JP2009147685A - 撮像素子ユニットおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子の温度上昇を効果的に防止する上で有利な撮像素子ユニットおよび撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像素子ユニット１８は、撮像素子４２と、放熱板４４と、信号処理基板４６と、スペーサ４８とを含んで構成されている。撮像素子４２は厚さ方向の一方の面が撮像面４２Ａであり、他方の面が背面４２Ｂである。放熱板４４は、撮像素子４２で発生する熱を放熱するものであり背面４２Ｂに取着されている。信号処理基板４６は、撮像素子４２にリード線４３を介して電源や駆動信号を供給することで撮像素子４２を駆動すると共に、撮像素子４２からリード線４３を介して供給される撮像信号に対して必要な信号処理を施す。放熱板４４と信号処理基板４６とは、それらの間にスペーサ４８を介在させそれらの間に空隙部Ｓを確保した状態で平行に対向して配置されている。
【選択図】図１５

Description

本発明は撮像素子ユニットおよび撮像装置に関する。

デジタルスチルカメラなどの撮像装置は、撮影光学系によって導かれた被写体像を撮像素子上に結像させることで被写体像を撮像する。
多くの場合、撮像素子の撮像面の反対に位置する背面に撮像素子で発生する熱を放熱する放熱板が設けられ、放熱板が撮像素子の背面に臨む面と反対側に位置する面に撮像素子を動作させる信号処理基板が設けられている（特許文献１参照）。
特開２００６−３３２８９４

ところで、撮像装置が一眼レフタイプなどのように、連写性を要求され短時間に連続した撮像動作が繰り返される場合には、撮像素子および信号処理基板から高い熱が発生しがちである。
撮像素子の温度が使用温度を超えた場合には、撮像素子の動作が安定して行うことができないため、あるいは、撮像素子で生成される撮像信号のノイズ成分が増大するため、強制的に撮像素子の動作を停止させなくてはならず、連写時に操作性の向上を図る上で不利がある。
したがって、如何にして撮像素子の温度上昇を効果的に防止するかが重要である。
しかしながら、上記従来技術では、信号処理基板で発生した熱が放熱板を介して撮像素子に伝達されるため、撮像素子の放熱性の向上を図る上で不利があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、撮像素子の温度上昇を効果的に防止する上で有利な撮像素子ユニットおよび撮像装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、厚さ方向の一方に撮像面が位置する撮像素子と、前記撮像面と反対に位置する前記撮像素子の背面に設けられ前記撮像素子で発生する熱を放熱する放熱板と、前記撮像素子を動作させる信号処理基板とを備える撮像素子ユニットであって、前記放熱板と前記信号処理基板とは、それらの間にスペーサを介在させそれらの間に空隙部を確保した状態で対向して配置されていることを特徴とする。
また本発明は、筐体と、前記筐体内に配置された撮像素子ユニットとを備える撮像装置であって、前記撮像素子ユニットは、厚さ方向の一方に撮像面が位置する撮像素子と、前記撮像面と反対に位置する前記撮像素子の背面に設けられ前記撮像素子で発生する熱を放熱する放熱板と、前記撮像素子を動作させる信号処理基板とを備え、前記放熱板と前記信号処理基板とは、それらの間にスペーサを介在させそれらの間に空隙部を確保した状態で対向して配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子の背面に設けられた放熱板と、信号処理基板とが、それらの間にスペーサを介在させそれらの間に空隙部を確保した状態で対向して配置されているので、空隙部に存在する空気層が断熱効果を発揮して信号処理基板の熱が放熱板を介して撮像素子に直接伝導することを防止でき、撮像素子の温度上昇を効果的に防止する上で有利となる。

次に本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施の形態の撮像素子ユニットが適用された撮像装置１０を前方から見た斜視図、図２は撮像装置１０を後方から見た斜視図である。
本実施の形態では、撮像装置１０は、一眼レフタイプのデジタルスチルカメラである。
図１、図２に示すように、撮像装置１０は、筐体１２とレンズ鏡筒１４などを含んで構成されている。
筐体１２は、外装を構成し前後方向の長さよりも大きな寸法の上下方向の高さと、上下方向の高さよりも大きな寸法の左右方向の幅を有している。
なお、本明細書において、撮像装置１０の前方とは被写体側をいい、後方とはその反対側をいい、左右は撮像装置１０を前方から見た状態でいうものとする。

