УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ЭФФЕКТИВНОГО ОТВОДА ТЕПЛА Российский патент 2013 года по МПК G03B17/55 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству регистрации изображения, такому как цифровая камера (цифровой фотоаппарат), которое оснащено элементом регистрации изображений для фотоэлектрического преобразования изображения объекта в электрический сигнал.

Описание предшествующего уровня техники

В устройстве регистрации изображения, таком как цифровая камера (фотоаппарат), производительность элемента регистрации изображений и различных ИС (интегральных схем), включая управляющие ИС, повысилась с улучшением возможностей устройства регистрации изображения и в связи с этим повысилось энергопотребление. Ввиду этого существует опасение, что увеличение количества тепла, отводимого от ИС, локально повысит температуру части наружной поверхности электронного устройства вблизи ИС.

Обычно в качестве метода эффективного отвода тепла, образуемого в устройстве регистрации изображения, предлагалась цифровая камера, снабженная теплоотводящей деталью, в которой имеется полый теплопередающий элемент, выполненный на его торце, с каналом для циркуляции воздуха (смотрите опубликованный патент Японии № 2004-48517). В предлагаемой цифровой камере теплоотводящая деталь теплопередающего элемента соприкасается с электрическим элементом в качестве теплоизлучающего элемента или располагается вблизи него, а торцевая сторона канала для циркуляции воздуха теплоотводящего элемента закреплена на наружной стенке корпуса камеры с тем, чтобы торцевая сторона канала для циркуляции воздуха была обращена наружу. Тепло, образуемое электрическим элементом, передается в теплопередающую деталь и отводится в полый элемент, при этом тепло сбрасывается из полого элемента через канал для циркуляции воздуха.

Кроме того, предлагалась камера, в которой имеются выемка, выполненная в корпусе камеры для вмещения головки камеры, соединяемой с корпусом камеры, и печатная плата в качестве теплоизлучающего элемента, расположенная в месте, обращенном к нижней стенке выемки (смотрите опубликованный патент Японии № 2004-54159). В предложенной камере тепло, образуемое печатной платой, отводится в пространство между головкой камеры и нижней стенкой выемки.

Кстати, один из типов устройств регистрации изображения, таких как цифровые камеры, выполнен таким образом, что световой поток, падающий через некоторые из множества групп линз, искривляется с помощью искривляющего оптического элемента, такого как призма, в направлении, ортогональном оптической оси падающего излучения с тем, чтобы световой поток направлялся на элемент регистрации изображений через другие группы линз. В устройстве регистрации изображения элемент регистрации изображений в качестве теплоизлучающего элемента расположен вблизи наружной поверхности участка захвата, захватываемого рукой пользователя, поэтому температура участка захвата локально повышается, что может показаться пользователю необычным или неприятным. Однако методы, описанные в опубликованном патенте Японии № 2004-48517 и № 2004-54159, не могут использоваться в теплоотводящей конструкции такого типа устройства регистрации изображения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением предлагается механизм, который позволяет осуществлять эффективный отвод тепла, образуемого элементом регистрации изображений, расположенным вблизи наружной поверхности участка захвата, захватываемого пользователем, и посредством этого предотвращать локальное повышение температуры участка захвата.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство регистрации изображения, содержащее оптический блок, выполненный с возможностью искривления светового потока, падающего от объекта, и тем самым направления светового потока к участку захвата устройства регистрации изображения, несущий элемент, выполненный с возможностью прикрепления оптического блока, первый наружный элемент, выполненный с возможностью закрывания передней стороны устройства регистрации изображения, причем первый наружный элемент расположен таким образом, что оптический блок размещается по существу между несущим элементом и первым наружным элементом, элемент регистрации изображений, расположенный на участке захвата устройства регистрации изображения, второй наружный элемент, выполненный с возможностью закрывания участка захвата устройства регистрации изображения, и теплопроводящий элемент, выполненный с возможностью проведения тепла элемента регистрации изображений, причем теплопроводящий элемент расположен между элементом регистрации изображения и вторым наружным элементом, теплопроводящий элемент связан с несущим элементом и первым наружным элементом, при этом теплопроводность второго наружного элемента меньше теплопроводности несущего элемента, первого наружного элемента и теплопроводящего элемента.

