特開 2022-137975 撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022137975

(43)【公開日】2022-09-22

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/55 20210101AFI20220914BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20220914BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20220914BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20220914BHJP

【ＦＩ】

G03B17/55

G03B17/02

H04N5/225 100

H04N5/232 480

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021037727

(22)【出願日】2021-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 貴文

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 健太郎

【テーマコード（参考）】

2H100

2H104

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H100EE00

2H104CC00

5C122EA03

5C122EA41

5C122GE07

5C122GE11

(57)【要約】

【課題】光軸と直交する方向に移動可能な撮像素子で発生する熱を効率よく放熱することが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置（５００）は、固定ユニット（１１ｃ）と、固定ユニットに対して移動可能な可動ユニット（１１ｂ）とを有する撮像素子部（１１）と、空気の流路を形成するダクト部（５１０）とを有し、可動ユニットは、撮像素子（１１ａ）と熱交換部材（５２１）とを有し、熱交換部材の少なくとも一部は、ダクト部の開口部（５１２ａ）からダクト部の内部に挿入されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定ユニットと、前記固定ユニットに対して移動可能な可動ユニットとを有する撮像素子部と、
空気の流路を形成するダクト部と、を有し、
前記可動ユニットは、撮像素子と熱交換部材とを有し、
前記熱交換部材の少なくとも一部は、前記ダクト部の開口部から前記ダクト部の内部に挿入されていることを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記熱交換部材は、前記撮像素子で発生した熱を伝達するように構成されてい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】

前記可動ユニットは、第１の遮蔽部材を有し、
前記第１の遮蔽部材は、前記ダクト部の前記開口部において前記ダクト部の内部空間から外部空間への流路を封止することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記第１の遮蔽部材は、前記熱交換部材の周囲を囲っており、前記可動ユニットが移動した場合でも、前記ダクト部の内部空間から外部空間への流路を封止するように構成されていること特徴とする請求項３に記載の撮像装置。

【請求項5】

前記第１の遮蔽部材は、円形状であることを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記固定ユニットは、前記第１の遮蔽部材と摺動し、前記ダクト部の前記開口部において前記ダクト部の内部空間から外部空間への流路を封止する第２の遮蔽部材を有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記第２の遮蔽部材は、前記熱交換部材が貫通する第２の開口部を有し、
前記第２の開口部は、円形状であることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。

【請求項8】

前記固定ユニットは、前記ダクト部の内部空間から外部空間への流路を封止する弾性部を備えた緩衝部材を有し、
前記弾性部は、前記熱交換部材の周囲を囲いながら前記ダクト部に押圧されることで、前記ダクト部の前記内部空間から前記外部空間への前記流路を封止することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の撮像装置。

【請求項9】

制御部を備えたメイン基板を更に有し、
前記ダクト部の少なくとも一部は、前記撮像素子部および前記メイン基板のそれぞれと光軸方向において重なっており、前記撮像素子部と前記メイン基板との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の撮像装置。

【請求項10】

前記ダクト部は、放熱部を有し、
前記放熱部は、前記メイン基板から前記撮像素子部へ向かって突出した、前記ダクト部の内部空間の気流に沿った複数のリブ形状を有し、
前記放熱部は、前記熱交換部材の可動範囲外に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。

【請求項11】

前記ダクト部の内部に挿入された前記熱交換部材の少なくとも一部は、円筒形状であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の撮像装置。

【請求項12】

前記熱交換部材のうち、前記ダクト部の内部に挿入されていない前記熱交換部材の少なくとも一部は、前記ダクト部の内部空間の気流に沿ったリブ形状であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の撮像装置。

【請求項13】

前記熱交換部材は、光軸を含む第１の領域において光軸方向に延伸した第１の長さを有し、前記第１の領域よりも前記光軸から離れた第２の領域において前記光軸方向に延伸した第２の長さを有し、
前記第１の長さは、前記第２の長さよりも長いことを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の撮像装置。

【請求項14】

前記可動ユニットは、像ぶれを補正するために光軸と直交する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一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、撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、画質の向上を図るため、撮像素子を光軸と直交する方向に移動させて、像ぶれを光学的に補正する撮像装置が知られている。撮像素子は、像ぶれ補正の駆動や、連写撮影、動画撮影などの際に、撮像素子で発生する熱が画質に影響を及ぼすため、十分な放熱性が求められる。

【0003】

特許文献１には、撮像素子を有する素子ユニットの背面にグラファイトシート等の放熱シートを貼り付けて放熱性を高めた撮像装置が開示されている。このような構成により、光軸と直交する方向への撮像素子の移動負荷を軽減させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－０２８９４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された構成において、撮像素子で発生する熱の放熱量は、撮像素子に接続された放熱シートの厚みおよび幅により決定される。近年、撮像装置の動画性能の向上により、撮像素子の発熱量が増加している。このため、特許文献１に開示された構成では、撮像素子の発熱量を十分に放熱することが難しく、撮像素子の温度上昇を解消することができない可能性がある。一方、放熱量を増加させるために放熱シートの厚みや幅を大きくするすると、撮像素子の移動負荷が増加する。