筐体１２は、前方に臨む前面１２Ａと、後方に臨む背面１２Ｂと、上方に臨む上面１２Ｃと、下方に臨む下面１２Ｄと、左右側方に臨む左右の側面１２Ｅ、１２Ｆとを有している。
前面１２Ａの左側部を除く領域には、レンズ鏡筒１４が着脱可能に装着されている。
筐体１２内部には、後述する手振れ補正機構２０が組み込まれ、手振れ補正機構２０に本発明に係る撮像素子ユニット１８が保持され、撮像素子ユニット１８は撮像素子４２（図７）を含んで構成されている。
レンズ鏡筒１４は、被写体像を撮像素子ユニット１８に導く撮影光学系１４Ａが組み込まれ、前面１２Ａに装着された状態で前後に延在している。
図中符号１５は、撮影光学系１４Ａを保護するためにレンズ鏡筒１４の先端に着脱可能に取着されるキャップである。
前面１２Ａの左側部には、グリップ部１２０４が前方に突出している。グリップ部１２０４は、筐体１２と同じ高さを有している。
グリップ部１２０４の上面には、グリップ部１２０４を把持した右手の指で操作されるシャッターボタン１２０６および操作用リング１２０８が設けられている。
操作用リング１２０８は、それを回転操作することにより、シャッター速度や絞り値の設定値を調整するものである。
左側面１２Ｅには、撮像装置１０によって撮影された画像データを記録するメモリカードなどの記録媒体を挿脱するための記録媒体収容部（不図示）が設けられている。
記録媒体収容部は、左側面１２Ｅに揺動可能に設けられた開閉蓋１２１０によって開閉可能に覆われている。
上面１２Ｃには、撮影補助光を照射するためのフラッシュ部１２１２が出没可能に設けられている。

フラッシュ部１２１４を挟む上面１２Ｃの左右には、撮像装置１０の機能を設定したり撮影モードなどを切り換えるための２つの操作ダイヤル１２１４、１２１６がそれぞれ設けられている。
２つの操作ダイヤルのうち、一方の操作ダイヤル１２１４は、画像撮影モードを設定するためのものである。
画像撮影モードとしては、シャッター速度や絞り値を含む種々の設定が自動で設定されるオート撮影、予め撮影状況に合わせてシャッター速度や絞り値などが複数種類用意されたシーンセレクション、シャッター速度と絞り値は自動で設定され他の設定が手動で調整されるプログラムオート撮影、絞り値を手動で設定することでシャッター速度が自動で設定される絞り優先撮影、シャッター速度を手動で設定することで絞り値が自動で設定されるシャッタースピード優先撮影、シャッター速度と絞り値の双方を手動で設定するマニュアルモード撮影などがある。
２つの操作ダイヤルのうち、他方の操作ダイヤル１２１６は、撮影にまつわる種々の機能の設定を行うためのものである。
他方の操作ダイヤル１２１６で設定される機能としては、ＩＳＯ感度、ホワイトバランス、フォーカスモード、フラッシュ、測光モードなどがある。
これらの機能の設定は、後述するビューファインダー１２１８あるいはディスプレイパネル１６に表示される設定用の画面などを視認しつつ、操作ダイヤル１２１６と、後述する操作ボタン１２２４、十字キー１２２６との双方を操作することで行われる。

背面１２Ｂの上部には、撮像素子ユニット１８の撮像素子４２によって撮像された被写体像を視認するためのビューファインダー（光学式ファインダーまたは電子式ファインダー）１２１８が設けられている。
背面１２Ｂのほぼ中央には、撮像素子４２によって撮像された被写体像、あるいは、前記記録媒体から読み出された画像などを表示するためのモニター、例えば液晶表示装置からなるディスプレイパネル１６が設けられている。
また、上面１２Ｃの左側面１２Ｅ寄りの箇所と右側面１２Ｆの上部寄りの箇所には、吊り下げ紐（ショルダーストラップ）１３の両端を取り付けるための左右の取り付け部１２２０、１２２２が設けられている。
ディスプレイパネル１６の周囲の背面１２Ｂ箇所には、種々の操作を行うための複数の操作ボタン１２２４、十字キー１２２６、手振れ補正スイッチ１２３０が設けられている。
なお、シャッターボタン１２０６、操作用リング１２０８、操作ダイヤル１２１４、１２１６、複数の操作ボタン１２２４、十字キー１２２６、手振れ補正スイッチ１２３０などによって操作部４０Ｋ（図７）が構成されている。

