JP2018097248A - Imaging device, and imaging device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】撮像素子や撮像素子基板から発生する熱を効率よく他部材へ放熱することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】本発明の撮像装置は、レンズ光学系により被写体光を撮像素子に結像させることで撮影画像を取得する撮像装置において、撮像素子と撮像素子を実装する撮像素子基板と撮像素子基板を支持する放熱金属板からなる撮像素子ユニットと、レンズ光学系をマウントするためのレンズマウントを有し、撮像素子ユニットを固定するフロントカバーと、フロントカバーを固定し、撮像素子の光軸方向からみて撮像素子ユニットと重なる位置にm行n列の貫通穴が形成されるメインフレームとを有し、メインフレームに形成された貫通穴の周囲でメインフレームと放熱金属板との間が熱伝導性接着剤で充填されていることを特徴とする。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup apparatus capable of efficiently dissipating heat generated from an image pickup device or an image pickup element substrate to another member. An image pickup device of the present invention is an image pickup device that acquires a photographed image by forming a subject light on an image pickup element by a lens optical system, and is an image pickup element substrate and an image pickup element substrate on which the image pickup element and the image pickup element are mounted. It has an image sensor unit made of a heat-dissipating metal plate that supports the image sensor, and a lens mount for mounting the lens optical system. It has a main frame in which through holes of m rows and n columns are formed at positions overlapping with the image sensor unit, and thermal conductivity is provided between the main frame and the heat-dissipating metal plate around the through holes formed in the main frame. It is characterized by being filled with an adhesive. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、撮像装置及び撮像装置の製造方法に関し、特に撮像素子等に発生する熱を効果的に他部材へ放熱するための撮像装置の放熱構造に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a manufacturing method of the imaging apparatus, and more particularly to a heat dissipation structure of an imaging apparatus for effectively radiating heat generated in an imaging element or the like to other members.
近年、撮影レンズからの光束を撮像素子へ結像させる途中でクイックリターンミラーを配置し光学ファインダーにより被写体を観察する一眼レフタイプのデジタルカメラとは別に、クイックリターンミラーを配置せず撮像素子に結像された被写体像を電子ビューファインダーにより観察するミラーレスタイプのデジタルカメラが登場している。ミラーレスタイプのデジタルカメラでは、クイックリターンミラーが不要であり、また光学ファインダーを搭載するためのペンタプリズム等の機構も不要となるため、デジタルカメラ全体を小型化しやすいメリットがある。 In recent years, apart from single-lens reflex digital cameras, where a quick return mirror is placed in the middle of focusing the light flux from the photographic lens onto the image sensor and the subject is observed with an optical viewfinder, the quick return mirror is not placed and the image sensor is connected. A mirrorless type digital camera that observes an image of a subject with an electronic viewfinder has appeared. A mirrorless type digital camera does not require a quick return mirror and does not require a mechanism such as a pentaprism for mounting an optical viewfinder.
一方で、ミラーレスタイプのデジタルカメラでは撮像素子に結像された被写体像を電子ビューファインダーにより観察するため、撮影中は露光時に加えライブビュー時も含めて常に撮像素子を稼働させる必要があり撮像素子等から発生する熱が問題となるおそれがあった。撮像素子により画像データを取得するためには、撮像素子からの画像データの読み出し及び転送、画像信号処理、画像表示等の制御が必要となり、特にライブビュー時又は連写時にはこれらの制御を高速に繰り返す必要があるため撮像素子や撮像素子基板に発生する熱が大きくなりやすい。 On the other hand, in a mirrorless type digital camera, since the subject image formed on the image sensor is observed with an electronic viewfinder, it is necessary to always operate the image sensor during exposure and during live view. There was a possibility that the heat generated from the element or the like would be a problem. In order to acquire image data with the image sensor, it is necessary to control the reading and transfer of image data from the image sensor, image signal processing, image display, etc., especially during live view or continuous shooting. Since it is necessary to repeat, heat generated in the image sensor and the image sensor substrate tends to increase.