【0006】

そこで本発明は、光軸と直交する方向に移動可能な撮像素子で発生する熱を効率よく放熱することが可能な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】

本発明の一側面としての撮像装置は、固定ユニットと、前記固定ユニットに対して移動可能な可動ユニットとを有する撮像素子部と、空気の流路を形成するダクト部とを有し、前記可動ユニットは、撮像素子と熱交換部材とを有し、前記熱交換部材の少なくとも一部は、前記ダクト部の開口部から前記ダクト部の内部に挿入されている。

【0008】

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、光軸と直交する方向に移動可能な撮像素子で発生する熱を効率よく放熱することが可能な撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態におけるデジタルカメラの斜視図である。

【図2】第１の実施形態におけるデジタルカメラ分解斜視図である。

【図3】第１の実施形態における撮像素子部、ダクト部、およびメイン基板の分解斜視図である。

【図4】第１の実施形態および第４の実施形態における撮像素子部、ダクト部、およびメイン基板の断面図である。

【図5】第１の実施形態における撮像素子部の分解斜視図である。

【図6】第１の実施形態における撮像素子部の分解斜視図である。

【図7】第１の実施形態におけるダクト部の分解斜視図である。

【図8】第１の実施形態におけるダクト部の内部構成図である。

【図9】第１の実施形態におけるダクト部の内部構成図である。

【図10】第２の実施形態における熱交換部材の斜視図である。

【図11】第２の実施形態における撮像素子部、ダクト部、およびメイン基板の断面図である。

【図12】第３の実施形態における熱交換部材の構成図である。

【図13】第４の実施形態における熱交換部材、冷却フィン部、第１の遮蔽部材、および第２の遮蔽部材の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0012】

［第１の実施形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態におけるデジタルカメラ（撮像装置）５００の外観構成について説明する。図１（ａ）はデジタルカメラ５００の前面斜視図、図１（ｂ）はデジタルカメラ５００の背面斜視図である。

【0013】

リアカバー２１には、デジタルカメラ５００を操作するための各種操作部材が取り付けられている。なお、操作部材や表示部材などの本実施形態とは関係ない部材の説明は省略する。リアカバー２１には、後述するダクトの吸気をするための吸気口２１ｃが形成されている。記録媒体用蓋２１ｂは、撮影画像を記録するためのメモリーカードを収納する記録媒体用ＩＦの開口を保護するためのカバーである。またリアカバー２１には、背面表示部３１が配置されている。

【0014】

背面表示部３１は、表示面のタッチ操作が検出可能であり、プレビュー像や各種設定状態の表示および設定が可能である。また背面表示部３１は、デジタルカメラ５００に対し回動可能に取り付けられている所謂バリアングル式モニターであり、リアカバー２１に設けられた表示部格納部２１ａに格納される。フロントカバー２０には、ユーザーがデジタルカメラ５００を保持した際に右手で握りやすい形状をしたグリップ部２０ａが一体的に形成されている。トップカバー２３には、デジタルカメラ５００を操作するための各種操作部材が取り付けられている。底面部を保護するボトムカバー２４には、電池着脱用の電池蓋２４ａが取り付けられている。サイドカバー２５は、後述するダクトの排気をするための排気口２５ｂが形成されている。端子カバー２５ａは、不図示の外部機器との接続ケーブルを接続するための後述するメイン基板に実装された外部通信端子を保護するためのカバーである。

【0015】

光軸０は、マウント２６の中心を通る軸である。マウント２６は、不図示の交換レンズが着脱される。マウント２６の内側には、交換レンズとの電気的通信を行うためのレンズ通信端子２６ａが配置されている。

【0016】

次に、図２を参照して、デジタルカメラ５００の内部構成について説明する。図２は、デジタルカメラ５００の分解斜視図である。図２以降に併記されている矢印は、デジタルカメラ５００を使用する際の便宜上の方向を図示したものである。図２に示されるように、デジタルカメラ５００は、前述のリアカバー２１、フロントベース２２、トップカバー２３、ボトムカバー２４、およびサイドカバー２５で構成されている。デジタルカメラ５００の内部には、像ぶれ補正機構を備えた撮像素子部１１、メイン基板１２、ダクト部５１０、シャッター１３、およびファインダー３２が配置されている。