図３は撮像装置１０の背面１２Ｂの一部を破断して筐体１２の内部構造を示す斜視図である。
図３に示すように、筐体１２には、メイン基板１６と、撮像素子ユニット１８と、手振れ補正機構２０とが組み込まれている。
メイン基板１６には画像処理用ＬＳＩなどが搭載されている。
手振れ補正機構２０は、本発明に係る撮像素子ユニット１８を撮影光学系１４Ａの光軸と直交する平面上を移動可能に支持するものである。
撮像素子ユニット１８とメイン基板１６とはフレキシブル基板１７によって接続されている。

（手振れ補正機構２０）
図４、図５は手振れ補正機構２０の構成を示す分解斜視図、図６は撮像装置１０の断面図である。
図４乃至図６に示すように、手振れ補正機構２０は、ベース２２と、可動体２４と、案内機構２６と、移動機構２８などを含んで構成されている。
ベース２２は、中央に矩形状の開口２２０２が形成された矩形枠板状を呈し筐体１２に一体的に取り付けられ、ベース２２が後方に臨む後面２２０２は光軸Ｌと直交する平面上を延在している。
可動体２４は、中央に矩形状の開口２４０２が形成された矩形枠板状を呈し、ベース２２に平行させてベース２２の背面２２０２上に配置されている。
撮像素子ユニット１８は、撮像素子４２の撮像面を開口２４０２を介して前方に向けた状態で可動体２４が後方に臨む背面２４０４に取着されている。

案内機構２６はベース２２上において可動体２４を光軸Ｌと直交する平面上で移動可能に案内するものであり、言い換えると、可動体２４をベース２２上において撮影光学系１４Ａの光軸Ｌと直交する平面上で互いに直交する第１の方向と第２の方向に移動可能に案内するものである。
本実施の形態では、案内機構２６は、スライダ３０と、第１案内機構３２と、第２案内機構３４とを含んで構成されている。
なお、本実施の形態では、第１の方向は左右方向であり、第２の方向は上下方向である。

スライダ３０は、可動体２４の移動を許容する開口３００２が形成された矩形枠板状を呈し、ベース２２との間に可動体２４を挟むように可動体２４の後方に設けられている。

第１案内機構３２は、第１ガイド軸３２０２と、第１軸受け部３２０４とを有している。
第１ガイド軸３２０２は、ベース２２の背面２２０２箇所に第１の方向に沿って延在形成されている。
第１軸受け部３２０４は、スライダ３０がベース２２に臨む前面に設けられ第１ガイド軸３２０２に摺動可能に連結されている。

第２案内機構３４は、第２ガイド軸３４０２と、第２軸受け部３４０４とを有している。
第２ガイド軸３４０２は、可動体２４の後面２４０４箇所に、第２の方向に沿って延在形成されている。
第２軸受け部３４０４は、スライダ３０が可動体２４に臨む前面に設けられ第２ガイド軸３４０２に摺動可能に連結されている。

したがって、スライダ３０は、第１の案内機構３２によりベース２２上において第１の方向に移動可能に案内され、可動体２４は、第２の案内機構３４によりスライダ３０上において第２の方向に移動可能に案内される。
すなわち、可動体２４に取着された撮像素子ユニット１８は、案内機構２６によって、ベース２２上において第１の方向と第２の方向に移動可能に案内されることになる。なお、案内機構２６による可動体２４の案内に際して、可動体２４は、従来公知のさまざまな構成により光軸Ｌ方向には移動不能に支持されている。

