JP2008064863A - 手ぶれ補正機構及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサシフト手ぶれ補正方式においても撮像素子の放熱を促進させて熱ノイズの発生を低減する。
【解決手段】光軸Ｌに対して直交する平面上を互いに直交する方向に撮像素子２２を移動させて手ぶれ補正する手ぶれ補正機構１４において、撮像素子２２の背面から撮像素子２２の熱を気相中に放散させる放熱機構を有する。前記放熱機構は撮像素子２２の背面に設置された放熱部１８を備える。放熱部１８は撮像素子２２の背面に接触配置されるベース１８１の主面に撮像素子２２からの熱を気相中に放散させる複数のフィン４３２を設けている。放熱部１８は撮像素子２２の熱を吸収する材料からなる蓄熱部材を介して撮像素子２２の背面に設置するとよい。また、フィン４３２に代えて撮像素子２２からの熱を遠赤外線に変換する材料から成る熱変換部材としてセラミックシートまたはセラミック塗料をベース１８１の主面に設置または塗布してもよい。
【選択図】図７

Description

本発明はデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の手ぶれを補正する振れ補正機能等として適用される手ぶれ補正機構及びこれを備えた撮像装置に関する。

撮像装置の手ぶれ補正機構等の撮影光軸のずれを補正する機構には３つの方式がある。

第一の方式としては、手ぶれしている映像を撮像素子が受けると、前記映像を電子的にプログラムが位置や色等を調整して、振れていない映像に補正する「電子式手ぶれ補正方式」がある。

第二の方式としては、写真レンズ内に振動ジャイロ機構を備えた補正レンズを組み込み、振れを打ち消す方向に補正レンズを動かすことによって光軸を補正することで、受光面（イメージセンサー）に到達する光の動きを抑えることで振れを軽減させる「光学式手ぶれ補正方式」がある。

第三の方式としては、撮像素子を光軸に対して直交する平面において撮像素子を直交する方向に揺動させて手ぶれを補正する「センサシフト手ぶれ補正方式」が知られている（例えば特許文献１及び特許文献２）。

特に、前記第三の補正方式の「センサシフト手ぶれ補正方式」は撮像素子自身が動くために振れ補正専用のレンズが不要であり、小型で高画質対応の振れ補正機能を有する撮像装置の実現が可能となる利点がある。
特開２００３−１１０９２９ 特開２００６−７８８９１

手ぶれ補正機能を有する撮像装置は撮像素子が発熱しやすいので熱ノイズを発生しやすい傾向にある。撮像素子の放熱対策としては例えば特許文献１の撮像装置のように撮像素子と基板との間に放熱板金が取り付けられている方式が採られている。

前記第三の補正方式は、補正専用のレンズが不要でありコンパクトに高画質対応の振れ補正が実現できる利点があるが、撮像素子が移動するタイプであるので、撮像素子を効率的に冷却及び放熱することが困難である。特許文献１の放熱形態は撮像素子と基板との間に放熱板金が介在しているので、効率的な撮像素子の放熱が行えない。

本発明は以上の事情に鑑みなされたものでその目的はセンサシフト手ぶれ補正方式においても撮像素子の放熱を促進させて熱ノイズの発生を低減できる手ぶれ補正機構及びこれを備えた撮像装置の提供にある。

そこで、本発明の手ぶれ補正機構は、光軸に対して直交する平面上を互いに直交する方向に撮像素子を移動させて手ぶれ補正する手ぶれ補正機構において、撮像素子の背面から前記撮像素子の熱を気相中に放散させる放熱機構を有する。

本発明の撮像装置は、光軸に対して直交する平面上を互いに直交する方向に撮像素子を移動させて手ぶれ補正する手ぶれ補正機構を備え、この手ぶれ補正機構は撮像素子の背面から前記撮像素子の熱を気相中に放散させる放熱機構を有する。

以上の本発明の手振れ補正機構及び撮像装置によれば手振れ補正動作時に生じた撮像素子の熱が気相中に逃げやすくなる。

前記放熱機構として、前記撮像素子の背面に放熱部を備え、この放熱部の主面には前記撮像素子からの熱を気相中に放散させる複数のフィンが設けられると、前記放熱部は気相との接触面積が広くなると共に手ぶれ補正時に撮像素子が動作することに伴いフィンは周囲の気相と接触しながら動作するので、撮像素子の放熱効果が高まる。そして、前記撮像装置の筐体内においては前記放熱部から放散された熱を受けて大気中に放熱する伝熱部が具備されると、前記放熱部からの熱が伝熱部を介して撮像装置の外部に放出されるので放熱効果が一層高まる。

また、前記放熱機構として、前記撮像素子の背面に放熱部を備え、この放熱部の主面には前記撮像素子からの熱を遠赤外線に変換する材料から成る第一の熱変換部材が設けられ、この第一の熱変換部材と対向した位置には前記第一の熱変換部材から放射された遠赤外線を吸収する材料からなる第二の熱変換部材が配置されると、撮像素子の熱は第一の熱変換部材に吸収されて遠赤外線に変換され、この遠赤外線はさらに第二の熱変換部材によって吸収されるので、撮像素子の放熱が一層促進される。そして、前記第二の熱変換部材は撮像装置の筐体の内面または前記筐体内に設置された伝熱部に設けられると、第一の熱変換部材から放射された遠赤外線が第二の熱変換部材によって吸収されて撮像装置の外部に放出されるので、撮像素子の放熱がより一層促進される。第一及び第二の熱変換部材を構成する材料としてはセラミックスが挙げられる。第一及び第二の熱変換部材の形態としてはセラミックシートやセラミック塗料が挙げられる。