撮像素子や撮像素子基板から発生した熱がデジタルカメラの筐体内に蓄積すると、使用者が高熱の筐体に触れて低温やけどを被るおそれがあり危険である。また、デジタルカメラの筐体全体が高熱とならなくても、撮像素子や撮像素子基板から熱が適切に放熱されないと、デジタルカメラ内部の回路が熱暴走したり、画像データへの熱ノイズが発生したり、熱による破損を防止することを目的として撮影可能時間が制限されたりするため問題となる。 If heat generated from the image sensor or the image sensor substrate accumulates in the housing of the digital camera, there is a danger that the user may touch the high heat housing and get a low temperature burn. Even if the entire digital camera housing does not become hot, if the heat is not properly released from the image sensor or image sensor substrate, the circuit inside the digital camera will run out of heat or thermal noise will occur in the image data. Or the possible shooting time is limited for the purpose of preventing breakage due to heat.
従来、デジタルカメラの撮像素子や撮像素子基板から発生する熱を他部材へ放熱するための技術が特許文献等に開示されている。特許文献1には、撮像素子及び撮像素子を実装した撮像基板の熱を筐体に放熱する放熱構造であって、特にフランジバック調整後にイメージセンサに対してフランジバックズレの原因となる付勢力が働かない放熱構造が開示されている。 Conventionally, techniques for dissipating heat generated from an image sensor and an image sensor substrate of a digital camera to other members are disclosed in patent documents and the like. Patent Document 1 discloses a heat dissipation structure that dissipates heat from an image pickup device and an image pickup board on which the image pickup device is mounted to a housing. In particular, an urging force that causes flange back displacement with respect to an image sensor after flange back adjustment is disclosed. A non-working heat dissipation structure is disclosed.
特許文献1に開示された放熱構造では、フランジバック調整に影響を与えることなくイメージセンサ及びイメージセンサ基板からの熱を金属製筐体へ放熱するため、イメージセンサユニットのフランジバック調整が可能なワッシャ兼放熱部材を採用して放熱構造を構成している。 In the heat dissipating structure disclosed in Patent Document 1, heat from the image sensor and the image sensor substrate is radiated to the metal casing without affecting the flange back adjustment, so that the washer capable of adjusting the flange back of the image sensor unit. A heat radiating structure is constituted by employing a cum radiating member.
しかしながら、特許文献1に開示された放熱構造において、ワッシャ兼放熱部材と金属筐体であるフロントベースとの熱の移動経路は調整ビスによる締結と可撓性の熱伝導性シートの接続により構成されており複雑で限定的である。また、イメージセンサユニットとワッシャ兼放熱部材との間に熱伝導性ゴムを挟むことにより熱の移動経路を構成しているが、弾性体のゴムがイメージセンサやイメージセンサ基板を圧迫して歪曲させるおそれがありイメージセンサの像面に影響を与えたり基板に実装された電子部品に圧力が加わったりするため好ましくない。 However, in the heat dissipating structure disclosed in Patent Document 1, the heat transfer path between the washer / heat dissipating member and the front base which is the metal housing is configured by fastening with an adjusting screw and connection of a flexible heat conductive sheet. It is complex and limited. The heat transfer path is configured by sandwiching a heat conductive rubber between the image sensor unit and the washer / heat dissipating member, but the elastic rubber compresses and distorts the image sensor and image sensor substrate. There is a possibility that the image plane of the image sensor may be affected, and pressure is applied to the electronic components mounted on the substrate, which is not preferable.
本発明は、フランジバックが調整された後の撮像素子ユニットの位置に影響を与えることがなく、撮像素子ユニットから金属筐体への熱の移動経路をより広い断面積とすることが可能で、撮像素子や撮像素子基板から発生する熱を効率よく他部材へ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。 The present invention does not affect the position of the image sensor unit after the flange back has been adjusted, and the heat transfer path from the image sensor unit to the metal housing can have a wider cross-sectional area. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of efficiently dissipating heat generated from an imaging element or an imaging element substrate to another member.