【0017】

撮像素子部１１は、撮像素子１１ａを含む可動ユニット１１ｂと固定ユニット１１ｃとで構成される。メイン基板１２には、撮像信号などを制御する制御ＩＣ群（制御部）１２ａ、外部記録媒体を収納する記録媒体用コネクタ１２ｂ、および外部機器との接続ケーブルを接続するための外部通信端子１２ｃが実装されている。外部通信端子１２ｃは、前述のように端子カバー２５ａで覆われている。ファインダー３２には、撮像素子部１１から出力される画像を表示するためのファインダー表示部３２ａが取り付けられている。ダクト部５１０には遠心ファンが内蔵されており、ダクト部５１０の内部に空気の流れを発生させる。撮像素子部１１および制御ＩＣ群１２ａなどは、デジタルカメラ５００の中でも特に消費電力が大きく発熱量も多く、温度上昇が激しい部材である。デジタルカメラ５００の撮影時間は、各部材の動作保証温度によって制限される。撮影時間を極力長く維持するには、発熱源である撮像素子部１１および制御ＩＣ群１２ａなどを冷却し、動作保証温度を超えないように対策する必要がある。

【0018】

そこで本実施形態では、図２に示されるように、ダクト部５１０を、発熱源となる撮像素子を含む撮像素子部１１とメイン基板１２との間に配置する（ダクト部５１０を撮像素子部１１とメイン基板１２とで挟むように配置する）。そして、後述のように、ダクト部５１０にメイン基板１２の発熱源である制御ＩＣ群１２ａを熱結合させる。さらに撮像素子部１１からはダクト部５１０内の気流と熱交換可能な手段を設けることで、各々の発熱源を冷却する。

【0019】

次に、図３（ａ）、（ｂ）および図４を参照して、本実施形態の構造について説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、デジタルカメラ５００のうち撮像素子部１１、ダクト部５１０、およびメイン基板１２を抽出した分解斜視図である。図３（ａ）はメイン基板１２側から見た分解斜視図、図３（ｂ）は撮像素子部１１から見た分解斜視図をそれぞれ示す。図４は、撮像素子部１１、ダクト部５１０、およびメイン基板１２を左方向から見た光軸０を含む断面図である。

【0020】

撮像素子部１１は、撮像素子１１ａを含む可動ユニット１１ｂ、および固定ユニット１１ｃで構成される。可動ユニット１１ｂには、撮像素子保持部材１１ｄおよび熱交換部材５２１が含まれている。撮像素子保持部材１１ｄは、撮像素子１１ａを接着保持する金属部材である。熱交換部材５２１は、撮像素子１１ａで発生した熱を伝達するように構成されている。本実施形態において、熱交換部材５２１は、少なくとも一つ以上の円筒形状の冷却フィン部５２１ａを有する金属部材であり、撮像素子保持部材１１ｄと締結され熱的に接続されている。熱交換部材５２１の材質は、熱輸送能力に秀でて、かつ非磁性で軽量なアルミニウム合金が好ましいが、これに限定されるものではない。

【0021】

デジタルカメラ５００の電源が入り、撮像素子部１１に通電がされ始めると、撮像のために撮像素子１１ａが駆動し、消費される電力に応じて発熱する。撮像素子１１ａで発生した熱は、撮像素子保持部材１１ｄに伝達（伝熱）され、その一部は熱的に接続された熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａに至るまで伝達される。撮像素子部１１の背面側には、ダクト部５１０が配置されている。ダクト部５１０は、ダクトベース５１１とダクトカバー５１２とダクトベース５１１内に配置された遠心ファンから構成される。ダクトベース５１１およびダクトカバー５１２の材質は、熱交換部材５２１と同様に、熱輸送能力に秀でて、かつ非磁性で軽量なアルミニウム合金が好ましいが、これに限定されるものではない。

【0022】

ダクトカバー５１２には、開口部５１２ａが形成されている。ダクトベース５１１は、吸気口部５１１ａと排気口部５１１ｄ、および、それらの間に形成された冷却フィン部（放熱部）５１１ｂを有する。図３（ｂ）に示されるように、ダクト部５１０の背面にはメイン基板１２が配置されている。発熱源であるメイン基板１２に実装されている制御ＩＣ群１２ａとダクトベース５１１の熱結合部５１１ｅとの間に熱伝導ゴム５２５が配置されている。

【0023】

図４に示されるように、前方向から順に、撮像素子部１１の撮像素子１１ａ、熱交換部材５２１、ダクト部５１０、熱伝導ゴム５２５、制御ＩＣ群１２ａ、およびメイン基板１２が配置されている。撮像素子部１１の可動ユニット１１ｂと一体で可動する熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａは、ダクト部５１０の内部に挿入されている。ダクト部５１０の内部には、吸気口部５１１ａから排気口部５１１ｄへ空気の流れが発生している。吸気口部５１１ａと排気口部５１１ｄとの間に、熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａが挿入されている。冷却フィン部５２１ａは、ダクト部５１０内の気流にさらされることで、撮像素子１１ａで発生した熱を気流へ受け渡し、冷却される。