前記手ぶれ補正機構としては、被写体を撮像する撮像素子を保持する撮像素子ホルダと、前記撮像素子の背面側に配置されると共に前記撮像素子ホルダを保持しながら移動するスライダとを備え、前記放熱機構は、前記撮像素子ホルダ若しくはスライダまたはこの両方が１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する樹脂材の成形品からなることにより構成される。前記樹脂材は射出成型をすることにより複雑な成型が可能であり且つ樹脂材の熱伝導率が高いので、撮像素子の熱は撮像素子ホルダやその外側のスライダまで逃げやすくなる。また、前記熱伝導率が高い樹脂材で構成された撮像素子ホルダやスライダは放熱効率が高まっているので、撮像素子の温度上昇は通常のＡＢＳやＰＣ、ＰＰＳ（熱伝導率０．２〜０．５Ｗ／ｍＫ）材を用いた場合よりも緩和され、熱ノイズも発生しにくくなる。

さらに、前記スライダには前記撮像素子からの熱を気相中に放散させる複数のフィンが設けられると、前記スライダはフィンが設けられたことにより気相との接触面積が広くなると共に手ぶれ補正時に撮像素子の動作に伴い前記スライダのフィンが周囲の気相と接触しながら動作するので、撮像素子の放熱効果がより一層高まる。

また、前記放熱部は前記撮像素子の熱を吸収する材料からなる蓄熱部材を介して前記撮像素子の背面に設置されると、撮像素子から発生した熱が吸収されて、手ぶれ補正動作時に撮像素子の温度上昇のスピードを緩和させることができる。

さらに、前記放熱部は前記撮像素子と電気的に接続される基板に形成された開口部を貫通した伝熱部材を介して前記基板の背面に設置させるようにすると、コンパクトな形態で撮像素子を放熱させることができる。そして、前記基板の背面に前記撮像素子の熱を吸収する材料からなる蓄熱部材が設置されると、撮像素子から発生した熱が吸収されるので、放熱効果がさらに高まる。

前記熱を吸収する材料は常温では固体であるが温度が上昇すると熱を吸収して液体もしくは軟化する。この相変態のときに熱を吸収する現象を利用して時間に対する温度上昇を緩和させるものである。前記材料としては、例えばガリウムや錫などの低融点金属からなる合金、硫酸ナトリウム水和物（Ｎａ₂ＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ）、チオ硫酸ナトリウム水和物（Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃・５Ｈ₂Ｏ）、酢酸ナトリウム水和物（ＣＨ₃ＣＯＯＨ・３Ｈ₂Ｏ）などからなる無機水和塩、パラフィン（Ｃ₁₈Ｈ₃₈、Ｃ₂₀Ｈ₄₂、Ｃ₂₂Ｈ₄₆など）などの有機物化合物のいずれかから成るものが挙げられる。

以上の発明の手振れ補正機構及びこれを備えた撮像装置によれば手振れ補正動作時に撮像素子の放熱を促進させているので熱ノイズの発生が低減する。

図１は発明の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラの正面側から見た斜視図である。図２は前記デジタルカメラを背面から観た斜視図である。図３は前記デジタルカメラの背面からカメラ本体の内部を観た斜視図である。

図１に示されたデジタルカメラ１は一眼レフレックス型デジタルスチルカメラの一形態である。カメラ本体２の正面ほぼ中央部にはレンズ鏡筒３が着脱自在に設けられている。カメラ本体２の正面左端部にはユーザの手によって保持されるグリップ部が形成されている。このグリップ部の上端部にはシャッターボタン４が設けられている。カメラ本体２の正面右上端部にはファンクションダイヤル５ａ及びファンクションボタン５ｂが設けられる一方でカメラ本体２の正面略左上端部にはモードダイヤル５ｃが設けられている。そして、カメラ本体２の上面の中央部付近にはアクセサリーシュー６が設けられている。

また、図２に示されたカメラ本体２の背面略中央上部にはファインダー７が設けられている。ファインダー７の左側には電源スイッチ８が配置されている。カメラ本体２の背面のほぼ中央には表示部９が設けられている。表示部９の右側には実行ボタン、スポットＡＦボタン等のコントロールボタン１０と手ぶれ補正スイッチ１１とが配置されている。表示部９の左側にはメニューボタン、表示切り替えボタン、消去ボタン、再生ボタン等のコントロールボタン１２が配置されている。

図３に示されたカメラ本体２の内部にはメイン基板１３と手ぶれ補正機構１４が格納されている。メイン基板１３には画像処理用ＬＳＩ等が搭載されている。手ぶれ補正機構１４は基板１５を光軸に対して直交する平面上において互いに直交する方向に揺動可能に備えている。基板１５には図示省略の撮像素子が具備されている。基板１５にはドライバＩＣ等が搭載されていると共にコネクタ１６が設けられている。コネクタ１６にはメイン基板１３と基板１５を電気的に接続するフレキシブルプリント配線板１７が装着される。基板１５の背面には放熱部１８が設置されている。基板１５は手ぶれ補正機構１４の構成要素の一つである撮像素子ホルダ２０に固定されている。撮像素子ホルダ２０には手ぶれ補正機構１４の構成要素の一つであるスライダ２１が装着されている。

