JP2012085024A - 実装構造及び該実装構造を備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動可能な熱源であるデバイスの放熱を、構造を複雑化させることなく、効率よく放熱させ得る実装構造及び、その実装構造を適用する撮像装置を提供する。
【解決手段】 ステージユニット23と、ステージユニット23を囲うように配置されるベースユニット24とにより構成され、ステージユニット23がベースユニット24に対して独立に移動可能に実装された実装構造であって、ステージユニット23が、通電動作時に熱を放出するデバイスと、デバイスを一方の面に実装した回路基板21と、回路基板21の他方の面で広範囲にわたり接着され、デバイスの発熱を伝達するための帯状部25aを有する熱伝導シート25と、を備え、ベースユニット24が、帯状部25aに接触し、帯状部25aを介して伝達されたデバイスの発熱を当該実装構造の外部に放出するためのプレート26を備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、熱を発するデバイスの実装構造及びその実装構造を備えた撮像装置に関するものである。

ＣＣＤ等の撮像素子を備えるデジタルカメラは、撮影レンズの透過光束を撮像素子で受光し、その光電変換出力に基づいて画像データを得る。しかし、撮像素子は、通電動作時に熱を発する発熱源であり、その熱により暗電流が発生しノイズの原因となって画質が低下することから、放熱対策が必要とされている。

また、最近のデジタルカメラでは、撮像素子を光軸に直交する方向に移動させる手ぶれ補正機構を備え、手ぶれが検出された場合に補正するように手ぶれ補正機構によって撮像素子自体を移動させるものがある。しかしながら、この場合においては、移動する撮像素子に放熱部材を取付けることができないことが課題であった。

そこで、特許文献１のデジタルカメラにおいては、可動放熱部材と固定放熱部材との相対する面を極力接近させて対向配置することで可動放熱部材から固定放熱部材に熱伝達させるようにしている。

特開２００６−１７４２２６号公報

しかしながら、特許文献１によるデジタルカメラは、結果的に可動部材側で発生した熱を対流によりカメラ筐体内部の空気中に放熱させ、筐体内部の部品へ伝熱させカメラ筐体外へ放熱させることとなる。このように冷却すべき部分と放熱部材との間の熱伝達経路に熱抵抗の大きな空気層が介在すると熱伝導率が低く、放熱効率が悪かった。

そこで、本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、移動可能な熱源であるデバイスの放熱を、構造を複雑化させることなく、効率よく放熱させ得る実装構造及び、その実装構造を適用する撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の実装構造は、ステージユニットと、該ステージユニットを囲うように配置されるベースユニットとにより構成され、前記ステージユニットが前記ベースユニットに対して独立に移動可能に実装された実装構造であって、前記ステージユニットが、通電動作時に熱を放出するデバイスと、前記デバイスを一方の面に実装した回路基板と、前記回路基板の他方の面に広範囲にわたり接着され、前記デバイスの発熱を伝達するための帯状部を有するシート部材と、を備え、前記ベースユニットが、前記帯状部に接触し、該帯状部を介して伝達された前記デバイスの発熱を当該実装構造の外部に放出するための板状の金属部材を備えることを特徴とする。

また、本発明の実装構造において、前記ステージユニットでは、前記帯状部が突出する方向と同じ方向に突出するフレキシブル配線基板が、前記回路基板の他方の面にさらに実装されるとともに、前記板状の金属部材が、前記フレキシブル配線基板には接触しないように実装されるものである。

そして、本発明の実装構造は、前記シート部材において、前記回路基板の他方の面に広範囲にわたり接着された部分から突出した前記帯状部の経路をコの字等にして、該経路を長くするものである。

本発明の実装構造を備えた撮像装置は、該実装構造における前記デバイスが撮像素子であって、前記実装構造を、手振れ補正機構を有するレンズユニットに適用することを特徴とする。

本発明によれば、移動可能な熱源であるデバイスの放熱を、構造を複雑化させることなく、効率よく放熱させ得る実装構造及び、その実装構造を適用する撮像装置を提供することができる。