【0024】

従来技術のように、可撓性のあるシート形状のグラファイトシートを用いて可動する撮像素子部１１の発熱を放熱する構成が知られている。しかし、グラファイトシートでは熱輸送量に制限があり、撮像素子１１ａを確実に冷却することができない可能性がある。一方、本実施形態は、撮像素子部１１の可動ユニット１１ｂと一体で可動する熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａが空気により冷却される構成であるため、撮像素子１１ａの発生する熱の冷却能力はグラファイトシートを使用するよりも高くなる可能性が高い。

【0025】

次に、図５および図６を参照して、撮像素子部１１の構成について詳述する。図５は、撮像素子部１１を構成する、撮像素子１１ａを含む可動ユニット１１ｂ、および固定ユニット１１ｃを背面側から見た分解斜視図である。図６は、図５を逆方向（正面側）から見た分解斜視図である。

【0026】

可動ユニット１１ｂは、固定ユニット１１ｃに対して、光軸０と直交する平面方向に変位可能（移動可能）に支持される。可動ユニット１１ｂが光軸０と直交する方向に変位することにより、像ぶれを光学的に補正する機能が実現される。可動ユニット１１ｂは、主として、撮像素子１１ａ、可動ユニット１１ｂを駆動するためのコイル群１１ｆ、熱交換部材５２１、第１の遮蔽部材５２３、および撮像素子保持部材１１ｄにより構成される。なお本実施形態において、コイル群１１ｆやそれに付属する配線、フレキシブル基板等の配置、可動ユニット１１ｂの駆動方法は関連がないため、それらの詳細な説明を省略する。

【0027】

熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａは、撮像素子１１ａとは逆方向に延びており、その周囲には光軸０と直交する方向に平面部が設けられ、この平面部に第１の遮蔽部材５２３が密着し固定される。第１の遮蔽部材５２３は、光軸０に沿った方向（光軸方向）に可撓性を有し、また熱交換部材５２１と固定される面と逆の面は摺動面５２３ａであり、摩擦抵抗が低減された表面性状を有する。第１の遮蔽部材５２３には、中央部に開口部５２３ｂが開いており、熱交換部材５２１に対して開口部５２３ｂに冷却フィン部５２１ａが挿通されるように取り付けられる。

【0028】

次に、固定ユニット１１ｃについて説明する。固定ユニット１１ｃは、主として、可動ユニット１１ｂを駆動する磁石、ヨーク、それらを保持するベースプレート１１ｅ、傾き吸収部材（緩衝部材）５２２、およびそれに固定される第２の遮蔽部材５２４により構成される。なお本実施形態において、磁石やヨークの配置については関連がないため、詳細な説明を省略する。

【0029】

傾き吸収部材５２２は、可撓性を有する弾性部５２２ｂと、それを保持する保持部５２２ａとを備え、保持部５２２ａの中央には開口部５２２ｃが開いており、開口部５２２ｃの周囲を取り囲むように弾性部５２２ｂが配置されている。第２の遮蔽部材５２４は、傾き吸収部材５２２の弾性部５２２ｂとは逆の面に密着し固定され、摩擦抵抗が低減された表面性状を有する摺動面５２４ａと、可動ユニット１１ｂ上の第１の遮蔽部材５２３の摺動面５２３ａとが相対するように配置される。このとき、可撓性を有する第１の遮蔽部材５２３は、第２の遮蔽部材５２４により光軸０に沿った方向に付勢されるよう取り付けられ、所定量だけ弾性変形する。これにより、摺動面５２３ａと摺動面５２４ａとが密着し、水滴や塵がその間から侵入することを防ぐことができる。

【0030】

第２の遮蔽部材５２４の中央には開口部（第２の開口部）５２４ｂが形成されており、冷却フィン部５２１ａは開口部５２４ｂを挿通（貫通）するように取り付けられている。開口部５２４ｂは、可動ユニット１１ｂが固定ユニット１１ｃに対して光軸０と直交する平面内で移動する範囲において、冷却フィン部５２１ａとの衝突を回避する形状となっている。また第１の遮蔽部材５２３の外形形状は、可動ユニット１１ｂの移動範囲内において、第２の遮蔽部材５２４の開口部５２４ｂと光軸０に沿った方向において重畳しない部分ができないように、開口部５２４ｂに対して大きく設定されている。