図４は手ぶれ補正機構の構成をスライダ側から観た分解斜視図である。図５は手ぶれ補正機構の構成をベース台座側から観た分解斜視図である。

手ぶれ補正機構としては例えば特開２００６−７８８９１に開示された振れ補正ユニットを採用すればよい。手ぶれ補正機構１４は、ベース台座１９と撮像素子ホルダ２０とスライダ２１とから構成され、ベース台座１９に撮像素子ホルダ２０及びスライダ２１が順次積重された形態となっている。放熱部１８は撮像素子ホルダ２０に保持された撮像素子２２の背面に設置されている。

ベース台座１９はカメラ本体２内に撮像素子ホルダ２０及びスライダ２１を取り付けるためのカメラ本体２内に固定された台座である。ベース台座１９には手ぶれ補正時の撮像素子２２の動作範囲が確保されるように四方形状の窓部１９０が形成されている。スライダ２１は手ぶれ補正時の撮像素子２２の動作範囲（図４に示された矢印ｐ方向の動作範囲）が確保されるように窓部２１０が形成させた四方形のフレーム状の移動部材である。

撮像素子ホルダ２０はベース台座１９上において基板１５を保持しながら移動する移動部材である。基板１５の背面には図４に示されたように撮像素子２２及び放熱部１８が順次設置される一方で基板１５の前面には図５に示されたように光学フィルタ２３が押さえ部材２４によって取り付けられている。撮像素子ホルダ２０には図４に示されたように撮像素子２２の一側辺に沿うように第一駆動部として第一圧電アクチュエータ２５が具備されている。第一圧電アクチュエータ２５は圧電素子２６と駆動軸２７と錘部材２８とを備える。圧電素子２６は所定のデューティ比の矩形駆動パルス電圧に基づく駆動電圧によって伸縮して鋸歯状の軸変位動作を行う。駆動軸２７は圧電素子２６の電歪方向（伸縮方向）端に固定されている。錘部材２８は圧電素子２６の他端に固定されている。

一方、図５に示されたようにスライダ２１の側辺には第一圧電アクチュエータ２５の駆動軸２７と摩擦結合する軸受け２９が設けられている。駆動軸２７は圧電素子２６によって駆動することによって、スライダ２１に対して撮像素子ホルダ２０が、図中矢印ｐ方向（ピッチ方向）に揺動するようになっている。つまり、デジタルカメラ１の光軸Ｌと垂直な第１の方向（ピッチ方向）に撮像素子２２を揺動させる揺動力が撮像素子２２の側辺部位において与えられるようになっている。

また、図４に示されたようにベース台座１９には同様に第２駆動部として第二圧電アクチュエータ３０が具備されている。第二圧電アクチュエータ３０は圧電素子３１と駆動軸３２と錘部材３３と備える。圧電素子３１は所定のデューティ比の矩形駆動パルス電圧に基づく駆動電圧によって伸縮して鋸歯状の軸変位動作を行う。駆動軸３２は圧電素子３１の電歪方向（伸縮方向）端に固定されている。錘部材３３は圧電素子３１の他端に固定されている。

一方、図５に示されたようにスライダ２１の他の側辺には駆動軸３２と摩擦結合する軸受け３４が設けられている。駆動軸３２は圧電素子２８によって駆動することによって、ベース台座１９に対してスライダ２１が図示された矢印ｙ方向に揺動する。つまり、デジタルカメラ１の光軸Ｌと垂直であって、前記第１の方向（ピッチ方向）と直交する第２の方向（ヨー方向）に撮像素子２０を揺動させる揺動力が撮像素子２０の側辺部位において与えられるようになっている。

このような第一圧電アクチュエータ２５及び第二圧電アクチュエータ３０による揺動機構が備えられているので、撮像素子２２はピッチ方向及びヨー方向に移動自在となる。したがって、カメラ本体２に与えられる振れに応じて撮像素子２２を揺動させることが可能となる。そして、図示省略された振れ検出手段によって検出された振れ量に基づき第一圧電アクチュエータ２５及び第二圧電アクチュエータ３０を適宜駆動させることで、振れ補正を行うことができる。

図６は撮像素子ホルダへの基板、撮像素子及び放熱部の組み付け状態を示した斜視図である。図７は撮像素子が基板の背面に配置された場合の手ぶれ補正機構の一実施形態を示した断面図である。

基板１５及び撮像素子２２は特開２００５−１８４４６８に例示された撮像装置の基板及び撮像素子の形態に基づくものである。図６及び図７から明らかなように基板１５の前面側には光学式ローパスフィルターや赤外線カットフィルター等の機能を有する光学フィルタ２３が配置される一方で背面には撮像素子２２が配置されている。図７に示されたように撮像素子２２及び光学フィルタ２３はその主面が光軸Ｌに対して垂直となるように設置されている。光学フィルタ２３は押さえ部材２４によって基板１５に取り付けられている。撮像素子２２のパッケージ２２０には撮像素子２２の撮像センサ部２２１の信号を授受する撮像素子側端子２２２が設けられている。

