JP2010193308A - 撮像ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】変位可能な撮像素子側の熱を経時変化することなく、効率よく放熱させることができ、低コストであって、安定した撮像信号による画像が得られる撮像ユニットを提供する。
【解決手段】撮像ユニット２５は、撮影レンズ１１の光軸Ｏ上に配置され、被写体像が結像される撮像素子２４と、撮像素子２４が表面に搭載された放熱性を有する撮像素子支持板３１と、該支持板３１の裏面に対向して固定配置された放熱性を有する固定放熱板５８と、上記支持板３１を固定放熱板５８に対して光軸Ｏに直交する二次元方向に変位移動させる駆動機構６０と、固定放熱板５８に塗布され、上記支持板３１に接触する状態で配される放熱グリース７１と、該放熱グリース７１の塗布領域を囲んだ状態で固定放熱板５８に塗布され、上記支持板３１に接触する状態で配されるグリース流失防止用高粘度グリース７２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影レンズの光軸に直交する２次元方向に変位可能な撮像素子を備える撮像ユニットに関するものである。

ＣＣＤ等の撮像素子を備える電子カメラは、撮影レンズを透過した被写体光束を撮像素子で受光し、その光電変換出力に基づいて被写体画像データを得るものである。ここで、上記撮像素子は、動作中、自身が発熱するとともに、熱により暗電流が発生し、ノイズ発生の原因となって画質が低下する可能性がある。このことから放熱対策が必要とされ、従来から、各種の放熱対策が講じられている。

一方、最近の電子カメラでは、撮像素子を光軸に直交する２次元方向に移動させる像ぶれ補正用駆動機構を備え、像ぶれが検出された場合に像ぶれを補正するように像ぶれ補正用駆動機構によって撮像素子を変位移動させるようにした手ぶれ補正機能を持たせたものもある。この場合、撮像素子の放熱のための放熱部材を直接可動部に取付けることはできず、放熱対策上、工夫が必要となる。

特許文献１に開示された撮像装置のセンサ取付システムは、画像安定化を実現するシステムにおいて、可動の撮像素子である光センサの熱を有効に除去する画像安定化を実現するものである。この従来のセンサ取付システム４０２は、図１８の分解斜視図および図１９の断面図に示すように電子式アレイ型光センサ４０１を含む可動センサ取り付け板５０５と、熱質量を有する固定板５０１，５０３と、上記センサ取り付け板５０５と上記固定板５０１，５０３の間の少なくとも１つの隙間と、該少なくとも１つの隙間内に配される強磁性流体６０１とを備えており、上記強磁性流体６０１により上記電子式アレイ型光センサ４０１が発生する熱が上記固定板５０１，５０３側ヘ伝熱され、光センサ４０１の温度の上昇が抑えられる。

上記センサ取付システム４０２おいては、図１８に示すように固定板５０１および５０３は、十分に離間されているため、固定板５０１および５０３に取り付けられた磁石間で回路キャリアセンサ取付部５０５およびコイル５０６〜５０９が自由に動くことができる。回路キヤリアがＸ方向およびＹ方向に十分に動くことを可能にするのに十分な移動が行われ、ほとんどの一般的なカメラのぶれ信号を補償することができる。好ましいセンサの移動量は、各軸において＋／−１〜２ｍｍである。

回路キャリアセンサ取付部５０５と磁石５０２との間、および、コイル５０６〜５０９と固定板５０３上の磁石との間で、可動部品の両側に隙間が設けられる。これらの隙間は、強磁性流体６０１で実質的に満たされる。強磁性流体６０１は、流体に磁性体粒子を懸濁させたものであり、この流体に働く磁界に反応する。強磁性流体６０１は磁石間の最大磁束領域に強く引き付けられる。この引力は、毛管作用とともに、強磁性流体６０１を隙間内に留め、回路キャリアセンサ取付部５０５およびコイル５０６〜５０９を磁石間の平衡位置に比較的強く保持する。Ｘ軸およびＹ軸（すなわち、Ｘ軸およびＹ軸に平行な方向）における動きは、基本的に静止摩擦を受けず、強磁性流体の適度な粘性による動摩擦によって適度に妨げられるだけである。したがって、強磁性流体６０１は流体ベアリングを形成し、センサ４０１がカメラのブレの補償に望ましい方向に自由に動くことを可能にするとともに、他の方向におけるセンサ４０１の動きを制約する。

なお、センサ取付システム４０２おいて、磁石５０２は、二対の４組からなり、一対は、固定板５０１のＹ方向の上下に配され、他の一対は、固定板５０１のＸ方向の左右に配されている。

しかしながら、特許文献１に開示されたセンサ取付システム４０２によると、温度差を大きくとるために、即ち、放熱量を増やすためには、伝熱面積を大きくする必要がある。伝熱面積を大きくするには、強磁性流体６０１を大量に使用する必要がある。この強磁性流体６０１は、高価なものであり、コスト的な問題がある。また、強磁性流体６０１は、上述したように回路キャリアセンサ取付部５０５と磁石５０２との間、および、コイル５０６〜５０９と固定板５０３上の磁石との間の隙間に配されているが、その周囲は、開放されいる。特に、前述したようにセンサ４０１の対角線方向の領域は発生しない状態にあることから上記領域で強磁性流体６０１が流出して、十分な伝熱性を保持することができなくなる可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮影レンズの光軸に直交する２次元方向に変位可能な撮像素子側の熱を経時変化することなく、効率よく放熱させることができ、また、低コストであって、安定した撮像信号による画像が得られる撮像ユニットを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る撮像ユニットは、撮影レンズの光軸上に該光軸と直交するように配置されて上記撮影レンズによる被写体像が結像される撮像素子と、上記撮像素子が表面に搭載された放熱性を有する支持板と、上記支持板の裏面に対向して固定配置された放熱性を有する固定部材と、上記支持板を上記固定部材に対して上記光軸に直交する二次元方向に変位移動させる駆動機構と、上記固定部材に塗布され、上記支持板に接触する状態で配される放熱グリースと、上記放熱グリースの塗布領域を囲んだ状態で上記固定部材に塗布され、上記支持板に接触する状態で配される放熱グリース流出防止材とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、撮影レンズの光軸に直交する二次元方向に変位可能な撮像素子側の熱を経時変化のない状態で効率よく放熱させることができ、また、低コストであって、安定した撮像信号による画像が得られる撮像ユニットを提供することができる。

