(57)【要約】【課題】電力を消費することなく異物の付着を防止する。【解決手段】撮像部１９は、熱源である撮像素子１８を備えている。撮像部１９と撮影レンズ１３との間には、暗箱１７が設けられている。暗箱１７には、熱シート３５が密着して設けられている。熱シート３５は、撮像素子１８で発生する熱を暗箱１７に伝熱する。伝暗箱１７の内壁には、内部に向けて突出する複数のフィン２６が形成されている。複数のフィン２６は、排熱することで暗箱１７内に熱対流を生じさせる。熱対流は、反時計方向に流れる対流となり、撮像部１９に向けて吹き付ける。これにより、電力を消費することなく、暗箱１７内に浮遊する異物等が撮像素子１８の前面に設けられた透過性基板３３に付着するのを防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筺体に内蔵した熱源で発生する熱を撮影レンズと撮像部との間に設けた光路覆い部に伝熱する伝熱部材と、
前記光路覆い部内に突出して設けられ、排熱することで前記光路覆い部内に熱対流を生じさせる放熱部材と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置において、
前記熱源は、前記撮像部に設けた固体撮像素子になっている、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の撮像装置において、
前記放熱部材は、複数のフィンで構成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３記載の撮像装置において、
前記フィンは、前記撮像部に向けて吹き付けるように熱対流を生じさせる、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記光路覆い部は、暗箱になっている、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５記載の撮像装置において、
前記複数のフィンは、前記暗箱の左右内壁に分けて形成されており、各フィンは、撮影光軸方向に長く、かつ撮影レンズ側よりも撮像部側を上に向けた傾斜姿勢で形成されている、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記光路覆い部は、レンズ鏡筒になっている、
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を用いたデジタルカメラでは、レンズ交換時に進入する塵埃や、部品の摩耗により発生する塵埃等の異物が、撮像素子の撮像面や、光学ローパスフィルタ、及び赤外カットフィルタ等の光学部材の表面等に付着し、撮影画像中に写り込んでしまうという問題がある。
【０００３】
そこで、可動（クリックリターン）ミラーを可動させる時に生じる空気流を利用してミラーボックス内に浮遊する異物等をミラーボックス外に逃がして異物が撮像面や、光学部材に付着してしまうことを防止するカメラが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７２２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のカメラでは、クリーニング操作を選択することに応答して、フォーカルプレーンシャッタを開き、その後可動ミラーを可動させるため、電力を多大に消費する。したがって、クリーニング操作を何回も行うと、バッテリーの消耗が早くなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電力を消費することなく異物等の付着を防止することができる撮像装置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】
【０００７】
本発明を例示する撮像装置では、筺体に内蔵した熱源で発生する熱を撮影レンズと撮像部との間の空間を覆う光路覆い部に伝熱する伝熱部材と、前記光路覆い部内に突出して設けられ排熱することで前記光路覆い部内に熱対流を生じさせる放熱部材と、を備えたものである。熱源としては、筺体に内蔵されている例えば、撮像部に設けた固体撮像素子、ＬＣＤ、及びバッテリー等である。光路覆い部としては、暗箱、又はレンズ鏡筒等である。
【０００８】
放熱部材は、複数のフィンで構成するのが好適である。光路覆い部を暗箱とする場合、複数のフィンとしては、暗箱の左右内壁に分けて形成するのが好適である。この場合、各フィンは、撮影光軸に板状に長く、かつ撮影レンズ側よりも撮像部側が上に向くように傾斜して形成してもよい。レンズ鏡筒の場合には、複数のフィンを周方向に設けるのが望ましい。熱対流としては、撮影レンズから撮像部に向けて吹き付ける熱対流が生じるように、フィンの位置、及び形状を考慮して形成するのが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、光路覆い部内に浮遊する異物等の撮像面や光学部材への付着防止を、光路覆い部内に設けた放熱部材の排熱により生じる熱対流によって防止することができるため、電力の消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の撮像装置を用いた電子カメラの要部を示す平面視断面図である。