本実施の形態では、移動機構２８は、第１圧電素子３６と第２圧電素子３８とを含んで構成されている。
第１圧電素子３６は、第１ガイド軸３２０２の端部に連結され、第１圧電素子３６が伸縮動作を行うことで第１ガイド軸３２０２に軸方向の変位を与えることで第１軸受け部３２０２を介してスライダ３０すなわち可動体２４を第１の方向に移動させるものである。
第２圧電素子３８は、第２ガイド軸３４０２の端部に連結され、第２圧電素子３８が伸縮動作を行うことで第２ガイド軸３４０２に軸方向の変位を与えることで第２軸受け部３４０２を介して可動体２４を第２の方向に移動させるものである。
第１、第２圧電素子３６、３８の伸縮動作は、第１、第２圧電素子３６、３８が駆動部４０Ｎ（図７）から駆動信号（鋸歯状の電圧）を供給されることでなされる。
したがって、第１圧電素子３６と第１ガイド軸３２０２と第１軸受け部３２０４とによって撮像素子ユニット１８（可動体２４）を第１の方向に移動させる第１の圧電アクチュエータが構成され、第２圧電素子３８と第２ガイド軸３４０２と第２軸受け部３４０４とによって可動体２４を第２の方向に移動させる第２の圧電アクチュエータが構成されている。
本実施の形態では、移動機構２８が第１、第２の圧電アクチュエータによって構成されている場合について説明したが、このような移動機構２８としてコイルとマグネットの相互磁気作用を用いた電磁アクチュエータを用いるなど従来公知のさまざまな移動機構が採用可能である。

（制御系）
図７は撮像装置１０の制御系を示すブロック図である。
撮像装置１０は、上述した筐体１２、レンズ鏡筒１４、ディスプレイパネル１６、撮像素子ユニット１８、手振れ補正機構２０などに加えて、映像信号増幅部４０Ａ、映像信号処理部４０Ｂ、映像信号記録再生部４０Ｃ、制御部４０Ｄ、モニタドライバ４０Ｅ、内部メモリ４０Ｆ、メモリカード用インターフェース４０Ｇ、メモリカード用スロット４０Ｈ、外部入出力インターフェース４０Ｉ、外部入出力端子４０Ｊ、操作部４０Ｋ、手振れ検出部４０Ｌ、手振れ信号処理部４０Ｍ、駆動部４０Ｎ、位置検出部４０Ｐ、位置検出信号処理部４０Ｑなどが設けられている。

撮像素子ユニット１８で生成された撮像信号は映像信号増幅部４０Ａで増幅され、映像信号処理部４０Ｂによって所定の信号処理がなされ映像信号として映像信号記録再生部４０Ｃに供給される。
映像信号記録再生部４０Ｃは、映像信号処理部４０Ｂから供給された映像信号を制御部４０Ｄの制御にしたがってメモリカード用インターフェース４０ＦＧを介してメモリカード用スロット４０Ｈに装着された記録媒体としてのメモリカード２に記録する。
また、映像信号記録再生部４０Ｃは、映像信号処理部４０Ｂから供給された映像信号、あるいは、メモリカード用インターフェース４０ＦＧを介してメモリカード２から供給された映像信号を、モニタドライバ４０Ｅを介してディスプレイパネル１６に供給して画像の表示を行わせる。
制御部４０Ｄは、操作部４０Ｋの操作に基づいて、映像信号記録再生部４０Ｃの制御を行う。
内部メモリ４０Ｆは、映像信号記録再生部４０Ｃの動作のために必要なメモリエリアを提供する。
外部入出力インターフェース４０Ｉは、外部入出力端子４０Ｊに接続された外部の電子機器と映像信号記録再生部４０Ｃとの間で映像信号の授受を司る。