上記の課題を解決するため、本発明の第1の発明に係る撮像装置は、レンズ光学系により被写体光を撮像素子に結像させることで撮影画像を取得する撮像装置において、撮像素子と前記撮像素子を実装する撮像素子基板と前記撮像素子基板を固定する放熱金属板からなる撮像素子ユニットと、レンズ光学系をマウントするためのレンズマウントを有し前記撮像素子ユニットを固定するフロントカバーと、前記フロントカバーを固定し前記撮像素子の光軸方向からみて前記撮像素子ユニットと重なる位置にm行n列の貫通穴が形成されるメインフレームとを有し、前記メインフレームに形成された貫通穴の周囲で前記メインフレームと前記放熱金属板との間が熱伝導性接着剤で充填されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an imaging apparatus according to a first aspect of the present invention is an imaging apparatus that acquires a captured image by imaging subject light on an imaging element by a lens optical system. An image pickup device substrate on which an element is mounted, an image pickup device unit comprising a heat dissipating metal plate for fixing the image pickup device substrate, a lens cover for mounting a lens optical system, and a front cover for fixing the image pickup device unit; A front frame is fixed and a main frame in which through holes of m rows and n columns are formed at positions overlapping the image sensor unit when viewed from the optical axis direction of the image sensor, and the through holes formed in the main frame A space between the main frame and the heat radiating metal plate is filled with a heat conductive adhesive around.
また、本発明の第2の発明に係る撮像装置は、前記放熱金属板と前記メインフレームとの間において前記放熱金属板に熱伝導性粘土が貼付されていることを特徴とする。 The image pickup apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that thermally conductive clay is stuck to the heat radiating metal plate between the heat radiating metal plate and the main frame.
また、本発明の第3の発明に係る撮像装置は、前記メインフレームに形成されたm行n列の貫通穴は以下の条件を満たすことを特徴とする。
r<(2−√2)×l
ただし、
r:貫通穴の直径
l:垂直方向又は水平方向に隣接する貫通穴の間の距離のうち最も短い距離
The imaging device according to a third aspect of the present invention is characterized in that m through n columns of through holes formed in the main frame satisfy the following conditions.
r <(2-√2) × l
However,
r: Diameter of the through hole l: Shortest distance among the distances between the through holes adjacent in the vertical direction or the horizontal direction
また、本発明の第3の発明に係る撮像装置の製造方法は、撮像素子と前記撮像素子を実装する撮像素子基板と前記撮像素子基板を固定する放熱金属板からなる撮像素子ユニットと、レンズ光学系をマウントするためのレンズマウントを有し前記撮像素子ユニットを固定するフロントカバーと、前記フロントカバーを固定し前記撮像素子の光軸方向からみて前記撮像素子ユニットと重なる位置にm行n列の貫通穴が形成されるメインフレームとを有するレンズ光学系により被写体光を前記撮像素子に結像させることで撮影画像を取得する撮像装置の製造方法であって、前記撮像素子ユニットを前記フロントカバーに固定する際にフランジバックを調整する第1の工程と、前記フロントカバーを前記メインフレームに固定する第2の工程と、前記メインフレームに形成されたm行n列の貫通穴から熱伝導性接着剤を前記メインフレームに形成された貫通穴の周囲で前記メインフレームと前記放熱金属板との間が充填されるように注入する第3の工程を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a manufacturing method of an imaging apparatus, an imaging element unit including an imaging element, an imaging element substrate on which the imaging element is mounted, a heat dissipation metal plate that fixes the imaging element substrate, and lens optics. A front cover having a lens mount for mounting the system, and fixing the image sensor unit; and fixing the front cover and having m rows and n columns in a position overlapping the image sensor unit when viewed from the optical axis direction of the image sensor. A method of manufacturing an imaging apparatus that obtains a captured image by imaging subject light on the imaging element by a lens optical system having a main frame in which a through hole is formed, wherein the imaging element unit is attached to the front cover. A first step of adjusting the flange back when fixing, a second step of fixing the front cover to the main frame, and The heat conductive adhesive is injected from the m-row and n-column through-hole formed in the in-frame so that the space between the main frame and the heat-dissipating metal plate is filled around the through-hole formed in the main frame. And a third step.
以下、本発明の撮像装置に係るレンズ交換式のデジタルカメラの実施例について説明する。 Embodiments of an interchangeable lens digital camera according to an imaging apparatus of the present invention will be described below.
