JP5168047B2

JP5168047B2 - カメラ

Info

Publication number: JP5168047B2
Application number: JP2008242417A
Authority: JP
Inventors: 芳治北條; 正次末岡
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2028-09-22
Also published as: JP2010074722A

Description

本発明は、手振れ補正をセンサーシフト方式で行う場合における撮像素子の放熱構造を備えたカメラに関する。

昨今のデジタルカメラは、搭載するイメージセンサー（撮像素子）の高画素化に伴い、撮影データ量が多大になっている。より画像処理速度を向上させる上でもイメージセンサーからの高速なデータ転送が要求されている。それによりセンサ自体の温度上昇が急激に増加している傾向にあり、センサ部を放熱させる構造とすることが要求されている。

また、イメージセンサーの高画素化に伴い、手振れ補正の必要性も増している。光学式手振れ補正の方式の一つとして、センサーシフト方式がある。このセンサーシフト方式は、手振れが生じた際に、その振れに合わせてイメージセンサーをレンズの光軸に対して垂直方向に移動（揺動）させることによって、イメージセンサーで得られる画像の振れ（ぼけ）を防止する方式である。

手振れ補正をセンサーシフト方式で行う構成にした場合における撮像素子の放熱構造としては、例えば、撮像素子側に冷却素子と小型の放熱部材を配置し、筐体側に固定の大型放熱部材を配置して、両者の間を熱伝達部材で熱的につなぐことによって、より具体的には、撮像素子側の小型放熱部材と筐体側の大型放熱部材の互いの対向面に放熱シートを設けたり、撮像素子側の小型放熱部材と筐体側の大型放熱部材との間に熱伝導性グリスを設けたりすることによって、撮像素子の放熱を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１７４２２６号公報

しかしながら、手振れ補正をセンサーシフト方式で行う場合、手振れ補正ユニットの揺動部（移動体部）を軽量化することが重要であり、上記従来の撮像素子の放熱構造のように、撮像素子側に冷却素子と小型の放熱部材を追加配置することは、手振れ補正ユニットの揺動部の重量増加となり、揺動部を駆動するアクチュエータの駆動負荷が増大するので、手振れ補正性能の低下の要因やアクチュエータ駆動力容量拡大の要因となってしまうという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、アクチュエータに極力負荷をかけることなく、撮像素子の熱を効率的に放熱することのできる撮像素子の放熱構造を備えたカメラを提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、手振れ補正ユニットに搭載された撮像素子の放熱構造であって、
前記手振れ補正ユニットの近傍に放熱部材を設けるとともに、前記手振れ補正ユニットにおいて前記撮像素子の近傍に位置する金属部材と前記放熱部材とを、熱伝導性を有するフレキシブル部材で接続したことを特徴とする撮像素子の放熱構造、
を備えたカメラであって、
前記放熱部材は、前記金属部材を囲むリング形状であり、その外周縁には複数の延出部が形成されており、これら複数の延出部が前記カメラの鏡胴又はフレームに固定されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のカメラにおいて、
前記金属部材と前記放熱部材とは、前記撮像素子を挟んで対向する位置においてそれぞれフレキシブル部材で接続されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のカメラにおいて、
前記金属部材は、前記撮像素子を前記手振れ補正ユニットに取り付け固定するための取り付け板であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載のカメラにおいて、
前記取り付け板はフレキシブル部材用の取り付け片を有し、該取り付け片は前記撮像素子の撮像面側とは逆の方向に延びていることを特徴とする。

本発明によれば、アクチュエータに極力負荷を掛けることなく、撮像素子の熱を効率的に放熱することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本発明の撮像素子の放熱構造が適用されたデジタルカメラ１００の斜視図、図２は、図１に示したデジタルカメラ１００におけるレンズユニット部、手振れ補正ユニット部、及び放熱構造部の配置位置を示す斜視図、図３は、デジタルカメラ１００のレンズユニット部、手振れ補正ユニット部、及び放熱構造部を取り出して示した斜視図、図４は、手振れ補正ユニット部及び放熱構造部を背面側（図３の手前側）から見た際の平面図、図５は、手振れ補正ユニット部及び放熱構造部を図４の切断線Ｖ−Ｖに沿って切断した際の矢視断面図である。