В соответствии с настоящим изобретением, поскольку отвод тепла, образуемого элементом регистрации изображений, расположенным вблизи наружной поверхности участка захвата, захватываемого пользователем, может осуществляться эффективно, локальное повышение температуры на участке захвата может быть предотвращено.

Особенности и преимущества изобретения станут более понятными из нижеследующего подробного описания, сопровождаемого ссылками на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1А и 1В показаны перспективные виды внешнего вида цифровой камеры (фотоаппарата) как устройства регистрации (съемки) изображения в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, при этом на фиг.1А показана цифровая камера, если смотреть на нее спереди, а на фиг.1В показана цифровая камера, если смотреть на нее сзади.

На фиг.2А показан вид в перспективе цифровой камеры в состоянии, в котором узел трансфокации оправы объектива выдвинут в положение для съемки.

На фиг.2В показан вид в перспективе цифровой камеры в состоянии, в котором узел трансфокации оправы объектива втянут в свое исходное положение.

На фиг.2С показан вид в перспективе цифровой камеры в состоянии фиг.2А, если смотреть на нее сзади.

На фиг.3А показан вид в перспективе печатной платы, если смотреть на нее спереди.

На фиг.3В показан вид в перспективе печатной платы фиг.3А, если смотреть на нее сзади.

На фиг.4А показана передняя сторона оправы объектива в состоянии, в котором ее узел трансфокации выдвинут в положение для съемки.

На фиг.4В показано поперечное сечение по линии A--A фиг.4А.

На фиг.5А показана передняя сторона оправы объектива в состоянии, в котором ее узел трансфокации втянут в свое исходное положение.

На фиг.5В показано поперечное сечение оправы объектива фиг.5А по линии В--В фиг.5А.

На фиг.6 изображено увеличенное поперечное сечение, на котором показано состояние, в котором боковые крышки, передняя крышка, задняя крышка, теплопроводящий элемент, несущий элемент и кнопка управления установлены на узле D фиг.4В.

На фиг.7 показан вид в перспективе, полезный для объяснения присоединенного состояния передней крышки, теплопроводящего элемента и несущего элемента.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже настоящее изобретение подробно описывается со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны его варианты осуществления.

На фиг.1А и 1В показаны виды в перспективе внешнего вида цифровой камеры (фотоаппарата) как устройства съемки изображений в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг.1А показана цифровая камера, если смотреть на нее спереди, а на фиг.1В показана цифровая камера, если смотреть на нее сзади.

Как показано на фиг.1А и 1В, наружная поверхность цифровой камеры 101 в соответствии с настоящим изобретением образована передней крышкой 104, задней крышкой 105, боковыми крышками 102 и 103, крышкой 112 терминала для закрывания терминала для связи с внешним устройством и т.д. Боковая крышка 103 выполнена с элементом 103а крепления ремня.

На передней стороне цифровой камеры 101 расположены узел 109а управления трансфокацией оправы 109 объектива и окно 114 для стробируемого источника света. На задней стороне цифровой камеры 101 расположены узел 111 дисплея, реализованный, например, в виде жидкокристаллического дисплея (LCD), и различные кнопки 110a-110d управления. На верхней стороне цифровой камеры 101 расположены спусковая кнопка 106, переключатель 107 трансфокации, переключатель 108 режимов и выключатель 113 питания.

Далее, в соответствии с фиг.1А и 1В, цифровая камера 101 имеет наружную поверхность своей левой стороны, которая, если смотреть спереди (в пространстве предметов) цифровой камеры 101, выполнена в виде участка захвата А, захватываемого пользователем для съемки, при этом боковые крышки 102 и 103 и крышка 112 терминала расположены на стороне цифровой камеры 101, на которой предусмотрен участок захвата А. Одним словом, боковые крышки 102 и 103 выполняют функцию наружных элементов, расположенных на участке, захватываемом пользователем.

