に関する、カメラ内部の対流流路を示した断面図
【図４】本発明の第１の実施形態に関する、対流流路切り替え手段を示した概略図
【図５】本発明の第２の実施形態に関する、カメラ内部の対流流路を示した断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態に関する一眼レフレックスカメラ（以下、カメラ）の構成を示す概略図である。カメラ１００は、カメラボディ１０１及びカメラボディ１０１に交換可能に装着される撮影レンズ１０２を備えている。撮影レンズ１０２は、フォーカスレンズ１０３などの複数のレンズ（図示省略）、及び絞り（図示省略）等で構成されている。なお、撮影レンズ１０２は交換可能なものではなく、カメラボディ１０１と一体に固定されていてもよい。
【００１９】
カメラボディ１０１の内部にはメインミラー１０５及びサブミラー１０６が設けられている。メインミラー１０５は、撮影レンズ１０２を介して入射する被写体光の光路内に配置されるミラーダウン状態と、図１において時計方向に回転し撮影レンズ１０２から入射する被写体光の光路外に退避するミラーアップ状態になるように、選択的に高速動作可能なミラーである。サブミラー１０６は、撮影レンズ１０２を介して入射し、メインミラー１０５を透過した光を反射させ、焦点検出部１０７に導くミラー部材であり、メインミラー１０７の回転に連動して回転される。ここで、焦点検出部１０７は位相差ＡＦにより焦点検出を行う。
【００２０】
メインミラー１０５、サブミラー１０６後方には露光時間を調整するためのメカニカルシャッタ１０８が設けられている。メカニカルシャッタ１０８の後方にはＣＣＤやＣＭＯＳ等により構成される撮像素子１０９が設けられており、撮像素子１０９は露光制御を行う第１の回路基板１１０と接続されており、撮像素子１０９は撮像面に結像された被写体像を画像信号に変換し出力する。
【００２１】
撮像素子１０９の後方には、画像処理やカメラシステムの制御を行う第２の回路基板１１１が配置され、第２の回路基板１１１は撮像素子１０９と対向した位置に穴１１２が設けられており、この穴１１２を介して空気が対流するように冷却装置１１３が取り付けられている。
【００２２】
カメラボディ１０１において、光学ファインダ部１０４は撮影レンズ１０２やメインミラー１０５を介して形成される被写体の光像を目視観察するための光学ファインダである。光学ファインダ部１０４は、メインミラー１０５で上方に反射した光により被写体像が形成される焦点板１１４、焦点板１１４に形成された被写体像を反転するペンタプリズム１１５、被写体輝度を測光する測光素子１１６、及び測光光学系１１７、被写体像を観察する接眼部１１８で構成されている。光学ファインダ部１０４には、フォーカスエリアに対応したエリアマークやその他の情報を供給し、観察者が接眼部１１８を介して撮影領域内で重畳的に視認可能とするための装置（図示省略）が設けられている。カメラ背面には撮影条件及び撮影画像などを確認するための表示部１１９が撮像素子１０９と対向するように設けられている。
【００２３】
なお、第１の回路基板１１０と第２の回路基板１１１にはカメラの画像処理やシステム制御を行う、ＣＰＵ，ＭＰＵ、ＡＧＴＧなど各種電気素子が実装されている。また、カメラ１００はモード選択手段を設けており、例えば静止画撮影・動画撮影を行う撮影モードと、表示部１１９に撮影画像を表示する再生モードとを備えている。
【００２４】
次に、図２を用いてカメラ内部の構成について詳しく説明する。図２は本発明の実施形態に関する、カメラ１００の光軸中心における上部から観た断面図である。
【００２５】
図２のように、カメラ１００の内部空間は、第２の回路基板１１１により、撮像素子１０９側の空間と表示部１１９側の空間とに仕切られている。また、撮像素子１０９と接続される第１の回路基板１１０及び、内部空間を仕切る第２の回路基板１１１には、各種電気素子２０１が実装されている。
