JP2019020557A

JP2019020557A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2019020557A
Application number: JP2017137726A
Authority: JP
Inventors: 和希藤井; Kazuki Fujii
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2019-02-07
Also published as: US20190020800A1; CN109257526A; US10694084B2

Abstract

【課題】本発明は、大型化することなく、撮像素子の熱を効率的に放熱することが可能である撮像装置を提供することを目的としている。【解決手段】本発明の撮像装置１００は、鏡筒部４０１と、撮像素子を有する撮像素子基板４０２と、撮像素子基板４０２が固定される金属板４０３と、鏡筒部４０１を支持し、金属材料からなる鏡筒ホルダー４０４と、鏡筒ホルダー４０４に固定され、鏡筒部４０１の外周面を覆うとともに、高い熱伝導性を有する樹脂材料からなる第三のカバー部品４０５と、撮像素子板金４０３の熱を鏡筒ホルダー４０４に伝導する熱伝導部材４０６と、を備え、鏡筒ホルダー４０４の少なくとも一部は、第三のカバー部品４０５の内部に配置される。【選択図】図４

Description

本発明は、撮像素子の放熱を効率的にできる撮像装置に関する。

監視カメラは、駆動時に、撮像素子およびその駆動用の電子部品の温度が上昇してしまうため、放熱機構を有するものが一般的である。

例えば、特許文献１の撮像装置は、基板との間で電子部品を挟むように配置される第１部分と、撮像素子との間で基板を挟むように配置される第２部分とを有する熱伝導部材を備える。そして、熱伝導部材を介して撮像素子および電子部品の熱を外装カバーから放熱するように構成されたている。

特開２００５−２５２５４７号公報

しかしながら、特許文献１のように、基板との間で電子部品を挟むように熱伝導部材を配置すると、監視カメラの場合、光軸方向に大型化してしまうという問題が考えられる。

そこで、本発明は、大型化することなく、撮像素子の熱を効率的に放熱することが可能である撮像装置を提供することを目的としている。

本発明の撮像装置は、レンズユニットと、撮像素子を有する基板と、前記基板が固定される金属板と、前記レンズユニットを支持し、金属材料からなるホルダー部材と、前記ホルダー部材に固定され、前記レンズユニットの外周面を覆うとともに、高い熱伝導性を有する樹脂材料からなる第１カバー部材と、前記金属板の熱を前記ホルダー部材に伝導する熱伝導部材と、を備え、前記ホルダー部材の少なくとも一部は、前記第１カバー部材の内部に配置されることを特徴とする。

本発明の撮像装置は、大型化することなく、撮像素子の熱を効率的に放熱することが可能である。

本発明の第１実施形態にかかる撮像装置の外観図本発明の第１実施形態にかかる撮像装置の分解斜視図本発明の第１実施形態にかかる鏡筒ユニットの分解斜視図本発明の第１実施形態にかかる撮像装置１００の断面図本発明の第２実施形態にかかる撮像装置５００の内部を示す図本発明の第３実施形態にかかる撮像装置６００の断面図

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる撮像装置の外観図である。図２は、本発明の第１実施形態にかかる撮像装置の分解斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態にかかる鏡筒ユニットの分解斜視図である。

撮像装置１００は、上ケースユニット２００と、下ケースユニット３００と、鏡筒ユニット４００と、を備え、固定用板金部品１０１を介して天井や壁面に固定される。

上ケースユニット２００は、透明または半透明の略半球状のドーム部材２０１と、上ケース２０２と、リング状の板金２０３と、第一のカバー部品２０４と、から構成される。

上ケース２０２は、一方が開放されており、他方には外周円筒より小さい円形開口２０２ａが設けられている。

ドーム部材２０１は，半球状のドーム部２０１ａと、外形が上ケース２０２の円形開口２０２ａよりも大きいフランジ部２０１ｂと、を有する。ドーム部２０１ａは、上ケース２０２の円形開口２０２ａにその一部が突出するように挿通され、フランジ部２０１ｂの上面部が上ケース２０２の内面と当接する。