На фиг.2А показан вид в перспективе цифровой камеры 101 в состоянии, в котором узел 109а управления трансфокацией оправы 109 объектива выдвинут в положение для съемки. На фиг.2В показан вид в перспективе цифровой камеры 101 в состоянии, в котором узел 109а управления трансфокацией оправы 109 объектива втянут в свое исходное положение. На фиг.2С показан вид в перспективе цифровой камеры 101, показанной на фиг.2А, если смотреть на нее сзади.

Как показано на фиг.2А и 2В, печатная плата 115 установлена на одной стороне (около участка захвата А) цифровой камеры 101 в радиальном направлении узла 109а управления трансфокацией, являющегося передней частью оправы 109 объектива. Кроме того, в цифровой камере 101 имеется неподвижная часть 127, закрепленная на несущем элементе 124, описанном ниже, на задней стороне оправы 109 объектива. На неподвижной части 127 закреплены рама 128 объектива оправы 109 объектива и ось 129 для направления перемещения рамы 128 объектива.

В настоящем варианте осуществления неподвижная часть 127 выполнена из металла. Это вызвано тем, что применение металла позволяет получить определенную жесткость конструкции при меньшем объеме, чем применение пластика, для достижения посредством этого уменьшения размера оправы 109 объектива.

На фиг.3А показан вид в перспективе печатной платы 115, если смотреть на нее спереди, а на фиг.3В показан вид в перспективе печатной платы 115 фиг.3А, если смотреть на нее сзади.

Как показано на фиг.3А и 3В, опорная секция 120 элемента регистрации изображений простирается назад со стороны печатной платы 115 по направлению к участку захвата А. На внутренней поверхности опорной секции 120 элемента регистрации изображений установлен элемент 116 регистрации изображений для фотоэлектрического преобразования изображения объекта в электрический сигнал. Как показано на фиг.3А, на передней стороне печатной платы 115 установлена секция 117 обработки сигналов для выполнения заданной обработки сигнала изображения, выдаваемого с элемента 116 регистрации изображений. Как показано на фиг.3В, на задней стороне печатной платы 115 установлены соединители 119a и 119b для электрического соединения с другой печатной платой.

На фиг.4А показан вид спереди оправы 109 объектива в состоянии, в котором его узел 109а управления трансфокацией выдвинут в положение для съемки, а на фиг.4В показан вид в поперечном сечении изображенного на фиг.4А узла 109а управления трансфокацией по линии A--A фиг.4А.

Как показано на фиг.4В, группы 121a и 121b линз закреплены в узле 109а управления трансфокацией оправы 109 объектива, а призма 122, как пример искривляющего оптического элемента, закреплена позади группы 121b линз.

Световой поток, падающий со стороны пространства предметов через группы линз 121a и 121b, отражается призмой 122 под углом приблизительно 90 градусов в направлении, ортогональном оптической оси падающего излучения В, а затем проходит через группы 121c-121f линз для формирования изображения на элементе 116 регистрации изображений. Группы 121a и 121b линз соответствуют примеру первой группы линз настоящего изобретения, а группы 121c-121f линз соответствуют примеру второй группы линз.

На фиг.5А показан вид спереди оправы 109 объектива в состоянии, в котором его узел 109а управления трансфокацией втянут в свое исходное положение, а на фиг.5В показано поперечное сечение изображенной на фиг.5А оправы 109 объектива по линии В--В фиг.5А.

Как показано на фиг.5В, в состоянии, в котором узел 109а управления трансфокацией втянут в свое исходное положение, призма 122 и группы 121c-121f линз смещены по направлению к элементу 116 регистрации изображений, при этом позади групп 121a и 121b линз образуется пространство для размещения групп 121a и 121b линз. Это позволяет выполнить цифровую камеру 101 в направлении толщины (т.е. в направлении вдоль оптической оси падающего излучения В) меньшей длины, чем в том случае, когда группы 121a-121f линз и элемент 116 регистрации изображений расположены вдоль оптической оси падающего излучения В, и посредством этого уменьшить толщину цифровой камеры 101.