【図２】電子カメラの要部を示す右側面視断面図である。
【図３】暗箱の要部を示す斜視図であり、一部を破断して示している。
【図４】撮像部を示す分解斜視図である。
【図５】撮像ユニットを示す分解斜視図である。
【図６】伝熱シートを示す展開図である。
【図７】撮像部を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を適用した電子カメラ１１は、図１に示すように、カメラボディ（筺体）１２と、撮影レンズ１３を有する交換レンズ１４とで構成されている。交換レンズ１４には、レンズマウント１５が設けられ、カメラボディ１２に設けたボディマウント１６に対して着脱自在に取り付けられる。カメラボディ１２には、暗箱（光路覆い部）１７と撮像部１９とが内蔵されている。暗箱１７は、撮影レンズ１３と撮像部１９との間に設けられている。暗箱１７の背後には、撮像部１９が固定されている。撮像部１９には、熱源となる固体撮像素子（以下「撮像素子」と称す）と、撮像素子１８で発生した熱を暗箱１７に伝熱する伝熱シート（伝熱部材）３５とが設けられている。伝熱シート３５は、前方に向けて折り返された暗箱接触部２０，２１を有し、暗箱接触部２０，２１が暗箱１７の外壁に接着されている。暗箱１７は、熱伝導性の高い性質（高熱伝導性）を有する材料で形成されている。なお、符号１３ａは、撮影光軸である。
【００１２】
暗箱１７は、撮影レンズ１３を透過した被写体光束を受光部１８ａに入射させるための撮影開口２２と、撮影レンズ１３と受光部１８ａとの間を遮光状態に保つ箱部２３とを備える。暗箱１７には、左・右内壁２４，２５に突出して複数のフィン（放熱部材）２６，２７が形成されている。複数のフィン２６，２７は、鉛直方向に列をなして設けられており、フィン２６，２７から放散される熱により生じる熱対流によって暗箱１７内に排熱する。暗箱１７からフィン２６，２７に伝導した熱は、フィン２６，２７の周囲に放散され、撮影光軸１３ａ方向、及び鉛直方向への熱対流を暗箱１７内に生じさせる。なお、暗箱１７とフィン２５，２６は、一体的に形成してもよいし、別々に形成して後からフィン２５，２６を暗箱１７に取り付ける構成としてもよい。
【００１３】
具体的には、フィン２６，２７は、高熱伝導性の性質を有する材料で撮影光軸１３ａの方向に長い板状で形成されている。複数のフィン２６，２７は、図１に示すように平面視において、暗箱１７内のうち撮影光軸１３ａを挟んだ右室では撮影レンズ１３から撮像部１９に向けて時計方向に流れる熱対流を、左室では撮影レンズ１３から撮像部１９に向けて反時計方向に流れる熱対流を、つまり、受光部１８ａに向けて吹き付ける熱対流をそれぞれ生じさせる。なお、熱対流の向きとしてはこの限りではなく、例えば熱対流(熱伝達)が大きい場合には、逆方向に対流するようにフィン２６，２７の形状、及び位置を考慮すればよい。
【００１４】
また、各フィン２６，２７は、詳しくは図２及び図３に示す右側面視において、撮影レンズ１３側（前側）よりも撮像部１９側（後側）が上になる傾斜姿勢で形成されており、暗箱１７内で反時計方向に流れる熱対流を生じさせる。これにより、フィン２６，２７は、暗箱１７内で排熱するときに熱対流を生じさせ、この熱対流によって、暗箱１７内に浮遊する異物等が受光部１８ａの前面に設けられた透過性基板３３に付着することを防止する。なお、暗箱１７の底面に開口を設けて、異物等を開口から暗箱１７外に熱対流を利用して逃がすようにしてもよい。
【００１５】
なお、暗箱１７の左・右内壁２４，２５、及び上・下内壁２８，２９には、内面反射を防止するために複数の溝３０が形成されている。複数の溝３０は、断面略Ｖ字状や櫛歯状に形成されている。このような凹凸構造により暗箱１７の内面の表面積が広くなるため、複数の溝３０は、フィン２６，２７とともに排熱の作用をなし、熱対流を促進させる。
【００１６】
撮像部１９は、図４に示すように、固定板３２、ガラス等の透過性基板３３を有する撮像ユニット３４、伝熱シート３５、及び押圧板３６で構成されている。
固定板３２は、高熱伝導性の性質を有する材料で横長矩形状に作られており、略中央に配されており撮像用の開口３７と、複数の取付穴３８とが形成されている。開口３７の背面側の周縁には、一段凹んだ段差面３９が形成されており、段差面３９には、透過性基板３３が背面から嵌め込まれる。段差面３９は、透過性基板３３の前方への抜け止めと、上下左右での位置決めとの作用をなす。複数の取付穴３８は、暗箱１７に位置決めして取り付けるための穴である。