図６に示されたように基板１５には光学フィルタ２３を介して導入された被写体映像を撮像素子２２の撮像センサ部２２１に供するための光路用開口部１５０が形成されている。また、図７に示されたように基板１５の前面には光学フィルタ２３の入力端子２３１に駆動電圧を供給する出力端子１５１が設けられる一方で、基板１５の背面には撮像素子２２の撮像素子側端子２２２と電気的に接続して撮像素子側端子２２２との間で撮像センサ部２２１の信号の伝達を行う図示省略の複数の接続用端子が設けられている。さらに、前記背面にはフレキシブルプリント配線板１７が接続される前述のコネクタ１６や図７に示されたドライバＩＣ１５２等が設けられている。尚、基板１５は撮像素子ホルダ２０に螺子止め固定される。

放熱部１８は撮像素子２２のパッケージ２２２の背面に接触配置されている。放熱部１８は既知のヒートシンクを構成する材料で形成すればよい。放熱部１８はパッケージ２２０の背面に取り付けられる板状に形成されたベース１８１の主面に複数のフィン１８２が一体成形されて成る。ベース１８１の主面は撮像素子２２の主面の形状に応じて形成される。フィン１８２は気相との接触表面をできるだけ広く確保するように板状や棒状に形成される。フィン１８２が板状に形成された場合、フィン１８２はその主面を撮像素子ホルダ２０の移動方向に対して適宜な角度傾けた状態で設置される。例えば図３に示されたように板状に形成された複数のフィン１８２がベース１８１上にＸ状に配置される。

以上の手ぶれ補正機構１４によれば、放熱部１８は気相との接触面積が広くなると共に手ぶれ補正時に撮像素子２２が動作することに伴いフィン１８２は周囲の気相と接触しながら動作するので、撮像素子２２の放熱効果が高まる。このように撮像素子２２の放熱が促進されて熱ノイズの発生を低減できる。

また、撮像素子が基板の前面側に配置された場合の手ぶれ補正機構としては図８及び図９に例示された形態がある。図８は撮像素子が基板の前面に配置された場合の手ぶれ補正機構の構成要素である撮像素子ホルダを示した斜視図である。図９は前記手ぶれ補正機構の一実施形態を示した断面図である。

手ぶれ補正機構４０は図９に示されたように基板４２の前面側に撮像素子４１を配置させる一方で背面に基板４２から一定の距離を隔てて放熱部４３を配置させている。撮像素子４１はその主面が光軸Ｌに対して垂直となるように設置されている。撮像素子４１はリード４１１を介して基板４２に電気的に接続されている。基板４２は撮像素子ホルダ２０の開口部２００に設けられた収容部２０１に撮像素子４１を収容させた形態で撮像素子ホルダ２０に螺子止め固定されている。

放熱部４３は板状に形成されたベース４３１の主面に複数のフィン４３２が一体成形されて成る。放熱部４３は放熱部２３と同様に既知のヒートシンクを構成する材料で形成すればよい。フィン４３２も気相との接触表面をできるだけ広く確保するように板状や棒状に形成される。フィン４３２は図８に示されたように板状に形成された場合その主面が撮像素子ホルダ２０の移動方向に対して適宜な角度傾けた状態で設置される。本実施形態でも、図３に例示されたフィンの設置形態と同様に、板状に形成された複数のフィン４３２はベース４３１上にＸ状に配置されている。

放熱部４３は図９に示されたように基板４２に形成された開口部４２０に貫通される伝熱部４４を介して撮像素子４１と接続されている。撮像素子４１と接触する伝熱部４４の主面は撮像素子４１との背面とほぼ同一形状に形成される。さらに、撮像素子４１と伝熱部４４との間には適宜に伝熱シート４５を介在させることで撮像素子４１の放熱性が高められている。また、カメラ本体２（筐体）内においては放熱部４３と対向した位置に放熱部４３から放散された熱を受けてカメラ本体２外部の大気中に放熱する伝熱部４６が設けられる。伝熱部４６は放熱部４３と同じ材料で形成すればよい。

以上の手ぶれ補正機構４０のように、フィン４３２を備えた放熱部４３が撮像素子４１と電気的に接続される基板４２に形成された開口部４２０を貫通した伝熱部４４を介して基板４２の背面に設置されることで、コンパクトな形態で撮像素子４１を放熱できると共に、放熱部４３からの熱が伝熱部４６を介してカメラ本体２の外部に放出されるので放熱効果が一層高まる。このように撮像素子２２の放熱が促進されて熱ノイズの発生を低減できる。

さらに、フィンタイプの放熱部４３に代えて図１０〜図１３に示された放熱機構の形態のように撮像素子からの熱を遠赤外線に変換する材料から成る熱変換部材を用いるとよい。

図１０は撮像素子が基板の背面に配置された場合の撮像素子ホルダへの基板、撮像素子及びセラミックシートの組み付け状態を示した分解斜視図である。図１１は前記撮像素子ホルダを備えた手ぶれ補正機構の一実施形態を示した断面図である。