手振れ検出部４０Ｌは、撮像装置１０に加わった加速度、あるいは、振動などに基づいて手振れの方向や手振れの大きさを検出するものであり、手振れの方向や手振れの大きさに対応した手振れ検出信号を出力する。
手振れ検出部４０Ｌとしては、例えば、ジャイロセンサなど従来公知の様々なセンサを採用可能である。
手振れ信号処理部４０Ｍは、手振れ検出部４０Ｌから供給されたアナログ信号としての手振れ検出信号から手振れの方向や手振れの大きさなどを示すデジタル信号としての手振れ補正信号を生成して制御部４０Ｄに供給する。
位置検出部４０Ｐは、撮影光学系１４Ａの光軸Ｌと直交する平面上において互いに直交する第１、第２の方向における撮像素子４２を保持する可動体２４（図４乃至図６）の位置を検出するものであり、可動体２４の位置に応じた位置検出信号を出力する。
位置検出部４０Ｐとしては、例えば、長手方向にＮ極とＳ極とが繰り返して着磁されたマグネットと、該マグネットに対向して配置された磁気抵抗素子（ＭＲ素子）とを有し、マグネットと磁気抵抗素子の相対的な位置変化に応じて磁気抵抗素子から得られた検出信号を用いるなどの従来公知の様々なセンサを採用可能である。
位置検出信号処理部４０Ｑは、位置検出部４０Ｐから供給されたアナログ信号としての位置検出信号から位置を示すデジタル信号としての位置検出信号を生成して制御部４０Ｄに供給する。
制御部４０Ｄは、手振れ信号処理部４０Ｍから供給された手振れ補正信号に基づいてアクチュエータ制御信号を生成し駆動部４０Ｎに与える。
駆動部４０Ｎは与えられたアクチュエータ制御信号に基づいて生成した駆動信号を第１、第２圧電素子３６、３８にそれぞれ供給することでそれら第１、第２圧電素子３６、３８を駆動する。
このように制御部４０Ｄが、手振れ検出部４０Ｌ、手振れ信号処理部４０Ｍ、位置検出部４０Ｐ、位置検出信号処理部４０Ｑ、駆動部４０Ｎ、第１、第２圧電素子３６、３８を制御することにより手振れ補正動作が実行される。
また、制御部４０Ｄは、手ぶれ補正信号を生成する際、位置検出信号処理部４０Ｑから供給された位置検出信号に基づいたフィードバック制御を行うことで可動体２４の位置制御の高精度化が図られている。
また、手振れ補正スイッチ１２３０（図２）のオン、オフ操作に基づいて制御部４０Ｄが各部を制御することにより上述した手振れ補正動作が実行、あるいは、停止される。

（撮像素子ユニット１８）
次に本発明の要旨である撮像素子ユニット１８について説明する。
図８は撮像素子ユニット１８の斜視図、図９は撮像素子ユニット１８の平面図、図１０は撮像素子ユニット１８の背面図である。
図１１乃至図１３は撮像素子ユニット１８の分解斜視図である。
図１４は信号処理基板とスペーサの斜視図である。
図１５は図８のＡＡ線断面図である。
撮像素子ユニット１８は、撮像素子４２と、放熱板４４と、信号処理基板４６と、スペーサ４８と、カバーガラス５０とを含んで構成されている。

撮像素子４２は矩形板状を呈し、厚さ方向の一方の面が撮像面４２Ａであり、他方の面が背面４２Ｂである。
撮像素子４２は撮影光学系１４Ａによって撮像面４２Ａに導かれた被写体像を撮像して撮像信号を生成するものである。
本実施の形態では、撮像素子４２はＣＣＤ(Charge Coupled Dvice)で構成されている。
撮像素子４２の側面から信号処理基板４６に接続するための複数のリード線４３が突出されている。
撮像素子４２は、信号処理基板４６から供給される電源や駆動信号に基づいて動作し、生成した撮像信号を信号処理基板４６に供給する。

放熱板４４は、撮像素子４２で発生する熱を放熱するものであり、例えば、アルミなどの熱伝導性に優れた材料で形成されている。
なお、本実施の形態では、撮像素子ユニット１８を手振れ補正機構２０によって動かすことから、撮像素子ユニット１８の軽量化を図ることが必要であり、このため、放熱板４４を形成する材料としては軽量なアルミなどが好適である。
放熱板４４は、撮像素子４２の背面４２Ｂに接着剤により取着されている。
放熱板４４は撮像素子４２よりも大きい輪郭の矩形状を呈している。
放熱板４４は、撮像素子４２が放熱板４４の厚さ方向から見て放熱板４４の輪郭の中央に位置するように、放熱板４４の４辺と撮像素子４２の４辺とを平行させて撮像素子４２の背面４２Ｂに取着されている。
撮像素子４２の４辺に対応する放熱板４４の箇所には、すなわち放熱板４４の縁寄りの部分に、それぞれ長孔４４Ａがそれら縁に沿って延在形成されている。
図９に示すように、放熱板４４の外周部には複数のねじ挿通孔４４Ｂが設けられ、このねじ挿通孔４４Ｂを挿通したねじが手振れ補正機構２０の可動体２４（図６）に螺合されることで放熱板４４の外周部と手振れ補正機構２０とが連結されている。したがって、手振れ補正機構により放熱板４４が移動されることで撮像素子ユニット１８が撮像面４２Ａと平行する面内で直交する２方向に移動される。
なお、本実施の形態では、放熱板４４の外周部と可動体２４との連結に際して、図８、図１２に示すように、放熱板４４の外周部と可動体２４との間に、熱伝導性に優れたシリコンゴムで形成された３つの放熱シート４５を介在させることで、放熱板４４から可動体２４への熱伝導性の向上が図られている。