【0031】

図２に示されるように、撮像素子部１１がベースプレート１１ｅを介してフロントベース２２に固定される際、撮像素子１１ａの撮像面がマウント２６から、所定の光学的距離となるようその取付け高さを調整されながら組み立てられる。その際、撮像面とマウント２６との傾きが所定の値以下の平行度となるように、ベースプレート１１ｅはフロントベース２２にその傾きを調整されながら固定される。またその際、撮像素子部１１を構成する傾き調整部材５２２も同様に傾きを調整されるが、光軸０に沿った方向に可撓性を有する弾性部５２２ｂが、ダクトカバー５１２に対して弾性変形し密着する。これにより、ダクト部５１０の内部の空間とデジタルカメラ５００の内部の空間とを遮断する。

【0032】

次に、図７（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施形態のダクト部５１０の構成について説明する。図７（ａ）は、ダクト部５１０を撮像素子部１１側から見た分解斜視図である。図７（ｂ）は、ダクト部５１０をメイン基板１２側から見た分解斜視図である。図７（ａ）、（ｂ）において、ダクト部５１０は、ダクトベース５１１とダクトカバー５１２とで空気の流路の一部を形成している。空気の流れを強制的に作成するための遠心ファン５３１は、底面側に配置され、ダクトベース５１１にねじ固定されてダクト底面カバー５１３で覆われている。ダクト部５１０の内部とデジタルカメラ５００の内部とは分離され、ダクト部５１０の内部に侵入する空気は、デジタルカメラ５００の内部に侵入しにくい。

【0033】

次に、図７（ａ）、（ｂ）、および図８を参照して、ダクト部５１０の内部の空気の流れについて説明する。図８は、ダクト部５１０の内部構成図であり、ダクト部５１０を構成するダクトカバー５１２が無い状態を示す。

【0034】

ダクトベース５１１には、空気の入り口である吸気口部５１１ａと、空気を排気するための排気口部５１１ｄとが形成されている。遠心ファン５３１は、ダクトベース５１１の排気口部５１１ｄの近傍に配置されており、強制的に空気の流れを生成している。図８中の矢印は、空気の流れを示す。吸気口部５１１ａと排気口部５１１ｄとの間の空気の流路には、空気をより多くのダクトベース５１１の表面に触れることでダクトベース５１１の冷却を促すための冷却フィン部５１１ｂが形成されている。ダクトベース５１１の冷却フィン部５１１ｂは、ダクト部５１０の内部の空気の流れに沿ったリブ形状であり、ダクトベース５１１からダクトカバー５１２へ向かって（メイン基板１２から撮像素子部１１へ向かって）突出した形状で、複数形成されている。

【0035】

またダクトカバー５１２には、開口部５１２ａが形成されている。開口部５１２ａには、前述のとおり、撮像素子部１１側の熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａが挿入される。撮像素子部１１側の熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａは、可動ユニット１１ｂと熱結合しており、一体で可動する。そのため、開口部５１２ａは、可動ユニット１１ｂが光軸０と直交する平面内で移動する範囲において、冷却フィン部５２１ａとの衝突を回避する分だけ開口している。さらに、ダクトカバー５１２の開口部５１２ａは、ダクトベース５１１の冷却フィン部５１１ｂが形成されていない領域である冷却フィンなし部５１１ｃの領域と光軸０に沿った方向で投影上重なる位置に配置されている。

【0036】

図７（ｂ）に示されるように、ダクトベース５１１のメイン基板１２側の面には、メイン基板１２の熱源である制御ＩＣ群１２ａと熱伝導ゴムなどを介して熱結合する熱結合部５１１ｅが形成されている。ここで、メイン基板１２の熱源である制御ＩＣ群１２ａで発生する熱を冷却するためのダクト部５１０の冷却構造について説明する。メイン基板１２の熱源である制御ＩＣ群１２ａから発生した熱を熱伝導ゴムで、熱結合部５１１ｅを介してダクトベース５１１へ移動させる。次に、伝熱したダクトベース５１１の冷却フィン部５１１ｂがダクト部５１０の内部の遠心ファン５３１の駆動で発生した気流に触れることで、冷却される。このようにダクト部５１０は、熱源であるメイン基板１２の制御ＩＣ群１２ａからの発熱を冷却フィン部５１１ｂへ常に伝熱し、ダクト部５１０の内部の気流で冷却する冷却構造を有する。

【0037】

前述のとおり、ダクトベース５１１には、メイン基板１２の熱源である制御ＩＣ群１２ａに対応した熱結合部５１１ｅと、空気の流路側の面に冷却フィン部５１１ｂとが形成されている。ここで、冷却フィン部５１１ｂ）の形成されている領域は、撮像素子部１１側の冷却フィン部５２１ａが挿入される領域と投影上重ならない領域に配置されている。また、撮像素子部１１側の冷却フィン部５２１ａは可動するため、可動領域以外の領域でダクトベース５１１の冷却フィン部５１１ｂが形成されている。