本発明の第一の実施の形態の撮像ユニットを内蔵する撮像装置である―眼レフレックス式デジタルカメラの内部構造の概略を示す撮影レンズ光軸に沿った縦断面図である。 図１のII−II断面図である。 図２のIII−III断面図である。 図１のデジタルカメラの撮像ユニットにおける撮像素子支持板と固定放熱板との熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図４（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図４（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。 図４の断面図の要部拡大図であって、図５（Ａ）は、図４（Ａ）に対応し、図５（Ｂ）は、図４（Ｂ）に対応している。 図４の撮像ユニットにて固定放熱板に放熱グリースを塗布する状態と上記固定放熱板を撮像素子側支持板に当接させた状態を示す斜視図である。 従来の撮像装置における撮像素子から固定放熱板間の温度勾配に対比させて図４の本実施形態における撮像素子から固定放熱板間の温度勾配を示した図であって、図７（Ａ）は、従来の撮像装置における撮像素子、固定放熱板間の温度勾配を示し、図７（Ｂ）は、図４の撮像素子、固定放熱板間の温度勾配を示す。 本発明の第二の実施形態の撮像ユニットにおける撮像素子支持板と固定放熱板との熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図８（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図８（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。 図８の断面図の要部拡大図であって、図９（Ａ）は、図８（Ａ）に対応し、図９（Ｂ）は、図８（Ｂ）に対応している。 図８の撮像ユニットにて固定放熱板に放熱グリース等を塗布する状態から上記固定放熱板を撮像素子側の支持板に当接させた状態を示す斜視図である。 図８の撮像ユニットに対する変形例の撮像素子支持板と固定放熱板との熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図１１（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図１１（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。 本発明の第三の実施形態のデジタルカメラの撮像ユニットにおける撮像素子支持板と固定放熱板との熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図１２（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図１２（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。 図１２の撮像ユニットにて固定放熱板に放熱グリース等を塗布する状態から上記固定放熱板を撮像素子支持板に当接させた状態を示す斜視図である。 図１２の撮像ユニットに対する変形例における撮像素子支持板と固定放熱板の熱接合部分の光軸に沿った要部拡大断面図であって、図１４（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図１４（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。 本発明の第四の実施形態のデジタルカメラの撮像ユニットにおける撮像素子支持板と固定放熱板との熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図１５（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図１５（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。 図１５の断面図の要部拡大図であって、図１６（Ａ）は、図１５（Ａ）に対応し、図１６（Ｂ）は、図１５（Ｂ）に対応している。る。 図１５のデジタルカメラに内蔵される固定放熱板に放熱グリース等を塗布する状態から上記固定放熱板を撮像素子支持板に当接させた状態を示す斜視図である。 従来の撮像装置における撮像ユニットの分解斜視図である。 図１８の撮像ユニットに光軸に沿った断面図である。

以下、本発明に係る撮像ユニットおよび撮像装置を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第一の実施の形態としての撮像ユニットを内蔵する撮像装置である一眼レフレックス式デジタルカメラ（以下、カメラと記載する）のカメラ本体の内部構造の概略を示す撮影レンズ光軸に沿った縦断面図である。図２は、図１のII−II断面図であり、図３は、図２のIII−III断面図である。

本実施の形態のカメラ１は、カメラボディ外観部をなすカメラ本体１０と、このカメラ本体１０の前面側に交換可能に装填されることにより搭載される撮影レンズ１１とにより構成される。カメラ１の外観形状を構成する樹脂製のカメラ本体１０は、撮影レンズ１１の光軸Ｏ上となる前面側位置に撮影レンズ１１を内蔵するレンズユニット１２を交換自在に装着するためのリング状のマウント部１３を備える。また、カメラ本体１０は、前面側から見て左側に撮影時等において操作者の右手により保持されるグリップ部１４を有している。このグリップ部１４の頂部には、レリーズスイッチ等の各種スイッチ、ボタン類を備えられる。

なお、以下の説明において、カメラ本体１０に装着された状態にて撮影レンズ１１の光軸を光軸Ｏで示し、光軸Ｏの被写体側方向をカメラ本体１０の前方とし、結像側を後方とする。光軸Ｏと直交する面に沿った方向の内、左右方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する上下方向をＹ方向とする。

カメラ本体１０は、図１，３に示すように、背面側において光軸〇上の位置にアクリル製のパネル表示窓１６を有する表示装置としての液晶モニタ１７を備える。この液晶モニタ１７は、撮影された画像の他、各種設定・調整事項等の各種情報を表示するＴＦＴ（Thin Film Transistor ）タイプの矩形状表示パネルである。また、カメラ本体１０内には、撮影時に操作者が覗くファインダ窓１８が設けられ、頂部には、外付けのフラッシュを取り付けるホットシュー１９を備える。