図1は本実施例のレンズ交換式のデジタルカメラ100(カメラ本体)を正面から見た斜視図である。図1において、101は撮像素子、105はフロントカバー、106はレンズマウントを示す。
FIG. 1 is a perspective view of the interchangeable lens digital camera 100 (camera body) of this embodiment as seen from the front. In FIG. 1,
本実施例のカメラ本体100は所謂ミラーレスタイプのデジタルカメラであり、撮像素子101の物体側にクイックリターンミラーは設けられていない。ミラーレスタイプのデジタルカメラでは、一眼レフタイプのデジタルカメラに採用されている光学ファインダーに代わってEVF(電子ビューファインダー)が採用されており、使用者は撮影時に撮像素子101に結像した被写体像から取得されたライブビュー画像をEVFやモニタによりリアルタイムに観察して撮影を行う。したがって、撮像素子101の物体側に設けられている不図示のフォーカルプレーンシャッターは通常時は開放状態であり、撮像素子101の受光面は物体側に露出している。
The
ライブビュー画像にはフォーカス情報や撮影条件等の撮影のための各種情報を重ねて表示することが可能である。EVFやモニタにはライブビュー画像の他にも撮影後のプレビューや再生、カメラ本体の設定情報を表示することも可能である。 Various information for photographing such as focus information and photographing conditions can be superimposed and displayed on the live view image. In addition to the live view image, the EVF and the monitor can also display preview and playback after shooting and setting information of the camera body.
フロントカバー105は、カメラ本体の正面に設けられる部材であり、主に後述するレンズマウントと撮像素子ユニットを光学的に位置調整して固定するための基礎となる部材である。
The
レンズマウント106はカメラ本体100に交換レンズを装着するための土台となる部材であり、交換レンズを装着するためのバヨネット機構を有する。
The
レンズマウント106のマウント面106aは、装着される交換レンズの光学系及び撮像素子101の光軸に垂直な面であり、交換レンズを装着する際の基準となる面である。マウント面106aと撮像素子101との面間隔の距離をフランジバックと呼び、適切な撮影画像を得るためには撮像素子101全体でフランジバックが一様となるように厳密に個体調整する必要がある。フランジバックの個体調整の方法については後述する。
The
なお、本実施例ではレンズ交換式のデジタルカメラにおけるレンズマウントの例について説明したが、レンズ一体型のデジタルカメラに本発明を適用する場合には、光学系を保持するレンズ鏡筒をデジタルカメラに固定する部分であってフランジバックの調整の基準となる部分をレンズマウントとする。 In this embodiment, an example of a lens mount in an interchangeable lens digital camera has been described. However, when the present invention is applied to a lens-integrated digital camera, a lens barrel that holds an optical system is used in the digital camera. The part to be fixed and used as a reference for adjusting the flange back is a lens mount.
図2は、本実施例のカメラ本体100において、フロントカバー105に固定される部材の一部を背面から見た分解斜視図である。図2において、101は撮像素子、102は撮像素子基板、103は放熱金属板、104は撮像素子ユニット、105はフロントカバー、107はメインフレーム、108は撮像素子ベース、109は熱伝導性粘土を示す。
FIG. 2 is an exploded perspective view of a part of the member fixed to the
撮像素子ユニット104は、撮像素子101、撮像素子基板102、放熱金属板103から構成される。
The
撮像素子基板102は、ガラスエポキシ基板からなり、撮像素子101を中心として撮像素子から読み出された画像信号を処理するための回路等が実装されている。
The image
放熱金属板103は、撮像素子101が実装された撮像素子基板102を固定している。放熱金属板103は熱伝導性の高いアルミニウム合金からなり、撮像素子101及び撮像素子基板102から発生した熱を他の部材へ放熱する役割を有する。また、放熱金属板103は、撮像素子基板102に比べて剛性が高く変形しにくいので、撮像素子ユニット104を精度良くフロントカバー105へ固定するための役割も有している。
The heat radiating
放熱金属板103において撮像素子101及び撮像素子基板102が配置される面と反対の背面は、後述する熱伝導性接着剤を簡単に均一に塗布するため平面とすることが好ましい。本実施例では放熱金属板103の背面に形成された凹形状に熱伝導性粘土109を貼付することで平面としている。
The back surface opposite to the surface on which the
フロントカバー105の前面にはレンズマウント106が固定されており、背面にはレンズマウント106のマウント面106aを基準としてフランジバックが調整された撮像素子ユニット104が固定される。本実施例の撮像素子ユニット104は、撮像素子ベース108に対して光軸が調整された状態で固定されており、さらに、撮像素子ユニット104と撮像素子ベース108は一体となってフロントカバー105の背面に形成されたボスにビスで固定される。また、撮像素子ベース108とフロントカバー105のボスとの間に適切な厚さのワッシャーを挟むことによりカメラ本体100の個体ごとにフランジバックが調整される。