На фиг.6 изображен увеличенный вид в поперечном сечении, на котором показано состояние, в котором боковые крышки 102 и 103, передняя крышка 104, задняя крышка 105, теплопроводящий элемент 123, несущий элемент 124 и кнопка 110b управления установлены на узле D фиг.4В. На фиг.7 показан вид в перспективе, полезный для объяснения присоединенного состояния передней крышки 104, теплопроводящего элемента 123 и несущего элемента 124.

Как показано на фиг.7, передняя крышка 104 установлена на передней стороне (около печатной платы 115) оправы 109 объектива таким образом, что передняя крышка проходит вблизи печатной платы 115, являясь противолежащей ей. Кроме того, неподвижная часть 127 оправы 109 объектива закреплена на несущем элементе 124. Несущий элемент 124 выполнен из металлического материала, имеющего высокую теплопроводность, и выполняет функцию первого теплоотводящего элемента, закрепленного на одной поверхности оправы 109 объектива. Как показано на фиг.6, на задней стороне несущего элемента 124 задняя крышка 105 расположена в месте, прилежащем и противолежащем несущему элементу 124. Таким образом, несущий элемент 124 расположен между оправой 109 объектива и задней крышкой 105.

Кроме того, на наружной стороне (т.е. стороне, удаленной от групп 121c-121f линз) опорной секции 120 элемента регистрации изображений оправы 109 объектива теплопроводящий элемент 123 расположен между опорной секцией 120 элемента регистрации изображений и боковыми крышками 102 и 103 таким образом, что теплопроводящий элемент 123 проходит вблизи них и противолежит им. При этом элемент 116 регистрации изображений, являющийся теплоизлучающим элементом, расположен вблизи боковых крышек 102 и 103, образующих часть наружной поверхности участка захвата А цифровой камеры 101.

Как показано на фиг.7, передняя крышка 104 выполняет функцию второго теплоотводящего элемента, расположенного на противоположной стороне оправы 109 объектива относительно несущего элемента 124.

Как показано на фиг.7, теплопроводящий элемент 123 прикреплен к передней крышке 104 болтами 125a и 125b, а также к несущему элементу 124 болтами 126a и 126b. Иными словами, теплопроводящий элемент 123 имеет теплопроводящее соединение не только с передней крышкой 104, но и с несущим элементом 124. Поэтому тепло, образуемое в элементе 116 регистрации изображений, передается на переднюю крышку 104 и несущий элемент 124 через теплопроводящий элемент 123. Передняя крышка 104 и несущий элемент 124 являются элементами, каждый из которых имеет большую площадь поверхности в цифровой камере 101, поэтому они могут эффективно отводить тепло, образуемое в элементе 116 регистрации изображений.

В настоящем варианте осуществления каждый из элементов - передняя крышка 104, задняя крышка 105, теплопроводящий элемент 123 и несущий элемент 124 - выполнен из металлического материала. Передняя крышка 104 и задняя крышка 105 выполнены из соответствующих различных типов металлических материалов. Задняя крышка 105 выполнена с большим отверстием, чтобы оставлять открытым узел 111 дисплея, как показано на фиг.1В, и, следовательно, поскольку площадь поверхности задней крышки меньше площади поверхности передней крышки 104, эффективной теплоотдачи ожидать не приходится. Кроме того, прочность задней крышки 105, имеющей образованное в ней большое отверстие, ниже прочности передней крышки 104. В связи с этим, для выполнения задней крышки 105 используется металлический материал с большей прочностью и меньшей теплопроводностью, чем металлический материал, из которого выполнена передняя крышка 104. При этом в отношении задней крышки 105 величине прочности придается большее значение, чем величине теплопроводности.