【0038】

メイン基板１２側の制御ＩＣ群１２ａで発生する熱と撮像素子部１１で発生する熱は、それぞれの熱結合している冷却フィン部５２１ａと冷却フィン部５１１ｂに伝熱する。撮像素子部１１の冷却フィン部５２１ａとダクト部５１０の冷却フィン部５１１ｂがダクト部５１０の内部に発生している気流に常に触れつづける。冷却フィン部５２１ａと冷却フィン部５１１ｂが空気に常に触れることで、発熱源である撮像素子部１１とメイン基板１２の制御ＩＣ群１２ａの両方の温度上昇を同時に抑制することが可能となる。

【0039】

次に、図９を参照して、撮像素子部１１の可動ユニット１１ｂと一体で可動し、熱結合している熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａの形状について説明する。図９は、ダクト部５１０の内部構成図であり、撮像素子部１１の熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａがダクト部５１０の内部に配置されている状態を示す。

【0040】

一般に、ダクトベース５１１などの冷却のための構造部材は、空気に触れる表面積が多いほど、冷却能力が高くなる。ダクトベース５１１に形成される冷却フィン部５１１ｂは、吸気口部５１１ａと排気口部５１１ｄとの間に配置され、空気の流れを阻害しないリブ形状である。冷却フィン部５１１ｂは、可能な限り空気に触れる表面積を拡大させるためにリブ形状としている。

【0041】

本実施形態では、撮像素子部１１と熱結合している熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａは、ダクト部５１０の内部に挿入されている。図５および図９に示されるように、本実施形態における熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａは、複数の略円筒形状を有する。熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａは、撮像素子部１１の可動ユニット部１１ｂと一体で可動するように構成されている。そのため、ダクト部５１０の内部に配置された冷却フィン部５１１ｂと同様なリブ形状で形成された場合、可動ユニット１１ｂが移動した際の位置によっては、ダクト部５１０の内部の空気の流れを阻害する可能性がある。特に、撮像素子部１１の可動ユニット１１ｂは平行移動だけでなく、回転移動もするため、冷却フィン部５１１ｂと同様なリブ形状を有する場合、さらに空気の流れを阻害する可能性が高い。

【0042】

空気の流れに逆らって可動ユニット１１ｂが可動すると、可動負荷が増大するため、ぶれ補正機能に影響し、適正にぶれ補正ができない可能性がある。しかし、熱交換部材５２１の冷却フィン部５２１ａを略円筒形状とすることで、可動ユニット１１ｂの移動による負荷のばらつきをなくし、常に一定量の負荷とすることが可能になる。可動ユニット１１ｂが常に一定の負荷で可動できれば、常に的確なぶれ補正を実現することが可能となる。

【0043】

また本実施形態では、図４および図７に示されるように、ダクト部５１０の内部で吸気口部５１１ａと遠心ファン５３１との間に、前方向から順に、第１の遮蔽部材５２３、第２の遮蔽部材５２４、およびダクトカバー５１２の開口部５１２ａが配置されている。これにより、遠心ファン５３１が駆動することで生ずるダクト部５１０内の気流で、第１の遮蔽部材５２３を第２の遮蔽部材５２４へ付勢する方向に生まれる負圧を利用することができる。第１の遮蔽部材５２３が第２の遮蔽部材５２４へ付勢されると、密着性が増し、水滴や塵がその間から侵入することを防ぐために好適である。

【0044】

また本実施形態の変形例として、ダクト部５１０の内部において排気口部５１１ｄと遠心ファン５３１との間に、前方向から順に、第２の遮蔽部材５２４、第１の遮蔽部材５２３、およびダクトカバー５１２の開口部５１２ａを配置してもよい。これにより、遠心ファン５３１が駆動することで生ずるダクト部５１０内の気流で、第１の遮蔽部材５２３を第２の遮蔽部材５２４へ付勢する方向に生まれる正圧を利用することができる。

【0045】

また本実施形態の他の変形例として、第２の遮蔽部材５２４を省略し、傾き調整部材５２２またはダクトカバー５１２と、第１の遮蔽部材５２３とが摺動する構成を採用してもよい。

【0046】

［第２の実施形態］
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。図１０は、本実施形態における熱交換部材６２１の斜視図である。図１１は、本実施形態における撮像素子部１１、ダクト部５１０、およびメイン基板１２の断面図である。