さらに、カメラ本体１０は、図１に示すように、前面側において光軸Ｏ上に配設させたクイックリターンミラー２０等のミラー部材を内蔵し、その下方にデフオーカス量を検出するＡＦセンサユニット２１等を収納したミラーボックス２２を備える。また、カメラ本体１０内には、クイックリターンミラー２０よりも奥側に向けて、フォーカルプレーンシャッタ２３と、撮像素子２４等を含む撮像ユニット２５とが、光軸Ｏ上に順次、配置されている。また、カメラ本体１０内において、クイックリターンミラー２０の光軸Ｏ上の背後にはサブミラー２０ａが配置され、サブミラー２０ａからの反射光をＡＦセンサユニット２１に導くように光路設定されている。一方、クイックリターンミラー２０の反射側には、ダハミラー２６、接眼レンズ２７等が配置されている。

カメラ本体１０のグリップ部１４の内部には、電池４０を収納する電池収納室４１が設けられている。電池４０は、底面の開閉蓋４２を開閉することにより電池収納室４１内への挿脱が可能とされている。また、グリップ部１４の内部において、背面側には、カメラ全体の制御や画像処理、圧縮処理、データ記憶処理等を行うための回路やＳＤＲＡＭ等のメモリ、電源回路等が搭載された回路基板４３，４４が配設されている。回路基板４３と撮像素子２４を搭載した撮像素子支持板３１との間、および回路基板４３，４４間は、フレキシブル基板４５，４６によって電気的に接続されている。また、グリップ部１４において、電池収納室４１と回路基板４４との間には、メモリカード４７を装填するためのメモリスロット４８が形成され、通常は、開閉自在なカバー４９で閉塞されている。また、グリップ部１４内において、電池収納室４１より前面側にはストロボ用のアルミニウム電解コンデンサ５０が内蔵されている。

撮像ユニット２５は、フォーカルプレーンシャッタ２３の後方に配され、光学ＬＰＦ（ローパスフィルタ）３０と、撮像素子２４と、支持板である撮像素子支持板３１と、第一保持部材５１と、第二保持部材５２と、固定放熱板５８を備えた固定枠５３と、駆動機構６０とからなる。

撮像素子２４は、撮影レンズ１１により撮像面に結像された被写体像を光電変換するもので、所定比率の横長矩形形状をなし、本実施の形態のカメラ１０では、例えば、ＣＣＤイメージセンサが用いられている。なお、撮像素子２４としては、ＣＣＤイメージセンサに限らず、ＣＭＯＳイメージセンサ等であってもよい。

撮像素子支持板３１は、撮像素子２４を表面に搭載して固定、位置決めするためのものである。この支持板３１は、放熱性のよい金属等の放熱材、本実施の形態のカメラ１ではアルミニウム板からなり、撮像素子２４よりも大きな横長の略長方形形状に形成されている。

撮像ユニット２５の第一保持部材５１は、矩形枠形状に形成されて撮像素子２４が搭載された撮像素子支持板３１や光学ＬＰＦ３０を保持するためのものである。第二保持部材５２は、第一保持部材５１よりも大きな矩形枠形状に形成されて、第一保持部材５１をＹ方向に移動可能に保持するためのものである。

ここで、第一保持部材５１と第二保持部材５２との間で、Ｘ方向の一方側においてはＹ方向にのみ移動可能に離間配置させた２個の鋼球５４ａ、他側においては１個の鋼球５４ｂが介在されることで、第一保持部材５１が第二保持部材５２に対して円滑にＹ方向に移動可能に支持されている。なお、鋼球５４ｂ付近において、第一保持部材５１と第二保持部材５２との間にはバネ５５が介在している。

また、固定枠５３は、第二保持部材５２よりも一回り大きな矩形枠形状に形成されて、第二保持部材５２をＸ方向に移動可能に保持するためのものである。ここで、第二保持部材５２と固定枠５３との間で、Ｙ方向の―側においてはＸ方向にのみ移動可能に離間配置させた２個の鋼球５６ａ、他側においては１個の鋼球５６ｂが介在されることで、第二保持部材５２が固定枠５３に対して円滑にＸ方向に移動可能とされている。なお、鋼球５６ｂ付近において、第二保持部材５２と固定枠５３との間にはバネ５７が介在されている。また、固定枠５３は、撮像素子２４が光軸Ｏ上に位置するようにし、例えば、四箇所でミラーボックス２２等の固定部に位置調整されて組み付けられる。

固定枠５３は、撮像素子支持板３１の裏面に近接対向する位置に撮像素子支持板３１よりも大きく形成された固定部材である固定放熱板５８がビスにより一体化されている。すなわち、固定放熱板５８も固定枠の一部を構成する。また、固定枠５３や固定放熱板５８は、放熱性のよい金属等の材質であって、例えば、アルミニウム板、又は、熱伝導率の高い素材として炭素繊維などのフィラーが充填されたＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）やＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）により形成されている。

なお、固定放熱板５８の背面にはグラファイトシート等の熱伝導性の高い熱伝導性シート９８を介在した状態でシールド板９６が配されている。さらに、シールド板９６の背面側には液晶モニタ１７が配置されている（図１，３）。

撮像素子２４を支持する撮像素子支持板３１と固定枠５３側の固定放熱板５８との対向する部分には、所定のわずかな隙間があり、上記隙間を埋める状態で放熱グリース７１が塗布され、放熱グリース７１の外周に沿って放熱グリース流失防止部材である高粘度グリース７２が塗布されている。放熱グリース７１および高粘度グリース７２については、撮像素子支持板３１の移動動作を含めて図４〜６を用いて後で説明する。