信号処理基板４６は、撮像素子４２にリード線４３を介して電源や駆動信号を供給することで撮像素子４２を駆動すると共に、撮像素子４２からリード線４３を介して供給される撮像信号に対して必要な信号処理を施したのち、撮像信号をフレキシブル基板１７（図３）を介して映像信号増幅部４０Ａ（図７）に供給するものである。なお、図１０に示すように、信号処理基板４６とフレキシブル基板１７とは、コネクタ４６１０を介して電気的に接続されている。
信号処理基板４６は、放熱板４４とほぼ同じ大きさの矩形板状を呈している。
図１４、図１５に示すように、撮像素子４２に電源や駆動信号を供給すると共に撮像素子４２から供給された撮像信号に信号処理を行うための回路を構成するＬＳＩやＩＣ、抵抗やコンデンサなどの電子部品４４０２は、信号処理基板４６が放熱板４４に対向する面と反対の面に実装され、信号処理基板４６が放熱板４４に対向する面にはそれら電子部品４４０２は実装されていない。
図１４、図１５に示すように、放熱板４４と信号処理基板４６とは、それらの間にスペーサ４８を介在させそれらの間に空隙部Ｓを確保した状態で平行に対向して配置されている。
スペーサ４８は、図１２に示すように、細長形状を呈し、より詳細には、厚さよりも大きな幅と、この幅よりも大きな長さとを有する扁平な長方形の板状に形成されている。
スペーサ４８は合成樹脂などの熱伝導性が低い材料で形成されている。
スペーサ４８は複数設けられ、互いに間隔をおいて平行に配置されている。
したがって、空隙部Ｓは、スペーサ４８に仕切られて複数設けられている。
また、各空隙部Ｓは、各スペーサ４８が直線状に延在していることから、放熱板４４および信号処理基板４６の縁の部分でそれぞれ開放されている。

図１５に示すように、信号処理基板４６の４辺にはリード線４３を電気的に接続するための接続部としてスルーホール４６Ａが形成されている。なお、接続部はリード線４３が接続されるものであればスルーホールに限定されるものではなく、パッドなど従来公知のさまざまな接続構造が採用可能である。
撮像素子４２から突出されリード線４３は、放熱板４４の長孔４４Ａに挿通されそれらの端部が信号処理基板４６のスルーホール４６Ａに挿通され半田付けにより接合されている。
信号処理基板４６と反対側に位置する電子部品４４０２の面には放熱シート５２が接着により取着されている。
放熱シート５２は、信号処理基板４６に実装されている電子部品４４０２で発生する熱を放熱するものであり、撮像素子ユニット１８を手振れ補正機構２０によって動かすことから、撮像素子ユニット１８の軽量化を図ることが必要であり、このため、放熱シート５２を形成する材料としては、熱伝導率が高くかつ軽量なものが好ましい。
本実施の形態では、放熱シート５２として、金属材料よりも高い熱伝導率（８００Ｗ／ｍ・Ｋ）を有するグラファイトシートが用いられている。

カバーガラス５０は、図８、図１１、図１５に示すように、ホルダ５４を介して撮像面４２Ａの周囲に接着により取着され、撮像面４２Ａを気密に覆っている。
カバーガラス５０は光学フィルターの機能を有していてもよく、あるいは、カバーガラス５０に１枚以上の光学フィルターを重ね合わせてもよい。