図１０及び図１１に示されたように手ぶれ補正機構５０の構成要素である撮像素子ホルダ２０に保持された撮像素子２２の背面には手ぶれ補正機構１４のフィンタイプの放熱部２３に代えて撮像素子からの熱を遠赤外線に変換する材料から成る熱変換部材としてセラミックシート５１が設置されている。また、図１１に示されたようにセラミックシート５１と対向したカメラ本体２の内面にはセラミックシート５１から放射した熱を受けるセラミックシート５２が貼り付けられている。セラミックシート５２の設置面積は手ぶれ補正動作するセラミックシート５１の移動範囲が考慮されて少なくともセラミックシート５１の面積よりも広く確保される。セラミックシート５２はセラミックシート５１と同じ材料で構成すればよい。セラミックシート５１，５２としては特開２００５−２２２５８５に例示されたセラミックスからなる遠赤外線を放射または吸収する赤外線授受部材が挙げられる。前記遠赤外線授受部材はアルミニーム等のベースにセラミックスを塗布したハード型やフレキシブルフイルムをベースとしたものである。

また、熱変換部材の他の形態としては、前記セラミックスを含んでなるセラミック塗料を撮像素子ホルダ２０、撮像素子２２及び基板１５の背面及びこれに対向したカメラ本体２の内面に塗装してもよい。

以上の手ぶれ補正機構５０によれば撮像素子２２からの熱の放散が一層促進される。特にセラミックシート５２がカメラ本体２の内面に設けられることで、セラミックシート５１から放射された遠赤外線がセラミックシート５２によって吸収されてカメラ本体２の外部に放出されるので、撮像素子２２の放熱がより一層促進される。このように撮像素子２２の放熱が促進されて熱ノイズの発生を低減できる。

図１２は撮像素子が基板の前面に配置された場合の手ぶれ補正機構の構成要素である撮像素子ホルダを示した斜視図である。図１３は撮像素子が基板の前面に配置された場合の手ぶれ補正機構の一実施形態を示した断面図である。

図１２及び図１３に示されたように、手ぶれ補正機構６０は、図８に示された手ぶれ補正機構４０の放熱部４３のフィン４３２に代えて、撮像素子４１からの熱を遠赤外線に変換する材料から成る熱変換部材としてセラミックシート６１１が放熱部４３のベース４３１の背面（主面）に設置された形態となっている。また、図１３に示されたようにセラミックシート６１１と対向してカメラ本体２内に設置された伝熱部４６の面にはセラミックシート６１１から放射した熱を受けるセラミックシート６２が貼り付けられている。セラミックシート６２の設置面積は手ぶれ補正動作するセラミックシート６１１の移動範囲が考慮されて少なくともセラミックシート６１１の面積よりも広く確保される。セラミックシート６２，６１１はセラミックシート５１，５２と同じ材料で構成すればよい。また、前記熱変換部材の他の形態としてセラミックシート６２，６１１を構成するセラミックスを含んでなるセラミック塗料を放熱部４３の背面（主面）及びこれに対向したカメラ本体２内の伝熱部４６面に塗装してもよい。尚、本実施形態では伝熱部４４を介して撮像素子４１に熱変換部材が設置されているが、直接、撮像素子ホルダ２０、撮像素子４１及び基板４２の背面に熱変換部材を貼るかまたは塗装すると、デジタルカメラをさらに軽量化させることができる。

以上の手ぶれ補正機構６０によれば、セラミックシート６２がカメラ本体２内の伝熱部４６に設けられることで、セラミックシート６１１から放射された遠赤外線がセラミックシート６２によって吸収されて伝熱部４６を介してカメラ本体２の外部に放出されるので、撮像素子２２からの熱の放散がより一層促進される。このように撮像素子２２の放熱が促進されて熱ノイズの発生を低減できる。

以上の図４〜図１３に示した手ぶれ補正機構において、撮像素子ホルダ２０若しくはスライダ２１またはこの両方は熱伝導性の高い材料によって構成するとよい。前記材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）やＰＣ／ＡＢＳ（アクリルニトリルブタジエン）合金、またはポリフェニルスルファイド（ＰＰＳ）等が例示される。これらの樹脂材には寸法安定性を確保するためのフィラーとしてガラスファイバーを含有させるとよい。また、前記樹脂材の熱伝導率を向上するために熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の炭素繊維もしくは黒鉛粉末、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）またはアルミナなどのセラミックス粉末のなかでいずれか１種類以上を含有させるとよい。または、低融点金属の合金等を含有させてもよい。

表１は消費電力が１．５Ｗである一眼レフデジタルカメラで連写を行った場合の連写開始１０分後の撮像素子（試料１〜試料３）の室温（２５℃の環境下）との温度差を示す。試料１の撮像素子には熱伝導率０．２Ｗ／ｍＫのＰＣからなる撮像素子ホルダと熱伝導率０．４Ｗ／ｍＫのＰＰＳからなるスライダが組み込まれた。試料２の撮像素子には熱伝導率６Ｗ／ｍＫのＰＣからなる撮像素子ホルダと熱伝導率０．４Ｗ／ｍＫのＰＰＳからなるスライダが組み込まれた。試料３の撮像素子には熱伝導率６Ｗ／ｍＫのＰＣからなる撮像素子ホルダと熱伝導率８Ｗ／ｍＫのＰＰＳからなるスライダが組み込まれた。表に示された数値は試料（撮像素子）の室温（２５℃の環境下）との温度差の値である。