【0047】

熱交換部材６２１は、第１の実施形態の熱交換部材５２１と同様に、撮像素子部１１の可動ユニット１１ｂと一体で可動する。図１０および図１１に示されるように、撮像素子部１１の熱交換部材６２１の冷却フィン部６２１ａは、ダクト部５１０の内部の挿入している範囲Ｅ１において、略円筒形状を有する。しかし、ダクト部５１０の内部に挿入していない範囲Ｅ２では、略円筒形状をつなげて冷却リブ形状部６２１ｂを形成している。前述のとおり、冷却フィン部６２１ａは、空気に触れる表面積が多いほど冷却能力が高くなる。ダクト部５１０の内部に挿入していない範囲Ｅ２で、冷却リブ形状部６２１ｂとすることで、ダクト部５１０の内部の空気の流れを阻害することなく、熱交換部材６２１の全体の体積が増加し、それに伴い熱容量が増えるため、冷却能力を増加させることが可能になる。

【0048】

［第３の実施形態］
次に、図１２（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。図１２（ａ）、（ｂ）は、本実施形態における熱交換部材７２１の構成図である。

【0049】

熱交換部材７２１は、前述の各実施形態の熱交換部材と同様に、撮像素子部１１の可動ユニット１１ｂと一体で駆動する。ここで、熱交換部材７２１の冷却フィン部７２１ａは、光軸０の中心付近に位置する冷却フィン部７２１ｂが最もダクト部５１０側に延伸した略円筒形状を有し、光軸０中心から離間するほどに低くなる形状となっている。

【0050】

図１２（ｂ）に示されるように、熱交換部材７２１は、光軸０付近の冷却フィン部７２１ｂが最も延伸した長さ（第１の長さ）Ｌ１を有し、光軸０から最も離間した位置の冷却フィン部７２１ｃが最も短い長さ（第２の長さ）Ｌ２を有する。すなわち熱交換部材７２１は、光軸０を含む第１の領域において光軸方向に延伸した第１の長さを有し、第１の領域よりも光軸０から離れた第２の領域において光軸方向に延伸した第２の長さを有し、第１の長さは第２の長さよりも長い。

【0051】

撮像素子部１１の組立と同様に、熱交換部材７２１も傾きながら組み立てられる。撮像素子部１１が傾きを調整されながら固定されると、冷却フィン部７２１ａも傾く。冷却フィン部７２１ａがダクト部５１０の内部に挿入している構成において、撮像素子部１１が傾きを調整しながら組み立てられるが、ダクト部５１０は傾くことがない。そのため、冷却フィン部７２１ａの一部がダクト部５１０のダクトベース５１１に干渉する可能性がある。しかし本実施形態では、冷却フィン部７２１ａの光軸０の付近が最もダクト部５１０側に延伸した冷却フィン部７２１ｂであり、光軸０から離間するほどに低くなる冷却フィン部７２１ｃである。このような構成により、傾きを調整されながら固定されても、ダクトベース５１１に干渉することがない。

【0052】

［第４の実施形態］
次に、図４および図１３を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の遮蔽部材５２３および第２の遮蔽部材５２４の形状について説明する。図１３は、本実施形態における熱交換部材５２１、冷却フィン部５２１ａ、第１の遮蔽部材５２３、および第２の遮蔽部材５２４の構成図であり、ダクト部５１０側から光軸０に沿った方向に見た図を示す。図１３において、簡便化のため、他の構成については省略している。また図１３において、第２の遮蔽部材５２４と重複する第１の遮蔽部材５２３の領域は、重複部５２３ｃとして示している。

【0053】

図１３（ａ）に示されるように、外部からのぶれがなく、デジタルカメラ５００が静止した状態であり、かつ可動ユニット１１ｂに通電されている際、撮像素子１１ａの中心軸１１ｇは光軸０と一致するよう構成される。その状態へ外部から振動が加わると、ぶれを低減するために可動ユニット１１ｂが固定ユニット１１ｃに対して光軸０と直交する平面方向へ駆動するように制御される。その際、第１の遮蔽部材５２３と第２の遮蔽部材５２４の摺動部には摩擦力が生じるため、その摩擦力に抗するための電力消費をなるべく小さく抑える必要がある。そのため、第１の遮蔽部材５２３と第２の遮蔽部材５２４との摺動面積、すなわち重複部５２３ｃの面積を小さくすることが好適である。

【0054】

図１３（ｂ）は、可動ユニット１１ｂが固定ユニット１１ｃに対して、ぶれ補正のために矢印で示されるように並進方向、および回転方向に駆動した際の状態を示している。その際、撮像素子１１ａの中心軸１１ｇに着目すると、中心軸１１ｇは光軸０から移動し、かつ、撮像素子１１ａは中心軸１１ｇ周りに回転する。ここで、冷却フィン部５２１ａも同時に中心軸１１ｇ周りに回転することになるが、冷却フィン部５２１ａの外形形状が撮像素子１１ａの中心軸１１ｇから離れるほど、冷却フィン部５２１ａが回転によって移動する範囲が大きくなる。