本実施形態のデジタルカメラ１００は、筐体１０１の前面側が前方に突出し、この突出部内にレンズユニット１が配置されるとともに、その後方（背後）に手振れ補正ユニット２を介してイメージセンサー（撮像素子）５が配置されたカメラで、筐体１０１の背面側には、ファインダ部１０２、表示部（モニタ部）１０３、電源ボタン１０４等が設けられ、上面側には、カメラの動作モードを設定するモード設定ダイアル１０５、各動作モードでのカメラの制御値を設定する制御値設定ダイアル１０６、撮影のための操作部材であるレリーズボタン１０７等が設けられている。

レンズユニット１は筐体１０１の内部に設けられて筐体１０１の骨格を形成する、金属等で形成された不図示のフレームに固定され、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子で構成されるイメージセンサー５は、レンズユニット１の光軸上に配置されている。なお、筐体１０１の内部には、図示しないが、回路部、電池部、メモリカード部等が設けられている。

手振れ補正ユニット２は、土台となるベース板２１と、このベース板２１に取り付けられると共に、ベース板２１に平行な面内で第１の方向に移動可能な第１のステージ３１と、この第１のステージ３１に取り付けられると共に、ベース板２１に平行な面内で前記第１の方向に垂直な第２の方向に移動可能な第２のステージ４１等から構成されており、イメージセンサー５は第２のステージ４１に取り付け固定されるようになっている。
なお、本実施の形態においては、ベース板２１がレンズユニット１の鏡胴部１１の後端面に取り付けられており、第１のステージ３１はＹ方向（図３中上下方向）に移動し、第２のステージ４１は、Ｘ方向（図３中左右方向）に移動するようになっている。

Ｙステージ３１を移動させる機構は、ベース板２１に取り付けられた第一のアクチュエータ３２、第一のガイドレール３３及び第二のガイドレール３４と、Ｙステージ３１に一体的に設けられるとともに第一のガイドレール３３に挿通されて、第一のガイドレール３３に沿ってＹステージ３１をＹ方向に移動する第一の被ガイド部材３５と、Ｙステージ３１に一体的に設けられるとともに第二のガイドレール３４に挿通されて、第二のガイドレール３４に沿ってＹステージ３１をＹ方向に移動する第二の被ガイド部材３６と、で構成されている。
第一のガイドレール３３は、図３，４においてＸステージ４１の右側に上下方向（Y方向）に延在し、第二のガイドレール３４は、図３，４においてＸステージ４１の左側に上下方向（Y方向）に延在しており、第一及び第二のガイドレール３３，３４は互いに平行となっている。
なお、Ｙステージ３１は、中央部に平面視矩形状の凹部３１aが形成されており、この凹部３１a内にＸステージ４１が配置されるようになっている。

また、Ｘステージ４１を移動させる機構は、Ｙステージ３１に取り付けられた第二のアクチュエータ４２、この第二のアクチュエータ４２のシャフト（第三のガイドレール）４３と平行に配置された不図示の第四のガイドレールと、Xステージ４１に一体的に設けられるとともに第二のアクチュエータ４２のシャフト４３に挿通されて、シャフト４３に沿ってＸステージ４１をＸ方向に移動する第三の被ガイド部材４４と、Xステージ４１に一体的に設けられるとともに第四のガイドレールに挿通されて、第四のガイドレールに沿ってＸステージ４１をＸ方向に移動する不図示の第四の被ガイド部材と、で構成されている。
第二のアクチュエータ４２のシャフト４３は、図３，４においてＸステージ４１の下側に左右方向（X方向）に延在している。
なお、Ｘステージ４１は、イメージセンサー５を搭載されたＰＣＢ基盤５１が取り付けられる面側が開口した箱型形状をなし、且つレンズユニット側の面には透明板４５が設けられている。

そして、Ｘステージ４１には、イメージセンサー５が搭載されたＰＣＢ基盤５１が、取り付け板６を介して取り付けられている。この取り付け板６は、本実施の形態において撮像素子の放熱構造の一部を構成する。
図６は、撮像素子（イメージセンサー５）の放熱構造を構成する取り付け板６、放熱部材７及びフレキシブル部材８a〜８dの組み立て状態を拡大して示す斜視図、図７は、取り付け板６の斜視図である。

取り付け板６は、金属板で構成されたもので、矩形板状をなし、中央部にイメージセンサー５が配置される開口部６aが形成されている。
イメージセンサー５が搭載されたＰＣＢ基盤５１は、イメージセンサー５が開口部６aに嵌まるように位置合わせされ、この状態でネジＮ１，Ｎ１，…によりXステージ４１に取り付けられている。これにより、メージセンサー５の撮像面がレンズユニット１側に向き、レンズユニット１による被写体像を撮像面上に結像させることができる。