【００２６】
また、カメラ１００には、グリップ部２００の逆側に空気を吸気・排気するための孔２０２が設けられている。
【００２７】
［実施例１］
図３は本発明の第１の実施形態に関する、カメラ内部の流路を示した断面図であり、図３を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図３（ａ）は撮影モード時のカメラ内部の空気の流れを示した断面図である。なお、撮影モードは静止画に限らず、動画でも良い。
【００２８】
撮影モードが選択されたならば、第２の回路基板１１１に実装された冷却装置１１３の駆動を制御して、表示部１１９側から撮像素子１０９側へ空気を送る。すなわち、吸気・排気孔２０２の一方から吸気された空気は表示部１１９側を通過しながら暖まった空気を移動させるとともに、冷却装置１１３により穴１１２を介して表示部１１９側から撮像素子１０９側へ送られる。そして、撮像素子１０９側を通過しながら高温の空気を奪い、吸気・排気孔２０２の他方から排気する
よって、常に表示部１１９側の低温の空気が撮像素子１０９側へ送られるため、効率良く冷却が可能となる。
【００２９】
一方、図３（ｂ）は再生モード時のカメラ内部の空気の流れを示した断面図である。再生モードが選択されたならば、第２の回路基板１１１に実装された冷却装置１１３の駆動を制御して、撮像素子１０９側から、表示部１０９側へ空気を送る。すなわち、吸気・排気孔２０２の一方から吸気された空気は撮像素子１１９側を通過しながら暖まった空気を移動させるとともに、冷却装置１１３により穴１１２を介して撮像素子１０９側から表示部１１９側へ送られる。そして、表示部１１９側を通過しながら高温の空気を奪い、吸気・排気孔２０２の他方から排気する。
【００３０】
よって、常に撮像素子１０９側の低温の空気が表示部１１９側へ送られるため、効率良く冷却が可能となる。
【００３１】
上記構成によれば、撮像素子１０９、表示部１１９の冷却だけでなく、第１の回路基板１１０、第２の回路基板１１１に実装される電気素子２０１の冷却も合わせて可能となる。
【００３２】
ここで、撮影モードから再生モードへ切り替えた直後は撮像素子１０９側の温度が高く、表示部１１９側の温度が低い、また反対に再生モードから撮影モードに切り替えた直後は表示部１１９側の温度が高く、撮像素子１０９側の温度が低い。よって、モード切り替え直後は流路を切り替えず、撮像素子１０９側及び表示部１１９側各々の温度を測定して、低温側から高温側に空気が流れるように流路を切り替えても良いし、所定の時間経過後流路を切り替えるようにしても良い。
【００３３】
また動画撮影や、Ｌｖ撮影は撮像素子１０９及び表示部１１９を同時に使用するため、撮影条件によってはどちら側が高温になるか分からない場合も出てくる可能性がある。そこで、カメラ内部に温度測定部を設け、測定結果より流路を切り替えても良い。
【００３４】
次に、図４は本発明の実施形態に関する、流路切り替え手段を示した概略図であるが、図４を用いて冷却装置１１３の駆動制御による流路の切り替え手段について、説明する。
【００３５】
図４（a）は単一の冷却装置を用いて流路を切り替える場合であるが、図４（a）のように、単一の冷却装置にて例えば、電気を流す向きを切り替えるなどして、流路を切り替えても良い。また、図４（b）のように複数の冷却装置を備え、流路の向きにより駆動する冷却装置を制御することで、流路を切り替えても良い。
【００３６】
［実施例２］
第１の回路基板１１０、及び第２の回路基板１１１に実装される電気素子２０１は電気的特性などを考慮すると防磁部材に内包する方が望ましい場合もある。そこで、次に電気素子２０１や冷却装置１１３を防磁部材内に内包する場合の構成について説明する。
【００３７】