駆動機構６０は、第一駆動機構６１と第二駆動機構６２とからなる。第一駆動機構６１は、鋼球５４ａ部分に対応させて第一保持部材５１と第二保持部材５２との間に設けられて第一保持部材５１を第二保持部材５２に対してＹ方向に変位移動させるためのものである。この第一駆動機構６１は、例えば、第一保持部材５１に押圧接触させて第二保持部材５２側に設けられて図示しない駆動電極に対する電圧印加により楕円振動を発生することにより、第一保持部材５１を第二保持部材５２に対してＹ方向に移動させる圧電素子を用いた圧電素子駆動モータ方式の超音波モータ６１で構成される。

第二駆動機構６２は、鋼球５６ａ部分に対応させて第二保持部材５２と固定枠５３との間に設けられて第二保持部材５２を固定枠５３に対してＸ方向に変位移動させるためのものである。この第二駆動機構６２も、例えば第二保持部材５２に押圧接触させて固定枠５３側に設けられて図示しない駆動電極に対する電圧印加により楕円振動を発生することにより、第二保持部材５２を固定枠５３に対してＸ方向に移動させる圧電素子を用いた圧電素子駆動モータ方式の超音波モータ６２で構成される
なお、駆動機構６０は、圧電素子駆動モータ方式に限らず、電磁駆動方式や、屈曲振動モータを駆動源として駆動する方式や、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）を駆動源として駆動する方式であってもよい。

このような駆動機構６０を備えることで、撮像素子２４が搭載された撮像素子支持板３１は、固定枠５３に対して光軸Ｏに直交するＸＹ平面内で上下左右の二次元方向に変位移動可能となる。よって、手ブレ補正モードにおける撮影に際して、当該一眼レフレックス式デジタルカメラに手ぶれが検出された場合、駆動機構６０を駆動させて撮像素子支持板３１をＸＹ平面内で二次元方向に上記手ブレを補正するように変位移動させることで、撮像素子２４の受光面における画像のぶれを補正することができる。

ここで、撮像ユニット２５にて固定放熱板５８の撮像素子支持板３１側の隙間に配される放熱グリース７１、高粘度グリース７２、および、該グリースを介在した状態での固定放熱板５８と撮像素子支持板３１の相対移動動作について、図４〜６を用いて説明する。

図４は、上記撮像ユニットにおける撮像素子支持板と固定放熱板との熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図４（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図４（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。図５は、図４の断面図の要部拡大図であって、図５（Ａ）は、図４（Ａ）に対応し、図５（Ｂ）は、図４（Ｂ）に対応している。図６は、図４の撮像ユニットにて固定放熱板に放熱グリースを塗布する状態と上記固定放熱板を撮像素子支持板に当接させた状態を示す斜視図である。

放熱グリース７１は、熱伝導率の向上を図るためにフィラーを充填したペースト状材料、例えば、シリコンゲル剤からなり、上記フィラーには、アルミニウム繊維やカーボン繊維、または、黒鉛等が適用される。高粘度グリース７２は、粘度が高く、塗布された状態の形状が維持されるグリースである。

固定放熱板５８には撮像素子２４の外形に対応する四辺形領域５８ａの外周に沿った溝５８ｂが設けられている。

固定放熱板５８に高粘度グリース７２、および、放熱グリース７１を塗布する方法について説明すると、図６に示すように、まず、固定放熱板５８の溝５８ｂに高粘度グリース７２を注入し、塗布する。続いて、高粘度グリース７２の内側の固定放熱板５８の四辺形領域５８ａに放熱グリース７１を塗布する。上記グリースが塗布された固定放熱板５８に対して第一保持部材５１、第二保持部材５２および固定枠５３を介在した状態で撮像素子２４が装着された撮像素子支持板３１が組み付けられる。

上記組み付け状態において、塗布された上記各グリースは、その塗布前面（図６では上面）が撮像素子支持板３１の背面（図６では下面）に密着した状態となる。

上記撮像素子支持板３１と固定放熱板５８とが高粘度グリース７２、および、放熱グリース７１を介在して取り付けられ、撮像素子支持板３１の中心（撮像素子２４の受光面中心）が光軸Ｏに一致しているときの状態が図４（Ａ）および図５（Ａ）に示されている。ブレ補正動作により撮像素子支持板３１が固定放熱板５８に対して、例えば、Ｙ方向に移動したときの状態が図４（Ｂ）および図５（Ｂ）に示されている。この状態では、高粘度グリース７２が変形することによって撮像素子支持板３１の相対移動が行われる。そして、高粘度グリース７２、放熱グリース７１は、撮像素子支持板３１との密着状態が保たれ、高粘度グリース７２により放熱グリース７１の四辺形領域５８ａ外への流出も抑えられる。なお、撮像素子支持板３１がＹ方向以外の方向に相対移動する場合も図５（Ｂ）に示す状態と同じように高粘度グリース７２が撮像素子支持板３１に追随して変形し、同様に上記グリース密着状態が保たれ、かつ、放熱グリース７１の流出が抑えられる。