また、取り付け板６の上下左右の側面（外周）には、それぞれ外方に突出する凸部６１a，６１b，６１c，６１dが形成されている。これら四つの凸部６１a〜６１dは取り付け板６の外周側面にそれぞれ等間隔に配置されている。
左右の凸部６１a，６１bはＸ方向に平行でイメージセンサー５の重心を通るＸ軸線上に配置され、上下の凸部６１c，６１dはＹ方向に平行でイメージセンサー５の重心を通るＹ軸線上に配置されている（図７参照）。

各凸部６１a〜６１dは、その先端部がイメージセンサー５の撮像面側とは逆の方向を向くように９０度折り曲げて形成されている。折り曲げられた先端部にはネジ穴６２，６２，…が形成され、後述のフレキシブル部材８a〜８dの一端部が補強板９２a〜９２dと凸部６１a〜６１dの先端部に挟持されてネジＮ２，Ｎ２，…により締結されている。つまり、各凸部６１a〜６１dは、それぞれフレキシブル部材８a〜８dが取り付けられる取り付け片を構成している。

また、図６に示すように、取り付け板６の各凸部６１a〜６１dが折り曲げられた側には、取り付け板６を囲むようにリング状の放熱部材７が設けられている。放熱部材７は、アルミニウムや銅、或いはＳＵＳ等の金属で形成されている。放熱部材７の外周縁には、放熱部材７の本体平板部に対して垂直に延出する複数の延出部７１，７１，…が所定間隔に設けられており、これら延出部７１，７１，…がレンズユニット１の鏡胴部１１或いはカメラ筐体１０１内に設けられているフレームに固定されている。

また、放熱部材７の前面には、フレキシブル部材８a〜８dの他端部が補強板９１a，９１b，９１c，９１dを介して固定されている。四つの補強板９１a〜９１dは放熱部材７の前面に等間隔に配置され、左右の補強板９１a，９１bは上述のＸ軸線上に配置され、上下の補強板９１c，９１dは上述のＹ軸線上に配置されている。

フレキシブル部材８a〜８dは、例えば樹脂フィルムにアルミニウムや銅等の金属をコーティングしたもの、或いはアルミニウムや銅等の金属からなる複数の細線を両端部でフラット状に束ねたもの等で構成されており、熱伝導性を有する。フレキシブル部材８a〜８dはその一端部が、取り付け板６の凸部６１a〜６１dと補強板９２a〜９２dとに挟持されてネジＮ２，Ｎ２，…により固定され、他端部は放熱部材７と補強板９１a〜９１dとに挟持されてネジＮ３，Ｎ３，…により固定されている。フレキシブル部材８a〜８dは、Ｘ軸線及びＹ軸線に対して垂直方向（すなわち前後方向）にオーバーラップして接続されている。すなわち、左右のフレキシブル部材８a，８bは平断面視してＸ軸線上に配置され、上下のフレキシブル部材８c，８dは平断面視してＹ軸線上に配置されている。また、各フレキシブル部材８a〜８dは、１８０°折り返される弛んだ状態で、その両端部が放熱部材７及び取り付け板６に接続されている。

上述のように構成されたデジタルカメラ１００においては、イメージセンサー５で発生した熱は、直接或いはＰＣＢ基盤５１を介して取り付け板６に伝達され、更に、取り付け板６から各フレキシブル部材８a〜８dを介して放熱部材７に伝達されることによって放熱される。
また、取り付け板６と放熱部材７とを接続する各フレキシブル部材８a〜８dは、Ｘ軸線及びＹ軸線に対して垂直方向にオーバーラップして実装され、しかも、１８０°折り返される弛んだ状態で実装されているので、各フレキシブル部材８a〜８dは、Ｙステージ３１を移動させる第一のアクチュエータ３２及びＸステージ４１を移動させる第二のアクチュエータ４２の大きな駆動負荷とはならない。