Боковые крышки 102 и 103 выполнены из материала, такого как пластик, который имеет меньшую теплопроводность, чем теплопроводность материала, из которого выполнен каждый из следующих элементов: передняя крышка 104, теплопроводящий элемент 123 и несущий элемент 124. Поэтому большая часть тепла, образуемого в элементе 116 регистрации изображений, передается в теплопроводящий элемент 123, а затем передается в переднюю крышку 104 и несущий элемент 124 перед передачей в боковые крышки 102 и 103. Это позволяет уменьшить количество тепла, передаваемого в боковые крышки 102 и 103, для предотвращения посредством этого перегрева боковых крышек 102 и 103.

Кроме того, неподвижная часть 127 выполнена из материала, который имеет меньшую теплопроводность, чем материал, из которого выполнен каждый из следующих элементов: теплопроводящий элемент 123, передняя крышка 104 и несущий элемент 124. Это позволяет уменьшить количество тепла, передаваемого от несущего элемента 124 в неподвижную часть 127. К неподвижной части 127 прикреплены рама 128 объектива и ось 129 для направления перемещения рамы 128 объектива, поэтому передача тепла на неподвижную часть 127 приводит к ухудшению точности позиционирования рамы 128 объектива и оси 129. В настоящем варианте осуществления неподвижная часть выполнена с меньшей теплопроводностью, чем у несущего элемента 124, благодаря чему передача тепла от несущего элемента 124 к неподвижной части 127 затруднена.

Как описано выше, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, ввиду того, что может осуществляться эффективный отвод тепла, образуемого в элементе 116 регистрации изображений, расположенном вблизи наружной поверхности участка захвата А, захватываемого пользователем, локальное повышение температуры в участке захвата А может быть предотвращено.

Кроме того, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, ввиду того, что боковые крышки 102 и 103 выполнены из материала, который имеет меньшую теплопроводность, чем теплопроводность материала, из которого выполнен каждый из следующих элементов: передняя крышка 104, теплопроводящий элемент 123 и несущий элемент 124, количество тепла, передаваемого наружу через боковые крышки 102 и 103, может быть уменьшено.

Кроме того, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, ввиду того, что неподвижная часть 127 выполнена из материала, который имеет меньшую теплопроводность, чем материал, из которого выполнен каждый из следующих элементов: теплопроводящий элемент 123, передняя крышка 104 и несущий элемент 124, может быть предотвращена передача на неподвижную часть 127 тепла, передаваемого от элемента 116 регистрации изображений на переднюю крышку 104 и несущий элемент 124 через теплопроводящий элемент 123, для предотвращения посредством этого деформации оправы 109 объектива из-за теплового расширения.

Более того, в соответствии с настоящим вариантом осуществления передняя крышка 104 и задняя крышка 105 выполнены из соответствующих металлических материалов, отличающихся по типу друг от друга, при этом металлический материал, из которого выполнена передняя крышка 104, имеет более высокую теплопроводность и меньшую прочность, чем металлический материал, из которого выполнена задняя крышка 105. Это позволяет осуществлять эффективный отвод тепла, образуемого в элементе 116 регистрации изображений, через переднюю крышку 104 и обеспечить жесткость задней крышки 105, равную жесткости передней крышки 104, даже в том случае, если задняя крышка 105, имеющая более высокую жесткость, чем передняя крышка 104, выполнена более тонкой, чем передняя крышка 104. Таким образом, длина цифровой камеры 101 в направлении толщины (т.е. в направлении вдоль оптической оси падающего излучения В) может быть уменьшена, что позволяет снизить толщину цифровой камеры 101.

Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается описанным выше вариантом осуществления, во всяком случае, материалы, формы, размеры, количество, расположение и т.д. компонентов по мере необходимости могут изменяться в пределах сущности и объема настоящего изобретения.

Например, хотя в описанном выше варианте осуществления неподвижная часть 127 выполнена из металлического материала, это не является ограничением, поскольку неподвижная часть 127 может быть выполнена из неметаллического материала, такого как пластик.