上述したように撮像ユニット２５においては、撮像素子支持板３１と固定放熱板５８とがブレ補正動作時を含む撮像状態、および、撮像待機状態において、放熱グリース７１を介在した状態で接触しており、撮像素子２４で発生した熱は、撮像素子支持板３１、放熱グリース７１を経て固定放熱板５８に効率よく伝達される。そして、上記伝達された熱は、固定放熱板５８から直接、カメラ本体内の空気へ、あるいは、固定枠５３からミラーボックス２２へ、さらに、熱伝導性シート９８を介して効率よくシールド板９６にそれぞれ熱伝達される。そして、シールド板９６に伝達された熱は、そのまま、外部に放熱されたり、液晶モニタ１７側に熱伝達され、さらに、空気層やアクリル製のパネル表示窓１６を介して外部へ放熱される。

図７は、本実施形態の撮像ユニット２５における撮像素子２４から固定放熱板５８までの温度勾配を従来の撮像ユニット２５Ｚに比較して示した図であり、図７（Ａ）は、本実施形態の撮像ユニット２５の場合を示し、図７（Ｂ）は、従来の撮像ユニット２５Ｚの場合を示している。

図７（Ｂ）に示すように従来の撮像ユニット２５Ｚの場合、撮像素子支持板３１と固定放熱板５８Ｚとの間には、空気層Ｚが存在する。従って、撮像素子支持板３１と固定放熱板５８Ｚとの間の温度差が大きく、撮像素子２４の温度ｔａが高い状態になる。一方、本実施形態の撮像ユニット２５の場合、上述のように撮像素子支持板３１と固定放熱板５８Ｚとの間に密着する状態で放熱グリース７１が配されているので、図７（Ａ）に示すように撮像素子支持板３１と固定放熱板５８との間の温度差が小さくなり、撮像素子２４の温度ｔｂが上記温度ｔａよりも著しく低くなる。従って、撮像素子２４の温度上昇による撮像信号の劣化が抑えられる。

また、放熱グリース７１は、その全周囲が高粘度グリース７２で囲まれていることからブレ補正による撮像素子支持板３１の相対移動があったとしても外方に流出することが防止される。

以上、説明したように本実施形態のデジタルカメラ１によれば、上述した簡単な構成を適用することで撮像素子２４で発生した熱は、撮像素子支持板３１から放熱グリース７１を介して固定放熱板５８に効率よく伝達され、撮像素子２４の温度上昇が抑えられ、安定した撮像信号が得られるデジタルカメラを実現できる。

また、塗布された放熱グリース７１の全周囲が高粘度グリース７２により囲まれていることからブレ補正動作により撮像素子支持板３１が固定放熱板５８に対して相対移動する状態があったとしても放熱グリース７１の流出が防止され、経年変化もない状態で固定放熱板５８上の所定の領域に確実に保持される。

なお、本実施形態で適用した駆動機構６０のアクチュエータとして圧電素子を用いた超音波モータ６１，６２を適用したが、これに替えてステッピングモータを適用することも可能である。さらには、可動コイル型ボイスコイルモータ、または、可動磁石型ボイスコイルモータを適用することも可能である。この場合、支持板３１および固定放熱板５８は、磁性材料で形成する必要がある。

次に本発明の第二の実施形態の撮像ユニットについて、図８〜１０を用いて説明する。

図８は、本実施形態の撮像ユニットにおける撮像素子支持板と固定放熱板との熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図８（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図８（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。図９は、図８の断面図の要部拡大図であって、図９（Ａ）は、図８（Ａ）に対応し、図９（Ｂ）は、図８（Ｂ）に対応している。図１０は、図８の撮像ユニットにて固定放熱板に放熱グリース等を塗布する状態から上記固定放熱板を撮像素子側の支持板に当接させた状態を示す斜視図である。

本実施形態の撮像ユニット２５Ａが内蔵されるデジタルカメラは、第一実施形態のデジタルカメラ１と同様の構成を有しており、以下の説明において、同一の構成部材には、同一符号を付し、以下、撮像ユニット２５Ａの撮像ユニット２５と異なる点について説明する。

撮像ユニット２５Ａにおいても図８に示すように撮像ユニット２５の場合と同様に撮像素子２４を支持する撮像素子支持板３１と固定枠５３側の固定放熱板５８との対向する部分には、所定のわずかな隙間があり、上記隙間を埋める状態で放熱グリース７１Ａが塗布されている。そして、その放熱グリース７１Ａの外周に沿って放熱グリース流失防止部材であるゲルシート７２Ａが配置されている。

放熱グリース７１Ａは、放熱グリース７１と同様に熱伝導率の向上を図るためにフィラーを充填したペースト状材料、例えば、シリコンゲル剤からなり、上記フィラーには、アルミニウム繊維やカーボン繊維、または、黒鉛等が適用される。ゲルシート７２Ａは、四辺形枠状のゲル状シート材からなる。

固定放熱板５８には、撮像素子２４の外形に対応する四辺形領域５８ａの外周に沿った溝５８ｂが設けられている。また、撮像素子支持板３１側にも背面部（図１０では下面部）に溝５８ｂと対向する形状の溝３１ａが設けられている。

固定放熱板５８にゲルシート７２Ａを配置し、放熱グリース７１Ａを塗布する方法について説明すると、図１０に示すように、まず、溝５８ｂにゲルシート７２Ａを嵌め込む。続いて、ゲルシート７２Ａの内側の固定放熱板５８の四辺形領域５８ａに放熱グリース７１Ａを塗布する。放熱グリース７１Ａが塗布された固定放熱板５８に対して第一保持部材５１、第二保持部材５２および固定枠５３を介在した状態で撮像素子２４が装着された撮像素子支持板３１が組み付けられる。そのとき、ゲルシート７２Ａの前面部（図１０では上面部）を撮像素子支持板３１の溝３１ａに嵌入させる。