第一のカバー部品２０４は、円形開口を有する略円筒部２０４ａと、上ケース２０２の円形開口２０２ａよりも大きいフランジ部２０４ｂと、を有している。

板金２０３は、ドーム部材２０１のフランジ部２０１ｂと第一のカバー部品２０４のフランジ部２０４ｂを狭持するように上ケース２０２にねじ等により固定される。

下ケースユニット３００は、下ケース３０１と、映像信号や各種制御信号回路部や電源回路部を有するメイン基板３０２と、メイン基板３０２を覆うように形成された第二のカバー部品３０３と、図３に示す鏡筒付勢用バネ３０４と、から構成される。

下ケース３０１は、一方が開放されており，他方の内面には各種部品を取り付ける為のボス形状が形成される。

メイン基板３０２にはＬＡＮケーブルコネクタや撮像装置の再起動スイッチ等のユーザーインターフェース部が設けられており、下ケース３０１のボス部に固定される。

第二のカバー部品３０３は、図３に示すように、中央部に円筒状のリブ３０３ａと、リブ３０３ａから内側に突出する複数のリブ３０３ｂと、リブ３０３ａの外側に形成される複数の小溝３０３ｃとを有している。第二のカバー部品３０３は、メイン基板３０２を覆うように下ケース３０１に固定される。また、小溝３０３ｃ内には鏡筒付勢用バネ３０４が配置されている。

鏡筒ユニット４００は、図３に示すように、鏡筒部４０１と、撮像素子基板４０２と、撮像素子板金４０３と、鏡筒ホルダー４０４と、カバー部材の一例としての第三のカバー部品４０５と、熱伝導部材４０６と、付勢用補助板金４０７と、から構成される。

レンズユニットの一例としての鏡筒部４０１は、円筒形であり、円筒内に各種レンズを保持している。鏡筒部４０１は、固定用フランジ部４０１ａを有する。

撮像素子基板４０２は、撮像素子を有し、図示しないＦＰＣ等の電気的接続手段によって、メイン基板３０２と電気的に接続される。

金属板の一例としての撮像素子板金４０３は、中央部に撮像素子が挿通可能な開口を有し，撮像素子が挿通された状態で撮像素子の周縁部において撮像素子基板４０２が接着固定される。また、撮像素子板金４０３は、鏡筒部４０１に固定される。

ホルダー部材の一例としての鏡筒ホルダー４０４は、鏡筒部４０１を支持している。鏡筒ホルダー４０４は、金属材料からなる略円筒形状部品であり、円筒外側に設けられる段付き部４０４ａと、外径部４０４ｂと、径方向に突出した複数のボス部４０４ｃと、外径部４０４ｂに設けられた複数の切欠き４０４ｄと、を有している。また、鏡筒ホルダー４０４の一部は、図４の４００ａに示すように、第三のカバー部品４０５の内部に配置されている。

カバー部材の一例としての第三のカバー部品４０５は、高い熱伝導率を有する、例えば熱伝導性フィラーを含有した、樹脂材料で成形されている。第三のカバー部品４０５は、３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する材料であればよい。また、第三のカバー部品４０５は、鏡筒部４０１の外周面を覆うように配置される。また、第三のカバー部品４０５は、円形開口４０５ａと、段付き部４０５ｂとを有する。第三のカバー部品４０５は、円形開口４０５ａに鏡筒部４０１の前玉レンズが挿通するように、鏡筒部４０１を配置させた状態で、鏡筒ホルダー４０４のボス部４０４ｃに固定される。また、図４に示すように、第三のカバー部品４０５は、鏡筒ホルダー４０４と接触するように配置されてる。

熱伝導部材４０６は、高い熱伝導率を有する材質、例えば、銅、アルミ、グラファイト等からなり、可撓性を有するシートである。熱伝導部材４０６は、撮像素子板金４０３の熱を第三鏡筒ホルダー４０４に伝導する。熱伝導部材４０６は、両端部に粘着層を有し、撮像素子板金４０３と鏡筒ホルダー４０４に貼付される。

付勢用補助板金４０７は、例えばステンレス等の金属材料からなるリング状の板金である。付勢用補助板金４０７は、鏡筒ホルダー４０４のボス部４０４ｃと対応する箇所に逃げ部４０７ａを有する。