Кроме того, хотя, например, в описанном выше варианте осуществления передняя крышка 104 предусмотрена в качестве второго теплоотводящего элемента, это не является ограничением, во всяком случае, второй теплоотводящий элемент может быть расположен между передней крышкой 104 и оправой 109 объектива и прикреплен к теплопроводящему элементу 123, например, болтами.

Кроме того, хотя в описанном выше варианте осуществления передняя крышка 104 и задняя крышка 105 выполнены из соответствующих металлических материалов, отличающихся по типу друг от друга, это не является ограничением, во всяком случае, они могут быть выполнены из одного и того же материала.

Более того, хотя в описанном выше варианте осуществления оправа 109 объектива предусмотрена с механизмом трансфокации, оправа 109 объектива может быть предусмотрена без механизма трансфокации.

Несмотря на то, что настоящее изобретение описано со ссылкой на пример осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничивается описанным примером осуществления. Объем приведенной ниже формулы изобретения должен допускать расширительное толкование с тем, чтобы включать в себя все подобные варианты, эквивалентные конструкции и функции.

По данной заявке испрашивается приоритет заявки на патент Японии № 2010-173629, поданной 2 августа 2010 года, которая полностью включена в настоящее описание в виде ссылки.

Изобретение относится к устройствам регистрации изображения. Оптический блок, закрепленный на несущем элементе, искривляет световой поток, падающий от объекта, с помощью призмы для направления светового потока к участку захвата. Передняя крышка закрывает часть оправы объектива и размещена таким образом, что оправа объектива располагается между несущим элементом и передней крышкой. Элемент регистрации изображений расположен около участка захвата. Теплопроводящий элемент связан с несущим элементом и передней крышкой. Боковые крышки закрывают теплопроводящий элемент. Теплопроводность боковых крышек меньше теплопроводности передней крышки. Технический результат - эффективный отвод тепла и предотвращение локального повышения температуры участка захвата. 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Устройство регистрации изображения, содержащее:
оптический блок, выполненный с возможностью искривления светового потока, падающего от объекта, и тем самым направления светового потока к участку захвата устройства регистрации изображения;
несущий элемент, выполненный с возможностью прикрепления упомянутого оптического блока;
первый наружный элемент, выполненный с возможностью закрывания передней стороны устройства регистрации изображения, причем упомянутый первый наружный элемент расположен таким образом, что упомянутый оптический блок размещается, по существу, между упомянутым несущим элементом и упомянутым первым наружным элементом;
элемент регистрации изображений, расположенный на участке захвата устройства регистрации изображения;
второй наружный элемент, выполненный с возможностью закрывания участка захвата устройства регистрации изображения; и
теплопроводящий элемент, выполненный с возможностью проведения тепла упомянутого элемента регистрации изображений, причем упомянутый теплопроводящий элемент расположен между упомянутым элементом регистрации изображений и вторым наружным элементом, упомянутый теплопроводящий элемент связан с упомянутым несущим элементом и упомянутым первым наружным элементом,
при этом теплопроводность упомянутого второго наружного элемента меньше теплопроводности упомянутого несущего элемента, упомянутого первого наружного элемента и упомянутого теплопроводящего элемента.

2. Устройство регистрации изображения по п.1, дополнительно содержащее задний закрывающий элемент, выполненный с возможностью закрывания задней стороны устройства регистрации изображения, в котором теплопроводность упомянутого заднего закрывающего элемента ниже теплопроводности упомянутого первого закрывающего элемента.

3. Устройство регистрации изображения по п.1, в котором упомянутый второй наружный элемент выполнен с элементом крепления ремня.

4. Устройство регистрации изображения по п.1, в котором упомянутый оптический блок содержит неподвижную часть, прикрепленную к упомянутому несущему элементу, и в котором теплопроводность упомянутой неподвижной части меньше теплопроводности каждого из следующих элементов: упомянутый несущий элемент, упомянутый первый наружный элемент и упомянутый теплопроводящий элемент.