上述の組み付け状態においては、塗布された放熱グリース７１Ａおよびゲルシート７２Ａは、その前面（図１０では上面）が撮像素子支持板３１の背面（図１０では下面）に密着する状態になる。

上記撮像素子支持板３１と固定放熱板５８とがゲルシート７２Ａ、および、放熱グリース７１Ａを介在して取り付けられ、撮像素子支持板３１の中心（撮像素子２４の受光面中心）が光軸Ｏに一致しているときの状態が図８（Ａ）および図９（Ａ）に示されている。ブレ補正動作により撮像素子支持板３１が固定放熱板５８に対して、例えば、Ｙ方向に移動したときの状態が図８（Ｂ）および図９（Ｂ）に示されている。この状態では、ゲルシート７２Ａが変形することによって撮像素子支持板３１の相対移動が行われる。そして、放熱グリース７１Ａの撮像素子支持板３１との密着状態が保たれ、かつ、ゲルシート７２Ａによって放熱グリース７１の流出が抑えられる。なお、撮像素子支持板３１がＹ方向以外に相対移動した場合も図９（Ｂ）の場合と同様の状態が得られる。

従って、撮像素子２４で発生した熱は、撮像ユニット２５の場合と同様に撮像素子支持板３１から放熱グリース７１Ａを経て効率よく固定放熱板５８に伝達され、放熱グリース７１Ａが流出して消失することも確実に防止される。

本実施形態の撮像ユニット２５Ａにおいても第一実施形態のデジタルカメラ１に内蔵される撮像ユニット２５と同様の効果を奏するが、特に本実施形態の場合、高粘度グリース７２に替えてゲルシート７２Ａを適用しているので、放熱グリース７１Ａを四辺形領域５８ａ内に保持し、外部に流出することがより確実に防止できる。

次に上記第二の実施形態の撮像ユニット２５Ａに対する変形例の撮像ユニットとして、背面にフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと記載する）が密着して配置されている撮像素子支持板を適用したものについて、図１１を用いて説明する。

図１１は、本変形例の撮像ユニット２５Ｂの撮像素子支持板と固定放熱板の熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図１１（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図１１（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。

本変形例の撮像ユニット２５Ｂに適用される撮像素子支持板３１Ｂは、図１１（Ａ）に示すように背面側にＦＰＣ７３が密着状態で装着されており、ＦＰＣ７３には、固定放熱板５８の溝５８ｂに対向する位置に溝７３ａが設けられている。

撮像ユニット２５Ｂの組み立て状態にて固定放熱板５８の溝５８ｂに嵌め込まれたゲルシート７２Ｂは、ＦＰＣ７３の溝７３ａにも嵌め込まれた状態で固定放熱板５８と撮像素子支持板３１Ｂとで挟持される。固定放熱板５８と撮像素子支持板３１Ｂとは、ゲルシート７２Ｂ内部にて四辺形領域５８ａに塗布される放熱グリース７１をＦＰＣ７３を介して密着する状態で保持する。

本変形例の撮像ユニット２５Ｂも第二の実施形態の撮像ユニット２５Ａと同様の効果を奏し、特に本変形例では撮像素子支持板３１Ｂとして固定放熱板５８側にＦＰＣが配されるものを適用可能である。

次に本発明の第三の実施形態の撮像ユニットについて、図１２，１３を用いて説明する。

図１２は、本実施形態の撮像ユニットにおける撮像素子支持板と固定放熱板との熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図１２（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図１２（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。図１３は、図８の撮像ユニットにて固定放熱板に放熱グリース等を塗布する状態から上記固定放熱板を撮像素子側の支持板に当接させた状態を示す斜視図である。

本実施形態の撮像ユニット２５Ｃが内蔵されるデジタルカメラは、第一実施形態のデジタルカメラ１と同様の構成を有しており、以下の説明において、同一の構成部材には、同一符号を付し、以下、撮像ユニット２５Ｃの撮像ユニット２５と異なる点について説明する。

撮像ユニット２５Ｃにおいても図１２に示すように撮像ユニット２５の場合と同様に撮像素子２４を支持する撮像素子支持板３１と固定枠５３側の固定部材である固定放熱板５８Ｃとの対向する部分には、所定のわずかな隙間があり、上記隙間を埋める状態で放熱グリース７１Ｃが塗布される。そして、その放熱グリース７１Ｃの全外周に沿って放熱グリース流失防止部材として磁性流体７２Ｃが塗布されている。

放熱グリース７１Ｃは、放熱グリース７１と同様に熱伝導率の向上を図るためにフィラーを充填したペースト状材料、例えば、シリコンゲル剤からなり、上記フィラーには、アルミニウム繊維やカーボン繊維、または、黒鉛等が適用される。磁性流体７２Ｃは、流体に磁性体粒子を懸濁させたものであり、磁界に反応し、磁石間の最大磁束領域に強く引き付けられる。また、該磁性流体７２Ｃは、粘度が高く、塗布された状態の形状が維持される。

固定放熱板５８Ｃには、図１２，１３に示すように撮像素子２４の外形に対応する四辺形領域５８Ｃａの外周に沿った溝５８Ｃｂが設けられ、該溝には厚み方向に分極された磁石７４Ｃが挿入されている。