A
撮像素子ユニット104のフランジバックの調整においてワッシャーの厚さは次のように求められる。まず、基準値となる仮の厚さのワッシャーを撮像素子ベース108とフロントカバー105の背面に形成されたボスとの間に挟み、撮像素子ユニット104と撮像素子ベース108とを一体としてビスによりフロントカバー105に固定する。この状態でレンズマウント106のマウント面106aを基準とした撮像素子101までの面間隔の距離を測定し、この距離と適切なフランジバックとの差分を算出してこの差分をキャンセルするためのワッシャーの厚さを求める。
In adjusting the flange back of the
なお、本実施例では適切な厚さのワッシャーを撮像素子ベース108とフロントカバー105との間に挟むことによりフランジバックの調整を行うこととしているが、撮像素子ユニット若しくは撮像素子ベースとフロントカバーとの間に圧縮コイルばねを挟み、これを適切な厚さに伸縮させるようにビスの締め込み量の調節することでフランジバックの調整を行うこととしてもよい。
In this embodiment, the flange back is adjusted by sandwiching a washer having an appropriate thickness between the
メインフレーム107は、単位重量あたりの剛性に優れたマグネシウム合金からなり、カメラ本体を構成する各部材を固定するための基礎となる部材である。撮像素子ユニット104及びレンズマウント106等が固定されたフロントカバー105はメインフレーム107に固定される。メインフレーム107の中央部には放熱のための平面部が形成され、平面部には後述する熱伝導性接着剤を注入するためのm行n列の貫通穴が形成されている。
The
次に、本実施例のカメラ本体100における放熱構造及びその製造方法について説明する。
Next, the heat dissipation structure in the
図3は、本実施例のカメラ本体100における放熱構造を背面から見た分解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the heat dissipating structure in the
放熱構造を製造するには、第1の工程として、撮像素子ユニット104及び撮像素子ベース108を一体としてフロントカバー105の背面に固定する。その際に、撮像素子ユニット104はフロントカバー105に対してフランジバックが調整される。フランジバックの調整は、撮像素子ユニット104が固定された撮像素子ベース108を介して行われ、撮像素子ベース108とフロントカバー105との間に適切な厚さのワッシャー110を挟んで撮像素子ベース108をフロントカバー105の背面に形成されたボス105aに対してビス111で固定することにより行われる。
To manufacture the heat dissipation structure, as a first step, the
第2の工程として、撮像素子ユニット104が固定されたフロントカバー105をメインフレーム107へ固定する。フロントカバー105はビス112によりメインフレーム107へ固定される。
As a second step, the
第3の工程として、メインフレーム107の平面部107aに形成された貫通穴107bの背面側から撮像素子ユニット104の放熱金属板103とメインフレーム107の平面部107aに挟まれた空間を充填するように熱伝導性接着剤を注入する。メインフレーム107の平面部107aに形成されたm行n列の貫通穴に対して熱伝導性接着剤を注入する際には、1つずつ注入しても複数同時に注入しても良い。
As a third step, a space sandwiched between the heat radiating
熱伝導性接着剤は、十分な熱伝導率を有していることが前提となるが、硬化条件や硬化後の収縮についても考慮して選択することが好ましい。熱伝導性接着剤の硬化条件について、硬化の方法や温度、時間を考慮することによりカメラ本体の組み立て効率を図ることが可能となる。硬化条件がカメラ本体の組み立て時の作業環境に合わない場合、硬化していない熱伝導性接着剤が不要な箇所へ垂れることを防止するため姿勢を変えたり移動させたりすることができず、次の組立工程に移るまでの時間をロスしてしまうこととなる。 The heat conductive adhesive is premised on having a sufficient thermal conductivity, but it is preferable to select it in consideration of curing conditions and shrinkage after curing. As for the curing conditions of the thermally conductive adhesive, it is possible to improve the assembly efficiency of the camera body by considering the curing method, temperature, and time. If the curing conditions do not match the work environment when assembling the camera body, the posture cannot be changed or moved in order to prevent the uncured thermal conductive adhesive from dripping to unnecessary places. The time required to move to the assembly process will be lost.