次に、鏡筒ユニット４００の下ケースユニット３００への組付けについて説明する。

鏡筒ユニット４００は、下ケースユニット３００に鏡筒部４０１の光軸中心周りに回動可能に組付けられる。鏡筒ユニット４００の鏡筒ホルダー４０４の切欠き部４０４ｄと下ケースユニット３００の第二のカバー部品３０３のリブ３０３ｂとの位置を合わせた状態で、鏡筒ホルダー４０４の外径部４０４ｂと円筒リブ３０３ａを嵌合させて組付ける。この際、鏡筒ユニット４００の付勢補助板金４０７のピンが下ケースユニット３００に配置されている付勢用バネ３０４に挿通するように組付ける。これにより、付勢用バネ３０４によって、光軸方向に付勢された付勢補助板金４０７が、鏡筒ホルダー４０４のボス部４０４ｃに当接し、鏡筒ユニット４００を光軸方向に付勢することが可能となる。また、鏡筒ユニット４００は、第二のカバー部品３０３に組込後、光軸中心周りに回転させて組付けられる。これにより、第二のカバー部品３０３のリブ３０３ｂと鏡筒ホルダー４０４の段付き部４０４ａが当接し、鏡筒ユニット４００の光軸方向への移動が規制される。

また、上ケースユニット２００と下ケースユニット３００は上ケース２０２と下ケース３０１の端面を当接させて固定される。

上記のように構成された撮像装置１００は、ドーム部材２０１、鏡筒ユニット４００を通して、撮像素子に被写体像を形成する。取得された信号は、メイン基板３０２で処理され、ＬＡＮケーブル等の外部接続手段を介してユーザーに所望のデータを提供する。また、設置作業時やメンテナンス作業時には、上ケースユニット２００を取り外し、下ケースユニット３００のメイン基板３０２の各種ユーザーインターフェース部にアクセスする。また、撮像装置１００を天井や壁面に設置後に、出力画像を調整する場合には、上ケースユニット２００を取外し、鏡筒ユニット４００を光軸周りに回動させる。

次に、図４を参照して、撮像素子基板４０２に搭載されている撮像素子の放熱経路について説明する。図４は、本発明の第１実施形態にかかる撮像装置１００の断面図である。

撮像素子から発生した熱は、撮像素子基板４０２と撮像素子板金４０３との接着層を介して撮像素子板金４０３に伝達される。その後、撮像素子板金４０３から熱伝導部材４０６を介して、鏡筒ホルダー４０４に伝達される。鏡筒ホルダー４０４に伝達された熱は、その後、第三のカバー部品４０５との接触箇所から熱伝導により第三のカバー部品４０５に伝えられる。

また、鏡筒ホルダー４０４の一部は、図４の４００ａに示すように、第三のカバー部品４０５の内部に配置されているため、当該箇所の熱輻射により、鏡筒ホルダー４０４から第三のカバー部品４０５に熱が伝えられる。

このような構成により、一般的に用いられる鏡筒ホルダー４０４や第三のカバー部品４０５を撮像素子のヒートシンクとして活用できるため、撮像装置を大型化することなく、撮像素子の熱を効率的に放熱することが可能である。

＜第２実施形態＞
次に、図５を用いて、第２実施形態について説明する。図５は、本発明の第２実施形態にかかる撮像装置５００の内部を示す図である。なお、第１実施形態と同一の部分については説明を省略する。

下ケースユニット３００は、無線モジュール３０５と、図示しない無線モジュール３０５を固定するための板金部品３０６と、をさらに有している。無線モジュール３０５は、アンテナ部３０５ａと処理回路部より構成され、図示しないＦＰＣ等の電気的接続手段によって、メイン基板３０２に接続される。無線モジュール３０５は、電波受送信のため、アンテナ部３０５ａが撮像装置５００の中心側に向くように、板金部品３０６を介して第二のカバー部品３０３に固定される。

第三のカバー部品５０１は、高い熱伝導率を有する、例えば熱伝導性フィラーを含有した樹脂部材からなる第１部分５０１ｂと、一般的な樹脂部材（熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以下）からなる第２部分５０１ａとを有する。第１部分５０１ｂと第２部分５０１ａは、図示しない方法、例えばスナップフィット結合や螺合で組付けて構成される。第三のカバー部品５０１の第２部分５０１ａは、鏡筒ユニット４００が回動しても、無線モジュール３０５が、光軸方向視点において、第三のカバー部品５０１の第２部分５０１ａに対向する位置に配置されるような大きさである。具体的には、第三のカバー部品５０１は、光軸方向視点において、鏡筒ユニット４００の回動範囲角度４００ｂ以上が第２部分５０１ａとなるように構成される。