図５は本発明の第２の実施形態に関する、防磁部材に冷却装置及び電気素子を内包する場合の、カメラ内部の流路を示した断面図である。図５において、第１の防磁部材２０３は第２の回路基板１１１において撮像素子１０９側の電気素子２０１を磁気シールドし、第２の防磁部材２０４は第２の回路基板１１１において、表示部１１９側の電気素子２０１を磁気シールドする。また、第１の熱伝導部材２０５は撮像素子１０９の熱を第１の防磁部材２０３に伝え、第２の熱伝導部材２０６は表示部１１９の熱を第２の防磁部材２０４に伝える。
【００３８】
まず、図５（ａ）は冷却装置１１３及び電気素子２０１が第１の防磁部材２０３、第２の防磁部材２０４内に内包される構成において、撮影モード選択時のカメラ内部の空気の流れを示した断面図である。
【００３９】
撮影モードが選択されたならば、第２の回路基板１１１に実装された冷却装置１１３の駆動を制御して、表示部１１９側から撮像素子１０９側へ空気を送る。すなわち、吸気・排気孔２０２の一方から吸気された空気は表示部１１９側を通過しながら暖まった空気を移動させるとともに、冷却装置１１３により穴１１２を介して表示部１１９側から撮像素子１０９側へ送られる。そして、撮像素子１０９側を通過しながら高温の空気を奪い、吸気・排気孔２０２の他方から排気する。
【００４０】
よって、常に表示部１１９側の低温の空気が撮像素子１０９側へ送られるため、効率的に冷却が可能となる。
【００４１】
一方、図５（ｂ）は冷却装置１１３及び電気素子２０１が第１の防磁部材２０３、第２の防磁部材２０４内に内包される構成において、再生モード選択時のカメラ内部の空気の流れを示した断面図である。
【００４２】
再生モードが選択されたならば、回路基板１１１に実装された冷却装置１１３の駆動を制御して、撮像素子１０９側から、表示部１１９側へ空気を送る。すなわち、吸気・排気孔２０２の一方から吸気された空気は撮像素子１０９側を通過しながら暖まった空気を移動させるとともに、冷却装置１１３により穴１１２を介して撮像素子１０９側から表示部１１９側へ送られる。そして、表示部１１９側を通過しながら高温の空気を奪い、吸気・排気孔２０２の他方から排気する。
【００４３】
よって、常に撮像素子１０９側の低温の空気が表示部１１９側へ送られるため、効率的に冷却が可能となる。
【００４４】
ここで、撮像素子１０９と第１の防磁部材２０３は第１の熱伝導部材２０５を介して、表示部１１９と第２の防磁部材２０４は第２の熱伝導部材２０６を介して、それぞれ熱的に接触しているので、撮像素子１０９と表示部１１９の冷却も可能となる。
【００４５】
また、第１の防磁部材２０３，第２の防磁部材２０４の内側にフィンや放射率の高い部材を設けて放熱性を高めてもよい。
【００４６】
これまで、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１００・・・カメラ
１０１・・・カメラボディ
１０２・・・撮影レンズ
１０３・・・フォーカスレンズ
１０４・・・光学ファインダ
１０５・・・メインミラー
１０６・・・サブミラー
１０７・・・焦点検出部
１０８・・・シャッタ
１０９・・・撮像素子
１１０・・・第１の回路基板
１１１・・・第２の回路基板
１１２・・・穴
１１３・・・冷却装置
１１４・・・焦点板
１１５・・・ペンタプリズム
１１６・・・測光素子
１１７・・・測光光学系
１１８・・・接眼部
１１９・・・表示部
２００・・・グリップ部
２０１・・・電気素子
２０２・・・吸気・排気孔
２０３・・・第１の防磁部材
２０４・・・第２の防磁部材
２０５・・・第１の熱伝導部材
２０６・・・第２の熱伝導部材
【図１】
2013105015.tif 000003
【図２】
2013105015.tif 000004
【図３】
2013105015.tif 000005
【図４】
2013105015.tif 000006
【図５】
2013105015.tif 000007