表１に示された結果から明らかなように撮像素子ホルダ２０やスライダ２１に熱伝導率が高い材料を採用することによって撮像素子から熱分散させることができるので、撮像素子の放熱性を向上させることができる。

また、手ぶれ補正機構１４，４０，５０，６０において、スライダ２１には、フィンが複数設けられると、スライダは気相との接触面積が広くなると共に手ぶれ補正時に撮像素子ホルダの動作に伴いスライダのフィンが周囲の気相と接触しながら動作するので、撮像素子の放熱効果がより一層高まる。

さらに、スライダにフィンが設けられて放熱機構が構成された手ぶれ補正機構の他の形態としては図１５に例示された手ぶれ補正機構７０がある。

手ぶれ補正機構７０は特開２００６−７８８９１に例示された手ぶれ補正ユニットに基づくものである。手ぶれ補正機構７０は、ベース台座１９と、被写体を撮像する撮像素子７１を保持する撮像素子ホルダ２０と、撮像素子ホルダ２０を保持しながら移動するスライダ２１とを備えている。撮像素子ホルダ２０は撮像素子７１の背面側に配置されている。撮像素子ホルダ２０には基板７２が固定されている。基板７２には撮像素子７１が電気的に接続される。撮像素子７１はその主面（受光面）が光軸Ｌと垂直となるように基板７２に接続される。基板７２の背面にはコネクタ７３とドライバＩＣ７４が具備されている。コネクタ７３には先に述べたメイン基板１３と基板７２とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板１７が装着される。

撮像素子７１の放熱機構は、撮像素子ホルダ２０若しくはスライダ２１またはこの両方が１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する樹脂材の成形品からなることにより構成されている。これにより、撮像素子７１の熱は撮像素子７１の背面から撮像素子ホルダ２０及びスライダ２１を介して気相中に逃げやすくなり、撮像素子７１の放熱性が高まる。

また、スライダ２１の縁部には撮像素子７１からの熱を気相中に放散させる直方体形状に形成されたフィン２１１，２１２が複数設けられている。これにより気相との接触面積が広くなると共に手ぶれ補正時に撮像素子７１の動作に伴いスライダ２１のフィン２１１，２１２が周囲の気相と接触しながら動作するので、撮像素子７１の放熱効果がより一層高まる。フィン２１１はスライダ２１の開口部２１０の上方の縁部に設けられている。フィン２１２はスライダ２１の開口部２１０の下方の縁部に設けられている。フィン２１２，２１２は前述のフィン１８２，４３２の設置形態のように矢印ｙで示したスライダ２１の揺動方向に対して適宜な角度傾けた状態で設置すると、周囲の気相との接触面積が拡大し、放熱効果が高まる。また、フィン２１１，２１２の形態も直方体に限定することなく他の形状例えば板状に形成してもよい。

また、撮像素子ホルダ２０やスライダ２１を熱伝導性の高い材料で構成して熱分散させることに加え、撮像素子２２，４１や基板１５の背面に蓄熱部材を配置すること、さらには撮像素子４１と伝熱部４４との間に介在させる伝熱シート４５を後述の蓄熱部材に代えると、デジタルカメラの撮影モードが連写撮影モードなど、短時間で撮像素子等のデバイスの温度が上昇する場合に撮像素子２２，４１の温度上昇を抑制できる。

さらに、図１６に例示された放熱機構のように、手ぶれ補正機構７０の構成において、撮像素子ホルダ２０に保持された基板７２の背面に蓄熱材からなる蓄熱部材７５を介在させて放熱部７６を配置させてもよい。放熱部７６は蓄熱部材７５と接触するベース７６０の主面に複数のフィン７６２が設置されている。放熱部７６は放熱部１８と同等の材料で構成すればよい。このような形態によってもデジタルカメラの撮影モードが連写撮影モードなど、短時間で撮像素子等のデバイスの温度が上昇する場合に撮像素子の温度上昇を抑制できる。尚、本実施形態でも、図３に例示されたフィンの設置形態と同様に、板状に形成された複数のフィン７６２はベース７６１上にＸ状に配置させるとよい。

前記蓄熱部材を構成させる蓄熱材としては、例えば、ガリウムや錫などの低融点金属からなる合金、硫酸ナトリウム水和物（Ｎａ₂ＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ）、チオ硫酸ナトリウム水和物（Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃・５Ｈ₂Ｏ）、酢酸ナトリウム水和物（ＣＨ₃ＣＯＯＨ・３Ｈ₂Ｏ）などからなる無機水和塩、パラフィン（Ｃ₁₈Ｈ₃₈、Ｃ₂₀Ｈ₄₂、Ｃ₂₂Ｈ₄₆など）などの有機物化合物等の熱を吸収する材料が挙げられる。これらの材料は常温では固体であるが温度が上昇すると熱を吸収して液体もしくは軟化する。この相変態のときに熱を吸収する現象を利用して時間に対する温度上昇を緩和させるものである。