固定放熱板５８Ｃに磁性流体７２Ｃと放熱グリース７１Ｃを塗布する方法について図１３を用いて説明すると、まず、磁性流体７２Ｃを溝５８Ｃｂに配置されている磁石７４Ｃに沿って塗布する。続いて、磁性流体７２Ｃの内側の固定放熱板５８Ｃの四辺形領域５８Ｃａに放熱グリース７１Ｃを塗布する。磁性流体７２Ｃと放熱グリース７１Ｃが塗布された固定放熱板５８Ｃに対して第一保持部材５１、第二保持部材５２および固定枠５３を介在した状態で撮像素子２４が装着された撮像素子支持板３１が組み付けられる。

上述の組み付け状態で塗布された放熱グリース７１Ｃおよび放熱グリース７１Ｃの全周を囲む磁性流体７２Ｃは、その塗布前面（図１３では上面）が撮像素子支持板３１の背面（図１３では下面）に密着する状態になる。

上記撮像素子支持板３１と固定放熱板５８Ｃとが磁性流体７２Ｃ、および、放熱グリース７１Ｃを介在して取り付けられ、図１２（Ａ）に撮像素子支持板３１の中心（撮像素子２４の受光面中心）が光軸Ｏに一致しているときの状態が示されている。ブレ補正動作により撮像素子支持板３１が固定放熱板５８Ｃに対して、例えば、Ｙ方向に移動したときの状態が図１２（Ｂ）に示されている。この状態では、放熱グリース７１Ｃは、撮像素子支持板３１との密着状態が保たれ、磁性流体７２Ｃは、固定放熱板５８Ｃ側が磁石７４Ｃに吸着状態で撮像素子支持板３１側が該支持板３１とともに変位するように変形して、撮像素子支持板３１の相対移動が行われる。そして、放熱グリース７１Ｃの塗布領域の全周が磁性流体７２Ｃによって囲まれていることから確実に流出が抑えられる。なお、撮像素子支持板３１がＹ方向以外に相対移動した場合も図１２（Ｂ）の場合と同様の状態が得られる。

従って、撮像素子２４で発生した熱は、撮像ユニット２５の場合と同様に撮像素子支持板３１から放熱グリース７１Ｃを経て効率よく固定放熱板５８Ｃに伝達され、かつ、放熱グリース７１Ｃが流出して減少することも確実に防止される。

本実施形態の撮像ユニット２５Ｃにおいても第一実施形態のデジタルカメラ１に内蔵される撮像ユニット２５と同様の効果を奏するが、特に本実施形態の場合、高粘度グリース７２に替えて磁性流体７２Ｃを適用し、放熱グリース７１Ｃの全周を囲むことによって放熱グリース７１Ｃを四辺形領域５８Ｃａ内に保持し、外部への流出をより確実に防止することができる。さらに、磁性流体７２Ｃは、磁石７４Ｃにより吸着され、外部に消失することも防止できる。また、磁性流体７２Ｃは、放熱グリース７１Ｃの全周を囲むだけであり、その使用量が少なく、コスト上、有利である。

次に上記第三の実施形態の撮像ユニット２５Ｃに対する変形例の撮像ユニットとして、磁石が配置されている撮像素子支持板を適用したものについて、図１４を用いて説明する。

図１４は、本変形例の撮像ユニット２５Ｄの撮像素子支持板と固定放熱板の熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図１４（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図１４（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。

本変形例の撮像ユニット２５Ｄに適用される撮像素子支持板３１Ｄには、図１４（Ａ）に示すように固定放熱板５８Ｃの溝５８Ｃｂに対向する状態で溝３１Ｄｂが設けられ、該溝３１Ｄｂに磁石７４Ｄが挿入されている。磁石７４Ｄは、図１４（Ａ）に示すように厚み方向に分極された磁石である。

本変形例の撮像ユニット２５Ｄにおいては、磁性流体７２Ｃが放熱グリース７１Ｃの全周を囲んだ状態で固定放熱板５８Ｃ側が磁石７４Ｃに吸引されると共に撮像素子支持板３１Ｄ側も磁石７４Ｄにも吸引されて密着状態で保持されることから、放熱グリース７１Ｃは、磁性流体７２Ｃによって流出しないように保持され、磁性流体７２Ｃの消失がより確実に防止でき、さらに経年変化もなくなる。

次に本発明の第四の実施形態の撮像ユニットについて、図１５〜１７を用いて説明する。

図１５は、本実施形態の撮像ユニットにおける撮像素子支持板と固定放熱板との熱接合部分の光軸に沿った断面図であって、図１５（Ａ）は、上記撮像素子支持板が中立位置にある状態を示し、図１５（Ｂ）は、上記撮像素子支持板がＹ方向に移動した状態を示す。図１６は、図１５の要部拡大断面図であって、図１６（Ａ）は、図１５（Ａ）に対応し、図１６（Ｂ）は、図１５（Ｂ）に対応している。図１７は、図１５の撮像ユニットにて固定放熱板に放熱グリース等を塗布する状態から上記固定放熱板を撮像素子側の支持板に当接させた状態を示す斜視図である。

本実施形態の撮像ユニット２５Ｅが内蔵されるデジタルカメラは、第一実施形態のデジタルカメラ１と同様の構成を有しており、以下の説明において、同一の構成部材には、同一符号を付し、以下、撮像ユニット２５Ｅの撮像ユニット２５と異なる点について説明する。

撮像ユニット２５Ｅにおいても図１５に示すように撮像素子２４を支持する撮像素子支持板３１と固定枠５３側の固定部材である固定放熱板５８Ｅとの対向する部分には、所定のわずかな隙間があり、上記隙間を埋める状態で放熱グリース７１Ｅが塗布される。その放熱グリース７１Ｅの外周を囲むように放熱グリース流失防止部材としてのパッキン７２Ｅが配置されている。