また、硬化後の収縮について考慮することにより、フランジバックの調整の精度を担保することが可能となる。第1の工程で調整されたフランジバックは容易に変化しないように固定されるが、熱伝導性接着剤の硬化後の収縮応力が大きいと撮像素子ユニット104がメインフレーム107に引き寄せられることで撮像素子ユニット104が湾曲しフランジバックが変化してしまうおそれがある。また、熱伝導性接着剤の収縮量が大きいと、撮像素子ユニット104やメインフレーム107の平面部107aから熱伝導性接着剤が剥がれることで撮像素子101や撮像素子基板102からの熱をメインフレーム107へ移動させる効率が低くなってしまうおそれがある。
In addition, by taking into account the shrinkage after curing, it is possible to ensure the accuracy of flange back adjustment. The flange back adjusted in the first step is fixed so as not to change easily. However, if the shrinkage stress after curing of the heat conductive adhesive is large, the
次に、本実施例のカメラ本体100の放熱構造においてメインフレーム107の平面部107aに形成されたm行n列の貫通穴について説明する。
Next, m through n columns of through holes formed in the
図4は、本実施例のカメラ本体100における放熱構造について図3の分解斜視図に示された部材を組み立てた後の背面図である。図4において113は熱伝導性接着剤を示す。後述するように熱伝導性接着剤113はメインフレーム107に形成された貫通穴107aの周囲において平面部107aと撮像素子ユニット104の放熱金属板103との空間を充填するように注入されている。
4 is a rear view after assembling the members shown in the exploded perspective view of FIG. 3 with respect to the heat dissipation structure in the
本実施例において、メインフレーム107の平面部107aには4行3列の貫通穴が形成されており、さらに貫通穴から注入される熱伝導性接着剤の広がる面積を大きくするためこれらに追加して2つの貫通穴が形成されている。貫通穴の配列をm行n列とすることで、熱源となる矩形形状の撮像素子101や撮像素子基板102からの効率的な放熱経路を構成することが可能となる。また、本実施例のようにm行n列の貫通穴に対してさらに周辺部や内部に貫通穴を追加することで放熱経路の効率性をより向上させることが可能となる。例えばm行n列の貫通穴に対してさらに内部へ貫通穴を追加することにより千鳥配列の貫通穴を構成して熱伝導性接着剤による放熱経路の密度を高めることも可能である。
In this embodiment, through holes of 4 rows and 3 columns are formed in the
図5は、貫通穴107aから注入される熱伝導性接着剤113の流れを示す図4のA−A断面図である。図5(b)は熱伝導性接着剤113の流れについて図5(a)のA−A断面図を部分的に拡大した図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 4 showing the flow of the heat conductive adhesive 113 injected from the through
液体状態の熱伝導性接着剤113は貫通穴107aから注入され続けると撮像素子ユニット104の放熱金属板103とメインフレーム107の平面部107aとに挟まれた空間を充填するように貫通穴107aを中心として同心円状に広がる。撮像素子ユニット104の放熱金属板103の面において、この面を平面にするために熱伝導性粘土109が貼付されている部分においてはメインフレーム107の平面部107aと熱伝導性粘土109とに挟まれた空間が充填されるように熱伝導性接着剤113が注入される。熱伝導性接着剤113は液体状態で注入されるためすでに第1の工程でフランジバックの調整がされている撮像素子ユニット104の位置に影響を与えることはない。また、カメラ本体の個体ごとに異なる撮像素子ユニット104とメインフレーム107との間の距離を熱接続するために特別な部材を調製して組み付ける必要がない。
When the heat conductive adhesive 113 in the liquid state is continuously injected from the through
それぞれの貫通穴107bから注入される熱伝導性接着剤113の直径が隣接する貫通穴107b同士の距離に相当する距離まで広がると、各貫通穴107bから注入された熱伝導性接着剤113同士が接続し、一体となって撮像素子ユニット104の放熱金属板103とメインフレーム107の平面部107aとを熱接続するように構成される。
When the diameter of the thermally conductive adhesive 113 injected from each through
熱伝導性接着剤113は注入が完了した後に放置することで空気中や部材に含まれる水分と反応して硬化する。熱伝導性接着剤の硬化の方法はこれに限られるものではなく、乾燥によるものや紫外線照射によるものなども含まれる。 The heat conductive adhesive 113 is cured by reacting with moisture contained in the air or the member by leaving it after the injection is completed. The method of curing the heat conductive adhesive is not limited to this, and includes those by drying and those by ultraviolet irradiation.