本発明に係る撮像装置の正面図である。 本発明に係る撮像装置の背面図である。 本発明に係るレンズユニットの正面斜視図である。 本発明に係るレンズユニットの背面斜視図である。 本発明に係る撮像素子が実装される回路基板の説明図である。 本発明に係る撮像素子が実装される回路基板の裏面の説明図である。 本発明に係る回路基板の裏面に両面テープを貼り付ける構成に関する説明図である。 本発明に係る回路基板の裏面に熱伝導シートを接着させる構成に関する説明図である。 本発明に係るレンズユニットの発熱を撮像装置全体に伝熱させる構成に関する説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について述べる。デジタルカメラ等の撮像装置1は、熱源となるＣＣＤ等のデバイスによる撮像素子10を備える。また、撮像装置1は、手振れ補正機構を有するレンズユニット2を備える。

そして、レンズユニット2における実装構造は、ステージユニット23と、該ステージユニット23を囲うように配置されるベースユニット24とにより構成され、ステージユニット23がベースユニット24に対して独立に移動可能とされる。そして、ステージユニット23は、通電動作時に熱を放出するＣＣＤ等の撮像素子10であるデバイスと、デバイスを一方の面に実装した回路基板21と、を備える。さらに、ステージユニット23は、回路基板21の他方の面に広範囲にわたり接着されデバイスの発熱を伝達するための帯状部25aを突出させるように有するシート部材である熱伝導シート25を備える。そして、ベースユニット24は、熱伝導シート25の帯状部25aに接触し、その帯状部25aを介して伝達されたデバイスの発熱をレンズユニット2の外部に放出するための板状の金属部材であるプレート26を備える。

ステージユニット23において、帯状部25aが突出する方向と同じ方向に突出するフレキシブル配線基板22が、回路基板21の他方の面にさらに実装されるとともに、板状の金属部材であるプレート26が、フレキシブル配線基板22には接触しないように実装される。

シート部材である熱伝導シート25は、回路基板21の他方の面に広範囲にわたり接着された部分から突出した帯状部25aの経路をコの字等にして、該経路を長くする。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本発明に係る撮像装置1の正面図であり、図２は、本発明に係る撮像装置1の背面図である。

図１に示す撮像装置1の正面には、撮像時にカメラ筐体内部に収納されていたレンズ鏡筒が外部に繰り出す沈胴式のレンズユニット2を有する。また、撮像装置1には、フラッシュ3等が適宜配設されている。

そして図２に示すように、撮像装置1の背面には、液晶表示パネルなどを用いた表示装置4、メニューボタンや各種機能を設定する設定ボタン等の各種ボタン7、方向キー6等が配設され、更に、撮像装置1の上面には、撮影ボタン5、及び図示しない電源ボタンや撮像モードと再生モードを切替える切替えボタン等が適宜配設されている。

次に、本発明の実装構造として撮像装置1内部におけるレンズユニット2の構造について図を用いて説明する。図３は、レンズユニット2の正面斜視図であり、図４は、レンズユニット2の背面斜視図である。

図３に示すようにレンズユニット2は、レンズ鏡筒を矩形に形成されたフレームで固定されている。また、レンズユニット2のレンズ鏡筒は正面の円形開口から突出可能となっている。

そして、図４に示すようにレンズユニット2の背面には、回路基板21、フレキシブル配線基板22、可動枠28、固定枠29、熱伝導シート25及びプレート26が配置される。そして、可動枠28には、予め撮像素子10が実装される回路基板21、回路基板21と接続されるフレキシブル配線基板22及び熱伝導シート25が実装されてステージユニット23となる。そして、ステージユニット23は、手振れ補正の機能により撮像素子10が光軸に直交する方向で移動可能なように固定枠29内に配置される。