本実施の形態によれば、撮像素子４２の背面４２Ｂに設けられた放熱板４４と、信号処理基板４６とが、それらの間にスペーサ４８を介在させそれらの間に空隙部Ｓを確保した状態で対向して配置されている。
したがって、空隙部Ｓに存在する空気層が放熱板４４と信号処理基板４６との間で断熱効果を発揮するため、信号処理基板４６の熱が放熱板４４を介して撮像素子４２に直接伝導することを防止する上で有利となる。
また、放熱板４４と信号処理基板４６が密着する従来構造に比較して、放熱板４４と信号処理基板４６が空気に接する面積をより広く確保することができるため、撮像素子４２および信号処理基板４４の放熱効率を高める上で有利となる。
また、放熱板４４と信号処理基板４６との間に形成された空隙部Ｓの空気が熱による対流を発生するため、放熱効率を高める上で有利となる。
これらのことから、撮像素子４２の温度上昇を効果的に防止することができ、撮像素子４２の動作の安定性を図れ、撮像信号に生じるノイズ成分の低減を図り撮像信号の品質の向上を図る上で有利となる。
特に、撮像装置１０が一眼レフタイプなどのように、連写性を要求され短時間に連続した撮像動作が繰り返される場合には、撮像素子４２および信号処理基板４６から高い熱が発生するため、撮像素子４２の使用温度を超えた場合には強制的に撮像素子４２の動作を停止させる必要があるが、本実施の形態では、撮像素子４２の温度上昇を抑制できるため、強制的に撮像素子４２の動作を停止させる頻度を低減することができ、連写性の向上を図る上で有利となる。

また、本実施の形態では、各空隙部Ｓは、放熱板４４および信号処理基板４６の縁の部分でそれぞれ開放されているため、放熱板４４あるいは信号処理基板４６からの放熱で暖められた空隙部Ｓの空気が対流により空隙部Ｓから開放された部分を介して移動するため放熱効果を高める上でより一層有利となる。

また、本実施の形態のように、撮像装置１０が手振れ補正機構２０を備え、撮像素子ユニット１８が手振れ補正機構２０の可動体２４に連結される構造の場合は、可動体２４が移動される構造であることから可動体２４の容積や表面積が小さく、したがって、可動体２４から放熱しにくく、撮像素子４２の温度上昇を抑制する上で不利がある。
また、手振れ補正機構２０によって撮像素子ユニット１８を動かす場合には、撮像素子ユニット１８の軽量化を図ることが手振れ補正機能の応答速度の向上や省電力化を図る上で必要とされるため、撮像素子ユニット１８に重量を有する放熱部品を設けることで放熱性の向上を図るには制約がある。
しかしながら、本実施の形態では、撮像素子４２の背面４２Ｂに設けられた放熱板４４と、信号処理基板４６との間に空隙部Ｓを確保することによって撮像素子４２の温度上昇を効果的に抑制する上で有利となる。
さらに、本実施の形態では、手振れ補正機構２０によって撮像素子ユニット１８が撮影光学系１４Ａの光軸Ｌと直交する平面に沿って移動されるので、この撮像素子ユニット１８の移動に伴って空隙部Ｓの空気も空隙部Ｓから開放された部分を介して強制的に移動されるため、放熱効果を高める上でより一層有利となる。

また、本実施の形態では、撮像素子ユニット１８の組み立てにおいて、撮像素子４２のリード線４３を放熱板４４の長孔４４Ａを挿通させた状態で撮像素子４２の背面４２Ｂに放熱板４４を接着することにより、撮像素子４２と放熱板４４とを専用の治具を用いることなく仮組みすることができ、この仮組み状態でリード線４３を信号処理基板４６のスルーホール４６Ａに挿通することで簡単に半田付け作業を行うことができ、撮像素子ユニット１８の組み立て作業の効率化を図る上で有利となる。

なお、本実施の形態では、撮像素子としてＣＣＤを用いた場合について説明したが、撮像素子としてはＣ−ＭＯＳセンサなど従来公知のさまざまな撮像素子が適用可能である。
また、本実施の形態では、撮像装置としてデジタルスチルカメラを用いて説明したが、本発明は、ビデオカメラやその他種々の撮像装置に適用可能である。