次に、メインフレーム107の平面部107aに形成される各貫通穴107bの直径と間隔との関係について説明する。
Next, the relationship between the diameters and intervals of the through
図6は、メインフレーム107の平面部に形成されたm行n列の貫通穴107bの配置に関する模式図である。図6の模式図では説明を簡単にするため、2行2列の貫通穴107bの配列を示している。図6において、貫通穴107bの直径をr、間隔をlとする。
FIG. 6 is a schematic diagram relating to the arrangement of m rows and n columns of through
熱伝導性接着剤113は貫通穴107bを中心として撮像素子ユニット104の放熱金属板103とメインフレーム107の平面部107aとに挟まれた空間を充填するように同心円状に広がる。熱伝導性接着剤113が広がる範囲は注入の時間や速度などにより決定される。
The heat conductive adhesive 113 spreads concentrically so as to fill a space sandwiched between the heat radiating
熱伝導性接着剤113により撮像素子ユニット104の放熱金属板103とメインフレーム107の平面部107aとの間を充填する際には、なるべく放熱経路の断面積を最大にして熱の移動効率を高めるように充填することが好ましい。そのためには、最大で対角線上に隣り合う貫通穴107b同士の間の距離の半分まで熱伝導性接着剤113が同心円状に広がることが好ましい。
When filling the space between the heat radiating
一方でこの場合には、貫通穴107bから注入される熱伝導性接着剤113が隣り合う貫通穴107bから逆流してカメラ本体内部の不必要な部分にまで漏れ出るおそれがあり、貫通穴107bの直径rと間隔lを適切な範囲に設定することが必要である。より具体的には、m行n列の貫通穴107bにおいて対角線上に隣り合う貫通穴107b同士の間の距離の1/2の距離を、熱伝導性接着剤113が注入される貫通穴107bの中心から隣り合う貫通穴107bの周縁までの距離のうち最短の距離よりも短くすることが必要である。
On the other hand, in this case, there is a possibility that the heat conductive adhesive 113 injected from the through
上記の条件を式で表すと次のようになる。
√2×l/2<l−r/2
すなわち、
r<(2−√2)×l
ただし、
r:貫通穴の直径
l:垂直方向又は水平方向に隣接する貫通穴の間の距離のうち最も短い距離
The above conditions can be expressed as follows.
√2 × l / 2 <l−r / 2
That is,
r <(2-√2) × l
However,
r: Diameter of the through hole l: Shortest distance among the distances between the through holes adjacent in the vertical direction or the horizontal direction
メインフレーム107の平面部107aに形成されたm行n列の貫通穴107bにおいて上記の条件で貫通穴107bの直径rと間隔lを適切な範囲に設定することにより、カメラ本体内部の不必要な部分に熱伝導性接着剤113が漏れ出ることがなく、より広い断面積で撮像素子ユニット104とメインフレーム107とを熱接続することが可能となる。
By setting the diameter r and the interval l of the through
本発明により、調整されたフランジバックに影響を与えることなく、調整されたフランジバックに個体差があっても熱源となる撮像素子及び撮像素子基板を含む撮像素子ユニットとメインフレームとをより広い断面積で確実に熱接続することが可能な放熱構造を有する撮像装置及び撮像装置の製造方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, an image sensor unit including an image sensor and an image sensor substrate serving as a heat source even if there is an individual difference in the adjusted flange back without affecting the adjusted flange back, and the main frame are more widely disconnected. It is possible to provide an imaging apparatus having a heat dissipation structure that can be reliably thermally connected with an area, and a method for manufacturing the imaging apparatus.