ステージユニット23は、撮像装置1における手振れ補正の機能として、圧電素子駆動モータ方式、電磁駆動方式、屈曲振動モータを駆動源として駆動する方式又はＶＣＭ（ボイスコイルモータ）を駆動源として駆動する方式等の図示しない駆動機構により、光軸に直交する方向で変位移動可能となる。したがって、撮影に際して、撮像装置1で手ぶれが発生した場合には、駆動機構を駆動させて、撮像素子10の受光面における画像のぶれを補正することとなる。

固定枠29は、ベースユニット24とされるものであり、正面に位置するレンズ鏡筒、ステージユニット23及びプレート26と一体とされて全体で手振れ補正機構を有するレンズユニット2となる。

回路基板21は、ガラスエポキシ材等の樹脂による多層の配線板であり、図５に示すように金属製で撮像素子10の位置決め用の撮像素子枠11内に撮像素子10を実装している。撮像素子10は、レンズユニット2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あり、所定比率の横長矩形形状をなし、撮像装置1正面側を向くように回路基板21の表面に実装されるＣＣＤ等のイメージセンサである。なお、撮像素子10は、ＣＣＤに限らず、ＣＭＯＳ等であってもよく、パッケージについても表面実装部品でなくＤＩＰ（Ｄｕａｌ Ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプであっても構わない。

なお、撮像素子10は、自身が発熱するとともに、その熱により暗電流を発生しノイズの原因となって画質を低下させる。このことから、撮像素子10の発熱を回路基板21で放熱させるべく電源端子について銅箔パターンを形成する。しかも、撮像素子10の発熱を実装面とは異なる裏面側に伝熱させるために、電源端子の銅箔パターンをスルーホール等のビア21bにより実装面から裏面に導通させ、電源端子の夫々の銅箔パターン21a及びビア21bを図６に示すように回路基板21の裏面に形成している。そして、回路基板21の裏面の銅箔パターン21aに蓄えられた熱をさらに放熱すべく、図７に示すように裏面の広範囲に両面テープ27を付けて、後述する熱伝導シート25を密着させて貼り付けている。

熱伝導シート25は、図８に示すようにシート部材であり回路基板21の裏面で広範囲にわたり接着される部分と、所定の幅で経路長を長くしてコの字を形成する帯状部25aである連絡部分とを有し、帯状部25aの一部と後述するプレート26とを接着させて熱伝導させるものである。

そして、熱伝導シート25は、接触熱抵抗が小さく熱伝導性に優れた厚み０．１ｍｍ程度の柔軟な素材であり、ステージユニット23における手振れ補正の機能により光軸に直交する方向で移動されても、連絡部分を所定の幅で経路長を長くしてコの字を形成されていることからフレキシブルに変形されてストレスを分散させ、回路基板21及びプレート26との各接着を保持することができる。

フレキシブル配線基板22は、例えば、ポリイミド等を銅箔ベース材及びカバー材として用いた厚み０．１ｍｍ程度の柔軟性を有する基板である。フレキシブル配線基板22は、撮像素子10が実装された回路基板21の制御信号を図示しない主基板へと配線させる連絡基板である。

また、フレキシブル配線基板22は、熱伝導シート25の帯状部25aが突出する方向と同じ方向で、帯状部25aと並列とするように突出させるものである。そして、フレキシブル配線基板22は、回路基板21の裏面で半田接続等により実装されている。さらに、フレキシブル配線基板22は、光軸に直交する方向で移動可能なステージユニット23において、同様に移動することから後述するプレート26とは接触して干渉することのないように突出させる。

可動枠28は、金属製の枠体であり、枠内部で撮像素子10が実装される回路基板21を固定している。そして、可動枠28は、金属製の枠体である固定枠29内で手振れ補正の機構により光軸に直交する方向で移動可能とされている。

プレート26は、板状の金属部材であり、ベースユニット24に螺子等により固定されており、可動するステージユニット23における熱伝導シート25の帯状部25aと両面テープ等により接着されている。