【００１７】
撮像ユニット３４は、撮像素子１８、透過性基板３３、及び一対のフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ(Flexible Printed Circuits)）４１，４２等で構成されている。
透過性基板３３には、詳しくは図５に示すように、裏面に左右（水平方向）に分けて複数の導体パターン４４がそれぞれ形成されている。左右にある導体パターン４４の列は、受光部１８ａに入射する被写体光束を遮らない領域に形成されている。
【００１８】
撮像素子１８は、ＣＣＤ、又はＣＭＯＳ型等で構成されている。具体的には、撮像素子１８は、シリコン基板等のサブストレートの表面に、被写体光を受光する受光部１８ａと、撮像機能に必要な各種回路を含む機能部(図示なし)と、機能部と電気的に接続された複数の電極４６とを備えるベアチップ状態の半導体素子である。
【００１９】
受光部１８ａは、２次元的に配置される複数の画素、マイクロレンズ、及びカラーフィルタ等を用いて実現される。受光部１８ａは、撮影レンズ１３と透過性基板３３とを含む撮影光学系を介して結像される被写体光を受光し、この受光した光を光電変換処理する。
機能部は、受光部１８ａの外側に形成され、ドライバ回路等の撮像機能の実現に必要な各種回路を含む。かかる機能部は、受光部１８ａによって光電変換処理された信号をもとに被写体の画像信号を生成する。複数の電極４６は、受光部１８ａ、及び機能部の外側周辺、すなわち、被写体光束を遮らない左右の領域に形成されている。
【００２０】
撮像素子１８は、各電極４６に設けたバンプを介して透過性基板３３の導体パターン４４のうち、一端に設けた複数の電極４７にフリップチップ実装される。また、複数の導体パターン４４のうち、他端の電極４８には、異方性導電膜を介してＦＰＣ４１，４２の一端に設けた複数の電極４９がそれぞれ接続される。
【００２１】
一対のＦＰＣ４１，４２は、透過性基板３３に対して一端４１ａ，４２ａが電気的な接続がなされた状態で、他端４１ｂ，４２ｂが左右両側に突出して配されている。この結果、一対のＦＰＣ４１，４２は、機能部によって生成された画像信号を、種々の画像処理を施す画像処理回路に送出するとともに、ドライバ回路等を制御するための制御信号等を機能部に伝送する。
【００２２】
伝熱シート３５は、高熱伝導性と導電性の高い性質（高導電性）とを有する材料でシート状に形成されている。具体的には、伝熱シート３５は、詳しくは図６に示すように、シートの略中心に配される素子接触部５１、素子接触部５１の左右両側に延ばして配される左・右ＦＰＣシールド部５２，５３、及び、左・右ＦＰＣシールド部５２，５３に対して上・下に延びて配される上下暗箱接触部５４〜５７で構成されている。また、上下暗箱接触部５４〜５７には、左右に延びた左右暗箱接触部２０，２１，５８，５９が設けられている。素子接触部５１は、撮像素子１８の背面に接着剤により接着される。
【００２３】
左・右ＦＰＣシールド部５２，５３は、左・右ＦＰＣ４１，４２を背面から覆ってＦＰＣ４１，４２に電磁シールド性能を付与する。なお、左・右ＦＰＣシールド部５２，５３をＦＰＣ４１，４２の背面に接着剤で接着してもよい。８つの暗箱接触部２０，２１，５４〜５９は、同図に示す点線の位置で前方に向けて折り返されて、暗箱１７の外壁に接着剤により接着される。接着剤としては、高熱伝導性と高導電性とを有するものを使用すればよい。
【００２４】
伝熱シート３５は、伝熱性と電磁シールド性とが高い性質を持つ材料、例えばカーボングラファイト等の複合材料、銅箔やアルミ箔等の材料のものを用いるのが好適である。
押圧板３６は、図７に示すように、両端が固定板３２に固定され、これらの間に設けた押圧部６０で素子接触部５１を介して撮像素子１８を固定板３２に向けて押圧する。これにより、撮像ユニット３４は、固定板３２の開口３７から抜け出ることが防止される。この押圧板３６としては、高放熱性と高導電性との性質を持つ材料で形成するのが望ましい。なお、押圧板３６で伝熱シート３５を撮像素子１８に押し付けているので、素子接触部５１と撮像素子１８の背面とを接着剤で接着しなくてもよい。逆に、素子接触部５１と撮像素子１８の背面とを接着剤で接着する場合には、押圧板３６を省略してもよい。
【００２５】
ここで、本実施形態の製造方法について簡単に説明する。まず、導体パターン４４を透過性基板３３の裏面左右に印刷工法等により形成する。その後、撮像素子１８の表面左右にある複数の電極４６のそれぞれにバンプを設ける。そして、撮像素子１８の各バンプを、透過性基板３３の導体パターン４４の一端に設けた各電極４７にフリップチップ接続して、撮像素子１８を透過性基板３３に固定する。その後、ＦＰＣ４１，４２の一端４１ａ，４２ａに設けた複数の電極４９を導体パターン４４の他端にある複数の電極４８に異方性導電膜、例えば異方性導電接着フィルムにより接続する。これにより、撮影光軸１３ａに直交する姿勢で配置される透過性基板３３の背面から左右に、一対のＦＰＣ４１，４２の他端４１ｂ，４２ｂが各々延びた形態で撮像ユニット３４が完成する。