100 カメラ本体
101 撮像素子
102 撮像素子基板
103 放熱金属板
104 撮像素子ユニット
105 フロントカバー
105a ボス
106 レンズマウント
106a マウント面
107 メインフレーム
107a 平面部
107b 貫通穴
108 撮像素子ベース
109 熱伝導性粘土
110 ワッシャー
111 ビス
112 ビス
113 熱伝導性接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (4)
撮像素子と前記撮像素子を実装する撮像素子基板と前記撮像素子基板を固定する放熱金属板からなる撮像素子ユニットと、
レンズ光学系をマウントするためのレンズマウントを有し前記撮像素子ユニットを固定するフロントカバーと、
前記フロントカバーを固定し前記撮像素子の光軸方向からみて前記撮像素子ユニットと重なる位置にm行n列の貫通穴が形成されるメインフレームとを有し、
前記メインフレームに形成された貫通穴の周囲で前記メインフレームと前記放熱金属板との間が熱伝導性接着剤で充填されていることを特徴とする撮像装置。 In an imaging device that obtains a captured image by imaging subject light on an imaging device by a lens optical system,
An imaging element unit comprising an imaging element, an imaging element substrate for mounting the imaging element, and a heat dissipating metal plate for fixing the imaging element substrate;
A front cover having a lens mount for mounting a lens optical system and fixing the image sensor unit;
A main frame which fixes the front cover and has a through hole of m rows and n columns formed at a position overlapping the image sensor unit when viewed from the optical axis direction of the image sensor;
An image pickup apparatus, wherein a space between the main frame and the heat radiating metal plate is filled with a heat conductive adhesive around a through hole formed in the main frame.
r<(2−√2)×l
ただし、
r:貫通穴の直径
l:垂直方向又は水平方向に隣接する貫通穴の間の距離のうち最も短い距離 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the through holes of m rows and n columns formed in the main frame satisfy the following condition.
r <(2-√2) × l
However,
r: Diameter of the through hole l: Shortest distance among the distances between the through holes adjacent in the vertical direction or the horizontal direction
レンズ光学系をマウントするためのレンズマウントを有し前記撮像素子ユニットを固定するフロントカバーと、
前記フロントカバーを固定し前記撮像素子の光軸方向からみて前記撮像素子ユニットと重なる位置にm行n列の貫通穴が形成されるメインフレームとを有するレンズ光学系により被写体光を前記撮像素子に結像させることで撮影画像を取得する撮像装置の製造方法であって、
前記撮像素子ユニットを前記フロントカバーに固定する際にフランジバックを調整する第1の工程と、
前記フロントカバーを前記メインフレームに固定する第2の工程と、
前記メインフレームに形成されたm行n列の貫通穴から熱伝導性接着剤を前記メインフレームに形成された貫通穴の周囲で前記メインフレームと前記放熱金属板との間が充填されるように注入する第3の工程を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。 An imaging element unit comprising an imaging element, an imaging element substrate for mounting the imaging element, and a heat dissipating metal plate for fixing the imaging element substrate;
A front cover having a lens mount for mounting a lens optical system and fixing the image sensor unit;
Subject light is applied to the image sensor by a lens optical system having a main frame in which a through-hole of m rows and n columns is formed at a position overlapping the image sensor unit when viewed from the optical axis direction of the image sensor. A method of manufacturing an imaging device that acquires a captured image by forming an image,
A first step of adjusting a flange back when fixing the imaging element unit to the front cover;
A second step of fixing the front cover to the main frame;
Thermally conductive adhesive is filled between the main frame and the heat dissipation metal plate around the through hole formed in the main frame from the m row and n column through hole formed in the main frame. A method for manufacturing an imaging device, comprising a third step of injecting.
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