このような構成により、高い熱伝導率を有する樹脂部材からなる第１部分５０１ｂが電導性を有する場合においても、無線モジュール３０５が送受信を行う電波を阻害することなく、通信状態を安定的に保つことが可能となる。

＜第３実施形態＞
次に、図６を用いて、第３実施形態について説明する。図６は、本発明の第３実施形態にかかる撮像装置６００の断面図である。なお、第１実施形態と同一の部分については説明を省略する。

第２カバー部材としての第一のカバー部品６０１は、高い熱伝導率を有する，例えば熱伝導性フィラーを含有した，樹脂部材で成形される。

上ケースユニット２００と下ケースユニット３００は、外装カバーの一例としての上ケース２０２と下ケース３０１の端面を当接させて固定される。このとき、上ケースユニット２００の第一のカバー部品６０１の内面と鏡筒ユニット４００の第三のカバー部品４０５の段付き部４０５ｂが当接する。また、第二のカバー部品３０３のリブ３０３ｃと鏡筒ホルダー４０４の段付き部４０４ａとの間には一定量の間隙が形成される。

次に，図６を参照して、撮像素子の放熱経路について説明する。撮像素子から発生した熱は、撮像素子基板４０２と撮像素子板金４０３との接着層を介して撮像素子板金４０３に伝達される。その後、熱は、熱伝導部材４０６を介して、鏡筒ホルダー４０４に伝達される。鏡筒ホルダー４０４に広がった熱は、その後、鏡筒ホルダー４０４と第三のカバー部品４０５との接触箇所から熱伝導により第三のカバー部品４０５に伝わっていく。さらに、本構成では、図６の４００ａに示すように、第三のカバー部品４０５の内部に、鏡筒ホルダー４０４の円筒部の一部を挿通させているため、当該箇所の熱輻射の効果により、より効率的に伝熱することが可能となる。第三のカバー部品４０５に伝えられた熱は、段付き部４０５ｂと第一のカバー部品６０１との当接部を介して、熱伝導により第一のカバー部品６０１に伝えられる。そして、第一のカバー部品６０１に伝えられた熱は、リング状の板金部品２０３から撮像装置６００の放熱出口である上ケース２０２に伝わる。

このような放熱経路を形成することで，撮像素子の発熱をより効率的に放熱することが可能となる。

１００撮像装置
２００上ケースユニット
３００下ケースユニット
４００鏡筒ユニット
４０１鏡筒部（レンズユニット）
４０２撮像素子基板（基板）
４０３撮像素子板金（金属板）
４０４鏡筒ホルダー（ホルダー部材）
４０５第三のカバー部品（第１カバー部材）
４０６熱伝導部材

Claims

レンズユニットと、
撮像素子を有する基板と、
前記基板が固定される金属板と、
前記レンズユニットを支持し、金属材料からなるホルダー部材と、
前記ホルダー部材に固定され、前記レンズユニットの外周面を覆うとともに、高い熱伝導性を有する樹脂材料からなる第１カバー部材と、
前記金属板の熱を前記ホルダー部材に伝導する熱伝導部材と、を備える撮像装置であって、
前記ホルダー部材の少なくとも一部は、前記第１カバー部材の内部に配置されることを特徴とする撮像装置。
前記ホルダー部材と前記第１カバー部材の少なくとも一部は、接触するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
前記第１カバー部材は、熱伝導性フィラーを含有した樹脂材料からな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。
前記熱伝導部材は、銅、アルミ、グラファイトのいずれかからなる可撓性を有するシートであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置。
無線モジュールを備え、
前記第１カバー部材は、高い熱伝導性を有する第１部分と、前記第１部分の熱伝導率より低い熱伝導率である第２部分と、を有し、
前記無線モジュールは、前記第２部分に対向する位置に配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記第１カバー部材と当接する第２カバー部材と、
外装カバーであるケースと、をさらに備え、
前記第１カバーに伝えられた熱は、前記第２カバー部材を介して、前記ケースに伝えられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像装置。