【0055】

そこで本実施形態では、図１３（ａ）に示されるように、光軸０と直交する平面方向の冷却フィン部５２１ａの中心軸５２１ｂは、撮像素子１１ａの中心軸１１ｇと一致するよう配置されている。このように配置することで、可動ユニット１１ｂが固定ユニット１１ｃに対して矢印に示されるような並進および回転方向に駆動した際も、冷却フィン部５２１ａの移動範囲を小さくすることができる。すなわち冷却フィン部５２１ａの移動範囲を回避するための、第２の遮蔽部材５２４の開口部５２４ｂについて面積を小さくすることが可能である。なお、遮蔽部材５２４の開口部５２４ｂの形状は、図１３（ａ）、（ｂ）に示されるように略円形状にしてもよい。これにより、可動ユニット１１ｂの動きに対して冷却フィン部５２１ａを回避するための開口部５２４ｂの面積を、さらに小さくすることが可能である。開口部５２４ｂの面積を小さくできれば、第１の遮蔽部材５２３の外形形状を小さくすることが可能であり、第１の遮蔽部材５２３と第２の遮蔽部材５２４との摺動面積を減らすことができる。

【0056】

また、図１３（ｃ）、（ｄ）に示されるように、第１の遮蔽部材５２３の外形形状は、第２の遮蔽部材５２４の開口部５２４ｂと相似形であることが望ましい。これにより、可動ユニット１１ｂの駆動の際に、第１の遮蔽部材５２３と第２の遮蔽部材５２４との摺動面積、すなわち重複部５２３ｃをさらに小さくすることができる。

【0057】

以上のように、各実施形態において、撮像装置（デジタルカメラ５００）は、固定ユニット１１ｃと、固定ユニットに対して移動可能な可動ユニット１１ｂとを有する撮像素子部１１と、空気の流路を形成するダクト部５１０とを有する。可動ユニットは、撮像素子１１ａと熱交換部材５２１（６２１、７２１）とを有する。熱交換部材の少なくとも一部は、ダクト部の開口部５１２ａからダクト部の内部に挿入されている。

【0058】

好ましくは、可動ユニットは、第１の遮蔽部材５２３を有する。第１の遮蔽部材は、ダクト部の開口部においてダクト部の内部空間から外部空間（撮像素子部１１が存在する空間）への流路を封止する。より好ましくは、第１の遮蔽部材は、熱交換部材の周囲を囲っており、可動ユニットが移動した場合でも、ダクト部の内部空間から外部空間への流路を封止するように構成されている。また好ましくは、第１の遮蔽部材は、円形状（略円形状）である。また好ましくは、固定ユニットは、第１の遮蔽部材と摺動し、ダクト部の開口部においてダクト部の内部空間から外部空間への流路を封止する第２の遮蔽部材（５２４）を有する。より好ましくは、第２の遮蔽部材は、熱交換部材が貫通する第２の開口部（開口部５２４ｂ）を有しし、第２の開口部は円形状（略円形状）である。

【0059】

好ましくは、固定ユニットは、ダクト部の内部空間から外部空間への流路を封止する弾性部（５２２ｂ）を備えた緩衝部材（傾き吸収部材５２２）を有する。弾性部は、熱交換部材の周囲を囲いながらダクト部に押圧されることで、ダクト部の内部空間から外部空間への流路を封止する。また好ましくは、撮像装置は、制御部（制御ＩＣ群１２ａ）を備えたメイン基板１２を有する。ダクト部の少なくとも一部は、撮像素子部およびメイン基板のそれぞれと光軸方向において重なっており、撮像素子部とメイン基板との間に配置されている。より好ましくは、ダクト部は、放熱部（冷却フィン部５１１ｂ）を有する。放熱部は、メイン基板から撮像素子部へ向かって突出した、ダクト部の内部空間の気流に沿った複数のリブ形状を有する。放熱部は、熱交換部材の可動範囲外に配置されている。

【0060】

好ましくは、ダクト部の内部に挿入された熱交換部材の少なくとも一部（冷却フィン部５２１ａ）は、円筒形状（略円筒形状）である。また好ましくは、熱交換部材６２１のうち、ダクト部の内部に挿入されていない熱交換部材の少なくとも一部（冷却リブ形状部６２１ｂ）は、ダクト部の内部空間の気流に沿ったリブ形状である。

【0061】

各実施形態によれば、光軸と直交する方向に移動可能な撮像素子で発生する熱を効率よく放熱することが可能な撮像装置を提供することができる。

【0062】

以上、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】

【0063】

１１ 撮像素子部
１１ａ 撮像素子
１１ｂ 可動ユニット
１１ｃ 固定ユニット
５００ デジタルカメラ（撮像装置）
５１０ ダクト部
５１２ａ 開口部
５２１、６２１、７２１ 熱交換部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】