放熱グリース７１Ｅは、放熱グリース７１と同様に熱伝導率の向上を図るためにフィラーを充填したペースト状材料、例えば、シリコンゲル剤からなり、上記フィラーには、アルミニウム繊維やカーボン繊維、または、黒鉛等が適用される。

パッキン７２Ｅは、後述する固定放熱板５８Ｅの溝５８Ｅｂに挿入される四辺形枠状のゴムパッキン材からなり、前面側（図１７では上面側）には凹状溝７２Ｅａが設けられている。

固定放熱板５８Ｅには撮像素子２４の外形に対応する四辺形領域５８Ｅａの外周に沿った溝５８Ｅｂが設けられている。

固定放熱板５８Ｅにパッキン７２Ｅを嵌め込み、放熱グリース７１Ｅを塗布する方法について説明すると、図１７に示すように、まず、固定放熱板５８Ｅの溝５８Ｅｂにパッキン７２Ｅを嵌め込み、パッキン７２Ｅの内側の固定放熱板５８Ｅの四辺形領域５８Ｅａに放熱グリース７１Ｅを塗布する。上記グリースが塗布された固定放熱板５８Ｅに対して第一保持部材５１、第二保持部材５２および固定枠５３を介在した状態で撮像素子２４が装着された撮像素子支持板３１が組み付けられる。

上述の組み付け状態で塗布された放熱グリース７１Ｅは、その塗布前面（図１７では上面）が撮像素子支持板３１の背面（図１７では下面）に密着し、また、パッキン７２Ｅの凹状溝７２Ｅａの両先端部が撮像素子支持板３１の背面（図１７では下面）に当接する。

上記撮像素子支持板３１と固定放熱板５８Ｅとがパッキン７２Ｅおよび放熱グリース７１Ｅを介在して取り付けられ、撮像素子支持板３１の中心（撮像素子２４の受光面中心）が光軸Ｏに一致しているときの状態が図１５（Ａ）および図１６（Ａ）に示されている。ブレ補正動作により撮像素子支持板３１が固定放熱板５８Ｅに対して、例えば、Ｙ方向に移動したときの状態が図１５（Ｂ）および図１６（Ｂ）に示されている。この状態では、放熱グリース７１Ｅの撮像素子支持板３１との接触状態が保たれ、かつ、パッキン７２Ｅの凹状溝７２Ｅａの両先端部が撮像素子支持板３１に対してすべりやすい状態で密着していることから、撮像素子支持板３１の相対移動を妨げることなく、また、放熱グリース７１Ｅの四辺形領域５８Ｅａ外への流出も抑えられる。なお、撮像素子支持板３１がＹ方向以外の方向に相対移動する場合も図１５（Ｂ）に示す状態と同じようにパッキン７２Ｅの凹状溝７２Ｅａの両先端部が撮像素子支持板３１に対して密着状態で滑り、同様に放熱グリース７１Ｅの流出が抑えられる。

従って、撮像素子２４で発生した熱は、撮像ユニット２５の場合と同様に撮像素子支持板３１から放熱グリース７１Ｅを経て効率よく固定放熱板５８Ｅに伝達され、かつ、放熱グリース７１Ｅが流出して減少することも確実に防止される。

本実施形態の撮像ユニット２５Ｅにおいても第一実施形態のデジタルカメラ１に内蔵される撮像ユニット２５と同様の効果を奏し、特に本実施形態の場合、放熱グリース７１Ｅを囲むパッキン７２Ｅを適用するで放熱グリース７１Ｅの消失が確実に防止でき、経年変化も極めて少なくなる。

上述のように本発明の撮像ユニットは、撮影レンズの光軸に直交する２次元方向に変位可能な撮像素子側の熱を経時変化することなく、効率よく放熱させることができ、また、低コストであって、安定した撮像信号による画像が得られる撮像ユニットとして利用が可能である。

１１ …撮影レンズ
２４ …撮像素子
３１，３１Ｄ…撮像素子支持板（支持板）
５８，５８Ｃ，５８Ｅ…固定放熱板（固定部材）
６０ …駆動機構
７１，７１Ａ，７１Ｃ，７１Ｅ…放熱グリース
７２ …高粘度グリース（放熱グリース流失防止材）
７２Ａ…ゲルシート（放熱グリース流失防止材）
７２Ｃ…磁性流体（放熱グリース流失防止材）
７２Ｅ…パッキン（放熱グリース流失防止材）

特開２００６−３３８５６号公報

Claims (4)

1. 撮影レンズの光軸上に該光軸と直交するように配置されて上記撮影レンズによる被写体像が結像される撮像素子と、
   上記撮像素子が表面に搭載された放熱性を有する支持板と、
   上記支持板の裏面に対向して固定配置された放熱性を有する固定部材と、
   上記支持板を上記固定部材に対して上記光軸に直交する二次元方向に変位移動させる駆動機構と、
   上記固定部材に塗布され、上記支持板に接触する状態で配される放熱グリースと、
   上記放熱グリースの塗布領域を囲んだ状態で上記固定部材に塗布され、上記支持板に接触する状態で配される放熱グリース流出防止材と、
   を備えることを特徴とする撮像ユニット。
2. 上記放熱グリースは、フィラーを充填したペースト状材料であることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 上記ペースト状材料に充填されるフィラーは、アルミニウム繊維、または、カーボン繊維、または、黒鉛のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
4. 上記放熱グリース流出防止材は、ゲルシート、または、高粘度グリース、または、パッキン部材、または、磁性流体のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。

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