本実施の形態の撮像素子ユニットが適用された撮像装置１０を前方から見た斜視図である。 撮像装置１０を後方から見た斜視図である。 撮像装置１０の背面１２Ｂの一部を破断して筐体１２の内部構造を示す斜視図である。 手振れ補正機構２０の構成を示す分解斜視図である。 手振れ補正機構２０の構成を示す分解斜視図である。 撮像装置１０の断面図である。 撮像装置１０の制御系を示すブロック図である。 撮像素子ユニット１８の斜視図である。 撮像素子ユニット１８の平面図である。 撮像素子ユニット１８の背面図である。 撮像素子ユニット１８の分解斜視図である。 撮像素子ユニット１８の分解斜視図である。 撮像素子ユニット１８の分解斜視図である。 信号処理基板とスペーサの斜視図である。 図８のＡＡ線断面図である。

符号の説明

１０……撮像装置、１４Ａ……撮影光学系、１８……撮像素子ユニット、４２……撮像素子、４２Ａ……撮像面、４２Ｂ……背面、４４……放熱板、４６……信号処理基板、４８……スペーサ、Ｓ……空隙部。

Claims (8)

1. 厚さ方向の一方に撮像面が位置する撮像素子と、
   前記撮像面と反対に位置する前記撮像素子の背面に設けられ前記撮像素子で発生する熱を放熱する放熱板と、
   前記撮像素子を動作させる信号処理基板とを備える撮像素子ユニットであって、
   前記放熱板と前記信号処理基板とは、それらの間にスペーサを介在させそれらの間に空隙部を確保した状態で対向して配置されている、
   ことを特徴とする撮像素子ユニット。
2. 前記空隙部は、前記放熱板および前記信号処理基板の縁の部分で開放されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像素子ユニット。
3. 前記スペーサは互いに間隔をおいて複数設けられ、
   前記空隙部は、前記スペーサに仕切られて複数設けられ、
   前記仕切られた各空隙部は、前記放熱板および前記信号処理基板の縁の部分でそれぞれ開放されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像素子ユニット。
4. 前記放熱板は前記撮像素子よりも大きい輪郭を有し、
   前記撮像素子は前記放熱板の厚さ方向から見て前記放熱板の輪郭内に位置するように配置され、
   前記撮像素子の周囲から前記撮像素子に供給する電源や駆動信号および前記撮像素子で生成される撮像信号を伝達するための複数のリード線が突出され、
   前記リード線は、前記放熱板の縁寄りの部分に前記縁に沿って延在形成された長孔に挿通されそれらの端部が前記信号処理基板の接続部に半田付けにより接合されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像素子ユニット。
5. 前記信号処理基板には、前記撮像素子に電源や駆動信号を供給すると共に前記撮像素子から供給された撮像信号に信号処理を行うための回路を構成する複数の電子部品が実装されており、
   前記電子部品は前記信号処理基板が前記放熱板に対向する面と反対の面に実装され、前記信号処理基板が前記放熱板に対向する面には実装されていない、
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像素子ユニット。
6. 前記信号処理基板と反対側に位置する前記複数の電子部品の面にはそれら電子部品で発生する熱を放熱する放熱シートが取着されている、
   ことを特徴とする請求項５記載の撮像素子ユニット。
7. 筐体と、
   前記筐体内に配置された撮像素子ユニットとを備える撮像装置であって、
   前記撮像素子ユニットは、
   厚さ方向の一方に撮像面が位置する撮像素子と、
   前記撮像面と反対に位置する前記撮像素子の背面に設けられ前記撮像素子で発生する熱を放熱する放熱板と、
   前記撮像素子を動作させる信号処理基板とを備え、
   前記放熱板と前記信号処理基板とは、それらの間にスペーサを介在させそれらの間に空隙部を確保した状態で対向して配置されている、
   ことを特徴とする撮像装置。
8. 前記撮像素子ユニットを、前記撮像面と平行する面内で直交する２方向に移動させる手振れ補正機構を有し、
   前記放熱板と前記手振れ補正機構とが連結され、前記手振れ補正機構により前記放熱板が移動されることで前記撮像素子ユニットが前記撮像面と平行する面内で直交する２方向に移動される、
   ことを特徴とする請求項７記載の撮像装置。

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