前記材料の封止にはビニル系、ＰＥＴ系、ＰＥＮなどを用いてもよいし、アクリルやシリコーンゴム中にカプセル状に含有してもよい。蓄熱材の膨張など信頼性が気になる場合、蓄熱部材の形態としては、アルミコーティングした高分子シートに封じた形態や、電池のようにアルミの薄肉成型したボックスに封じた形態が例示される。蓄熱材が封止されたシートやボックスを経つ熱源である撮像素子に取り付ける際は両面テープなどで固定してもよいし、絶縁して上から押さえつけるような形態にしてもよい。

図１４は撮像素子の背面側に配置された基板に蓄熱部材を取り付けた場合（実施例）の撮像素子の経時的温度変化、前記基板にアルミ板を取り付けた場合（比較例２）の撮像素子の経時的温度変化、及び前記基板に蓄熱部材とアルミ板のいずれも取り付けない場合（比較例１）の撮像素子の経時的温度変化を示した特性図である。

熱伝導率６Ｗ／ｍＫのＰＣからなる撮像素子ホルダと熱伝導率８Ｗ／ｍＫのＰＰＳからなるスライダが組み込まれた撮像素子の背面側に配置された基板の裏側に８ｇのパラフィン（ｍｐ４２〜４４℃）をアルミコーティング高分子シートでラミネートして構成された蓄熱部材を取り付けた場合（実施例）の撮像素子の温度を経時的に測定して撮像素子の温度低減効果を確認した。

また、比較例２として、前記撮像素子の背面側に配置された基板の裏側に前記蓄熱部材に代えて０．８ｇのアルミ板を取り付けた場合の撮像素子の温度低減効果を確認した。アルミ板は１５μｍのＰＥＴで絶縁し、両面テープによって基板に取り付けられた。さらに、比較例１として、前記蓄熱部材とアルミ板のいずれも設置しない場合の撮像素子の温度低減効果を確認した。

図１４の特性図には連写開始後１５分間の実施例、比較例１及び比較例２の撮像素子の温度変化が示されている。この特性図から明らかなように、撮像素子の背面側に配置された基板にアルミ板または蓄熱部材が取り付けられることにより熱容量が増加するために、取り付けない場合に比べて温度が低下している。さらに、アルミ板と蓄熱部材の効果を比較すると、蓄熱部材を基板に取り付けた場合、パラフィンが徐々に融けて熱を吸収するために、アルミ板を基板に取り付けた場合に比べて温度が上昇する時間が遅くなる。最後はアルミ板を取り付けた場合とＣＣＤの温度が変わらなくなる。実際は、連写を１０分以上も行うことはほとんど無いと考えられ、撮像素子ホルダ及びスライダの材質変更に加え、蓄熱部材の効果は十分あるといえる。以上の効果は撮像素子の背面に直接、蓄熱部材を取り付け場合でも得られることは明らかである。尚、温度の上昇が緩やかになる温度を変えるためには融点が異なる蓄熱部材を使用すればよいし、より長時間温度上昇カーブを緩やかにするには蓄熱部材の量を増やせばよい。

本発明の手ぶれ補正機構及びこれを備えた撮像装置は以上説明した実施の形態に限定されるものではない。撮像素子ホルダ２０またはスライダ２１は簡略化及び小型化がなされる設計がされる場合はアルミ合金やマグネシウム合金などの軽金属で構成される。

発明の実施形態に係るデジタルカメラの正面側から見た斜視図。 前記デジタルカメラを背面から観た斜視図。 前記デジタルカメラの背面からカメラ本体の内部を観た斜視図。 手ぶれ補正機構の構成をスライダ側から観た分解斜視図。 前記手ぶれ補正機構の構成をベース台座側から観た分解斜視図。 撮像素子ホルダへの基板、撮像素子及び放熱部の組み付け状態を示した分解斜視図。 撮像素子が基板の背面に配置された場合の手ぶれ補正機構の一実施形態を示した断面図。 撮像素子が基板の前面に配置された場合の手ぶれ補正機構の構成要素である撮像素子ホルダを示した斜視図。 撮像素子が基板の前面に配置された場合の手ぶれ補正機構の一実施形態を示した断面図。 撮像素子が基板の背面に配置された場合の撮像素子ホルダへの基板、撮像素子及びセラミックシートの組み付け状態を示した分解斜視図である。 撮像素子が基板の背面に配置された場合の手ぶれ補正機構の一実施形態を示した断面図。 撮像素子が基板の前面に配置された場合の手ぶれ補正機構の構成要素である撮像素子ホルダを示した斜視図。 撮像素子が基板の前面に配置された場合の手ぶれ補正機構の一実施形態を示した断面図。 撮像素子の背面側に配置された基板に蓄熱部材を取り付けた場合（実施例）の撮像素子の経時的温度変化、前記基板にアルミ板を取り付けた場合（比較例２）の撮像素子の経時的温度変化、及び前記基板に蓄熱部材とアルミ板のいずれも取り付けない場合（比較例１）の撮像素子の経時的温度変化を示した特性図。 撮像素子の背面側に基板が配置された場合の手ぶれ補正機構に形成される放熱機構の一実施形態を示した分解斜視図。 撮像素子の背面側に基板が配置された場合の手ぶれ補正機構に形成される放熱機構の一実施形態を示した分解斜視図。