【００２６】
完成した撮像ユニット３４は、固定板３２に設けた開口３７に透過性基板３３を嵌め込み、開口３７の段差面３９に透過性基板３３の前面周縁を当接させる。その後、伝熱シート３５を撮像ユニット３４の背後から被せる。このとき、要部である素子接触部５１を撮像素子１８の裏面に合わせ、そして、左・右ＦＰＣシールド部５２，５３で左・右のＦＰＣ４１，４２の背面を覆うように被せる。そして、８つの暗箱接触部２０，２１，５４〜５９を前面に向けて折り返す。そして、押圧板３６を螺子等の固着手段により固着することで撮像部１９が完成する。なお、素子接触部４１には、事前に接着剤が塗布されており、よって、素子接触部４１が撮像素子１８の裏面にそれぞれ接着される。
【００２７】
完成した撮像部１９は、図１で説明した暗箱１７に固定され、その後、一対のＦＰＣ４１，４２の他端４１ｂ，４２ｂを、予め決められたコネクト部（図示なし）に接続する。最後に、暗箱接触部２０，２１，５４〜５９に接着剤を塗布して、暗箱接触部２０，２１，５４〜５９を暗箱１７の外壁に接着する。これにより、伝熱シート３５は、ＦＰＣ４１，４２に対してシールド効果を付与しながら、撮像素子１８で生じる熱を暗箱１７に伝熱する。そして、フィン２６，２７は、暗箱１７内に排熱することで熱対流を生じさせ、暗箱１７内に浮遊する異物等が透過性基板３３に付着することを防止する。
【００２８】
上記実施形態では、暗箱１７の左・右内壁に複数のフィンを設けているが、本発明ではこれに限らず、暗箱１７の左・右内壁に加えて、上・下内壁の一方、又は両方にフィンを設けてもよい。また、暗箱１７の左・右内壁のフィンを省略して、上・下内壁の一方、又は両方にのみフィンを設けてもよい。
上記各実施形態では、伝熱シート３５を暗箱１７の上下左右の外壁にそれぞれ接着しているが、本発明では上下左右の外壁のうちの一部の外壁のみに接着するようにしてもよい。
【００２９】
上記各実施形態では、熱源を撮像素子１８としているが、本発明ではこれに限らず、例えばフォトダイオード等の光電変換素子としてもよい。また、撮像部１９以外のＬＣＤやその駆動回路、バッテリー、メモリチップ等としてもよい。
上記各実施形態では、シート状の伝熱部材を用いているが、本発明ではシート状に限らず、高導電性の性質を有する袋部材に、高伝熱性を有するゲル状媒体を内包した伝熱部材等を利用してもよい。
【００３０】
本発明では、上記実施形態で説明した撮像部１９の前にフォーカルプレーンシャッタ等のメカ式のシャッタを備えた撮像装置としてもよい。
また、暗箱の内部に、クイックリターンミラーを備えた電子カメラとしてもよい。この場合には、熱対流に加えて、クリックリターンミラーの可動により生じる空気流を利用することができるため、暗箱（ミラーボックス）内に浮遊する異物等が透過性基板３３や受光部１８ａに付着することを、さらに防止することができる。
【００３１】
上記各実施形態では、暗箱１７内に放熱部材を設けているが、交換レンズ１４の内部に設けてもよい。また、交換できない撮影レンズの場合には、レンズ鏡筒の内壁に設ければよい。いずれの場合にも、フィンは、レンズ鏡筒の内壁に周方向に沿って複数設けるのが望ましい。勿論、被写体光束を遮らない高さで設ければよい。位置としては、最も撮像部１９寄りに設けるのが望ましい。
【００３２】
また、レンズ鏡筒の一部、又は全部を高伝熱性の高い材料で形成して暗箱１７から熱を吸熱し、レンズ鏡筒の内壁に設けたフィンで排熱することで、レンズ鏡筒内に熱対流を生じさる。これによれば、暗箱１７に浮遊する異物等が透過性基板３３等の光学部材に付着することを防止することに加えて、レンズ鏡筒内に浮遊する異物等が撮影レンズに付着することも防止することができる。
【００３３】
本発明の撮像装置は、電子カメラに限らず、メモリーカードやハードディスクに映像音声を録画する機能が付いたビデオカメラや、カメラ付き携帯電話機等でもよい。また、電子顕微鏡装置に用いられる撮像装置としてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１１  電子カメラ
１７  暗箱
１８  固体撮像素子
１９  撮像部
１３ａ  撮影光軸
２５，２６  フィン
３２  固定板
３４  撮像ユニット
３５  伝熱シート
３６  押圧板
４１，４２  ＦＰＣ
【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】
2013172167.tif 000008
【図７】
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