また、複数のフレキシブル部材８ａ〜８ｄは、Ｘ方向に平行でかつイメージセンサー５の重心を通るＸ軸線又はＹ方向に平行でかつイメージセンサー５の重心を通るＹ軸線に対してそれぞれ線対称に配置されているので、第一及び第二のアクチュエータ３２，４２にかかる放熱部材７やフレキシブル部材８ａ〜８ｄの負荷を均等にすることができ、アクチュエータ制御を個別に設定する必要がなくなる。
また、取り付け板６の外周に、イメージセンサー５の撮像面側とは逆の方向に延在する複数の凸部６１ａ〜６１ｄが形成され、これら複数の凸部６１ａ〜６１ｄに各フレキシブル部材８ａ〜８ｄが接続されているので、凸部６１ａ〜６１ｄの長さを調節することによって、放熱部材７やフレキシブル部材８ａ〜８ｄの負荷を軽減し、放熱効率が良好で理想的な撮像素子の放熱構造とすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記取り付け板６の形状は図７に示した形状に限定されるものではなく、図８に示す取り付け板６Ａのように、各コーナー部に凸部６１Ａａ〜６１Ａｄを設けた形状としても構わない。
また、上記放熱部材７は、その外周縁に設けられた延出部７１，７１，…によってレンズユニット１の鏡胴部１１に固定されていたが、これに限らず例えば図９に示すように、延出部７１Ｂ，７１Ｂ，…の先端が放熱部材７Ｂの本体平板部と平行となるように折り曲げられた形状とし、筐体１０１の内部に設けられた不図示のフレームに固定するようにしても良い。なお、図９において、放熱部材７Ｂ以外は図１と同様の構成である。
また、放熱部材の形状は、リング状に限らず、枠状等、任意の形状にしても良い。
さらに、上記フレキシブル部材８a〜８dの個数は４つとしたが、これも適宜変更しても良い。

また、上記実施の形態では、手振れ補正ユニット２をレンズユニット１の鏡胴部１１に取り付ける構造にしたが、カメラ筐体１０１内に設けられているフレームに取り付ける構造にしても良い。このようにすると、一眼レフカメラなどレンズ交換式カメラにおいて既存のレンズをそのまま利用することができる。
更に、本発明におけるカメラは、デジタルカメラに限らず、デジタルビデオカメラ、カメラ付携帯電話機等、撮像機能を備え且つ撮像素子が手振れ補正ユニットに搭載されているものであれば良い。

本発明の撮像素子の放熱構造が適用されたデジタルカメラ１００の斜視図である。デジタルカメラ１００におけるレンズユニット部、手振れ補正ユニット部、及び放熱構造部の配置位置を示す斜視図である。デジタルカメラ１００のレンズユニット部、手振れ補正ユニット部、及び放熱構造部を取り出して示した図である。手振れ補正ユニット部及び放熱構造部を背面側から見た際の平面図である。手振れ補正ユニット部及び放熱構造部を図４の切断線Ｖ−Ｖに沿って切断した際の矢視断面図である。撮像素子（イメージセンサー５）の放熱構造を構成する取り付け板６、放熱部材７及びフレキシブル部材８a〜８dの組み立て状態を拡大して示す斜視図である。取り付け板６の斜視図である。変形例である取り付け板Ａの斜視図である。変形例である放熱部材７Ｂを使用したデジタルカメラの斜視図である。

符号の説明

１レンズユニット
２手振れ補正ユニット
５イメージセンサー（撮像素子）
６取り付け板
７放熱部材
８a〜８d フレキシブル部材
３１Ｙステージ
４１Ｘステージ
６１a〜６１d 凸部
１００デジタルカメラ

Claims

手振れ補正ユニットに搭載された撮像素子の放熱構造であって、
前記手振れ補正ユニットの近傍に放熱部材を設けるとともに、前記手振れ補正ユニットにおいて前記撮像素子の近傍に位置する金属部材と前記放熱部材とを、熱伝導性を有するフレキシブル部材で接続したことを特徴とする撮像素子の放熱構造、
を備えたカメラであって、
前記放熱部材は、前記金属部材を囲むリング形状であり、その外周縁には複数の延出部が形成されており、これら複数の延出部が前記カメラの鏡胴又はフレームに固定されていることを特徴とするカメラ。
前記金属部材と前記放熱部材とは、前記撮像素子を挟んで対向する位置においてそれぞれフレキシブル部材で接続されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
前記金属部材は、前記撮像素子を前記手振れ補正ユニットに取り付け固定するための取り付け板であることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ。
前記取り付け板はフレキシブル部材用の取り付け片を有し、該取り付け片は前記撮像素子の撮像面側とは逆の方向に延びていることを特徴とする請求項３に記載のカメラ。