次に、プレート26に伝熱された熱を撮像装置1の内部で全体に放熱させる構成について図９を用いて説明する。図９に示すようにレンズユニット2のプレート26には、撮像装置1内部において、レンズユニット2の位置を固定させるとともに、レンズユニット2内に組み込まれる撮像素子10の発熱に対して放熱させるための金属製の保持体であるレンズユニット保持板40が螺子等により接続される。そして、レンズユニット保持板40には、撮像装置1内部でスイッチ等の機構部品や表示部品を所定の位置に配置させるとともに、撮像装置1の落下衝撃における強度を保持させるための筐体50が螺子等により接続される。

これにより、レンズユニット2において撮像素子10から回路基板21、熱伝導シート25及びプレート26へと順に伝熱された熱が、レンズユニット保持板40、さらに撮像装置1内部全体を広く覆う筐体50へと伝熱され、効率良く放熱させることができる。

以上のように、可動部から固定部への伝熱をフレキシブルな帯状部25aを有する熱伝導シート25を適用して行なうことにより、移動可能な熱源であるデバイスの放熱を、構造を複雑化させることなく、効率よく放熱させ得る実装構造及び、その実装構造を適用するデジタルカメラ等の撮像装置1を提供することができる。

また、可動するステージユニット23における撮像素子10を実装した回路基板21からの制御信号をフレキシブル配線基板22により主基板に接続させるにあたって、帯状部25aと同方向へ並列に突出させていることからベースユニット24に固定されるプレート26と接触して干渉することなく実装させることができ、ステージユニット23の可動を妨げることなく動作させることができる。

さらに、撮像素子10を実装した回路基板21にビア21bを形成して回路基板21の裏面に銅箔パターン21aを形成することにより、撮像素子10の発熱を基板裏面に伝熱させて、熱ノイズを除去するとともに、撮像素子10が発する高速クロック信号による輻射ノイズを撮像装置外部に発することを抑止させることにも繋がる。

そして、可動する熱伝導シート25の所定の幅の帯状部25aを固定部であるプレート26に接続するにあたって、コの字形状にして経路長を長くすることにより、可動によるストレスを分散させて、熱伝導シート25と接着されている回路基板21及びプレート26との剥離を防止することにより、安定した放熱を可能とすることができる。

なお、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲
で自由に変更、改良が可能である。

1 撮像装置 2 レンズユニット
3 フラッシュ 4 表示装置
5 撮影ボタン 6 方向キー
7 各種ボタン 10 撮像素子
11 撮像素子枠
21 回路基板 21a 銅箔パターン
21b ビア 22 フレキシブル配線基板
23 ステージユニット 24 ベースユニット
25 熱伝導シート 25a 帯状部
26 プレート 27 両面テープ
28 可動枠 29 固定枠
40 レンズユニット保持板 50 筐体

Claims (4)

1. ステージユニットと、該ステージユニットを囲うように配置されるベースユニットとにより構成され、前記ステージユニットが前記ベースユニットに対して独立に移動可能に実装された実装構造であって、
   前記ステージユニットが、
   通電動作時に熱を放出するデバイスと、
   前記デバイスを一方の面に実装した回路基板と、
   前記回路基板の他方の面で広範囲にわたり接着され、前記デバイスの発熱を伝達するための帯状部を有するシート部材と、
   を備え、
   前記ベースユニットが、前記帯状部に接触し、該帯状部を介して伝達された前記デバイスの発熱を当該実装構造の外部に放出するための板状の金属部材を備えることを特徴とする実装構造。
2. 前記ステージユニットには、前記帯状部が突出する方向と同じ方向に突出するフレキシブル配線基板が前記回路基板の他方の面にさらに実装されるとともに、
   前記板状の金属部材が前記フレキシブル配線基板には接触しないように実装されることを特徴とする請求項１に記載の実装構造。
3. 前記シート部材において、前記回路基板の他方の面に広範囲にわたり接着された部分から突出した前記帯状部の経路をコの字等にして該経路を長くすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の実装構造。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の実装構造を備え、該実装構造における前記デバイスが撮像素子であって、前記実装構造を、手振れ補正機構を有するレンズユニットに適用することを特徴とする撮像装置。
   

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