符号の説明

１…デジタルカメラ、２…カメラ本体
１３…メイン基板
１４，４０，５０，６０，７０…手ぶれ補正機構
１５，４２，７２…基板、１６，７３…コネクタ、１７…フレキシブルプリント配線板
１８，４３，６１…放熱部、１８１，４３１，７６１…ベース、１８２，４３２，２１２，２１２，７６２…フィン
１９…ベース台座
２０…撮像素子ホルダ
２１…スライダ
２２，４１，７１…撮像素子
４４，４６，７６…伝熱部
４５…伝熱シート
５１，５２，６１１，６２…セラミックシート
７５…蓄熱部材

Claims (18)

1. 光軸に対して直交する平面上を互いに直交する方向に撮像素子を移動させて手ぶれ補正する手ぶれ補正機構において、
   撮像素子の背面から前記撮像素子の熱を気相中に放散させる放熱機構を有すること
   を特徴とする手ぶれ補正機構。
2. 前記放熱機構は、
   前記撮像素子の背面に放熱部を備え、
   この放熱部の主面には前記撮像素子からの熱を気相中に放散させる複数のフィンが設けられたこと
   を特徴とする請求項１に記載の手ぶれ補正機構。
3. 前記放熱機構は、
   前記撮像素子の背面に放熱部を備え、
   この放熱部の主面には前記撮像素子からの熱を遠赤外線に変換する材料から成る第一の熱変換部材が設けられ、
   この第一の熱変換部材と対向した位置には前記第一の熱変換部材から放射された遠赤外線を吸収する材料からなる第二の熱変換部材が配置されたこと
   を特徴とする請求項１に記載の手振れ補正機構。
4. 前記手振れ補正機構は、
   被写体を撮像する撮像素子を保持する撮像素子ホルダと、
   前記撮像素子の背面側に配置されると共に前記撮像素子ホルダを保持しながら移動するスライダと
   を備え
   前記放熱機構は、前記撮像素子ホルダ若しくはスライダまたはこの両方が１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する樹脂材の成形品からなることにより構成されること
   を特徴とする請求項１に記載の手振れ補正機構。
5. 前記スライダには前記撮像素子からの熱を気相中に放散させる複数のフィンが設けられたこと
   を特徴とする請求項４に記載の手振れ補正機構。
6. 前記放熱部は前記撮像素子の熱を吸収する材料からなる蓄熱部材を介して前記撮像素子の背面に設置されたこと
   を特徴とする請求項２に記載の手ぶれ補正機構。
7. 前記放熱部は前記撮像素子の熱を吸収する材料からなる蓄熱部材を介して前記撮像素子の背面に設置されたこと
   を特徴とする請求項３に記載の手ぶれ補正機構。
8. 前記放熱部は前記撮像素子と電気的に接続される基板に形成された開口部を貫通した伝熱部材を介して前記基板の背面に設置されたこと
   を特徴とする請求項２に記載の手ぶれ補正機構。
9. 前記放熱部は前記撮像素子と電気的に接続される基板に形成された開口部を貫通した伝熱部材を介して前記基板の背面に設置されたこと
   を特徴とする請求項３に記載の手ぶれ補正機構。
10. 前記基板の背面に前記撮像素子の熱を吸収する材料からなる蓄熱部材が設置されたこと
    を特徴とする請求項８に記載の手ぶれ補正機構。
11. 前記基板の背面に前記撮像素子の熱を吸収する材料からなる蓄熱部材が設置されることを特徴とする請求項９に記載の手ぶれ補正機構。
12. 光軸に対して直交する平面上を互いに直交する方向に撮像素子を移動させて手ぶれ補正する手ぶれ補正機構を備え、
    この手ぶれ補正機構は撮像素子の背面から前記撮像素子の熱を気相中に放散させる放熱機構を有すること
    を特徴とする撮像装置。
13. 前記放熱機構は前記撮像素子の背面に放熱部を備え、
    前記放熱部の主面には前記撮像素子からの熱を気相中に放散させる複数のフィンが設けられたこと
    を特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
14. 前記放熱機構は、
    前記撮像素子の背面に放熱部を備え、
    前記放熱部の主面には前記撮像素子からの熱を遠赤外線に変換する材料から成る第一の熱変換部材が設けられ、
    この第一の熱変換部材と対向した位置には前記第一の熱変換部材から放射された遠赤外線を吸収する材料からなる第二の熱変換部材が配置されたこと
    を特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
15. 前記手ぶれ補正機構は、
    被写体を撮像する撮像素子を保持する撮像素子ホルダと、
    前記撮像素子の背面側に配置されると共に前記撮像素子ホルダを保持しながら移動するスライダと
    を備え
    前記放熱機構は、前記撮像素子ホルダ若しくはスライダまたはこの両方が１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する樹脂材の成形品からなることにより構成されたこと
    を特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
16. 前記放熱部から放散された熱を受けて大気中に放熱する伝熱部を撮像装置の筐体内に備えたこと
    を特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
17. 前記第二の変換部材は撮像装置の筐体の内面に設けられたこと
    を特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
18. 前記第二の変換部材は撮像装置の筐体の内面に設置された伝熱部に設けられたこと
    を特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
    

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