JP2012128138A - Image pickup apparatus and control method of image pickup apparatus - Google Patents

Image pickup apparatus and control method of image pickup apparatus Download PDF

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泰史 山本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup apparatus capable of driving imaging means at a small driving force and retaining a radiation efficiency of heat generated from the imaging means.SOLUTION: An arm portion 4a of a lead frame 4 extending from an image pickup device 3, and an arm portion 5a of a sheet metal 5 are connected such that the plane part 4b of the lead frame 4 and the plane part 5b of the sheet metal 5 are parallel to each other. The plane part 5b includes an elastic member that is driven by piezoelectric elements 7a and 7b to be bent forward/backward along the optical axis.

Description

本発明は、撮像装置および撮像装置の制御方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and a method for controlling the imaging apparatus.

一眼レフタイプのレンズ交換式デジタルカメラに関し、静止画撮影機能に加えて動画撮影機能を有する製品が提案されている。そして、動画撮影時に有利なコントラスト検出方式のオートフォーカス機構(以下ではコントラストAFと記述)を備える撮像装置の開発がなされている。   With regard to a single lens reflex type interchangeable lens digital camera, a product having a moving image shooting function in addition to a still image shooting function has been proposed. An image pickup apparatus having a contrast detection type autofocus mechanism (hereinafter referred to as contrast AF) advantageous for moving image shooting has been developed.

コントラストAFを備える撮像装置として、交換レンズ内のフォーカスレンズ移動機構に加えて、カメラ本体内の撮像素子の移動機構を備える撮像装置が提案されている。この撮像装置は、撮像素子を撮影光軸方向にウォブリング動作させることを通じてレンズの合焦方向を判定し、その判定結果に基づいてフォーカスレンズを走査して合焦動作を実行する。   As an image pickup apparatus provided with contrast AF, an image pickup apparatus provided with a moving mechanism of an image pickup element in a camera body in addition to a focus lens moving mechanism in an interchangeable lens has been proposed. The imaging apparatus determines the focusing direction of the lens by causing the imaging element to perform a wobbling operation in the imaging optical axis direction, and scans the focus lens based on the determination result to execute the focusing operation.

一方、動作撮影機能を有する撮像装置においては、撮像素子の温度上昇による熱ノイズの発生を抑制するために、撮像素子から発生する熱を効率良く放熱することが重要である。例えば、撮像素子の移動機構を備えていない従来の撮像装置は、撮像素子で発生した熱を、撮像素子に固定された金属板へ熱伝導することによって放熱する。   On the other hand, in an image pickup apparatus having an action shooting function, it is important to efficiently dissipate heat generated from the image pickup element in order to suppress the generation of thermal noise due to the temperature rise of the image pickup element. For example, a conventional imaging device that does not include an imaging element moving mechanism dissipates heat generated by the imaging element by conducting heat to a metal plate fixed to the imaging element.

なお、特許文献1は、放熱機能を有する金属板(ベース)に固定された撮像素子を備え、撮像素子を金属板とともに光軸に対して直交する平面上を駆動させて、放熱を行う手ぶれ補正機構を開示している。   In addition, Patent Document 1 includes an image sensor fixed to a metal plate (base) having a heat dissipation function, and drives the image sensor together with a metal plate on a plane orthogonal to the optical axis to correct the camera shake that performs heat dissipation. A mechanism is disclosed.

特開2008−064863号公報JP 2008-064863 A

特許文献1が開示する技術では、撮像手段(撮像素子)が金属板に固定されているので、撮像手段とともに駆動させる駆動対象物の質量および大きさが大きい。従って、撮像手段を駆動するための駆動力を大きくしなければならないという問題がある。一方、例えば上記金属板を単純に小型化すると、金属板の放熱面積が減少するので、撮像手段から発生する熱の、金属板を介した放熱効率が下がるという問題がある。   In the technique disclosed in Patent Document 1, since the imaging unit (imaging element) is fixed to the metal plate, the mass and size of the driving object to be driven together with the imaging unit are large. Therefore, there is a problem that the driving force for driving the imaging means has to be increased. On the other hand, for example, when the metal plate is simply reduced in size, the heat dissipation area of the metal plate is reduced, so that there is a problem that the heat dissipation efficiency of the heat generated from the imaging means through the metal plate is lowered.

本発明は、小さい駆動力で撮像手段を駆動することができ、かつ、撮像手段から発生する熱の放熱効率を保つことができる撮像装置の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus that can drive the image pickup means with a small driving force and can maintain the heat radiation efficiency of heat generated from the image pickup means.

本発明の一実施形態の撮像装置は、撮像手段と、前記撮像手段を保持する保持手段と、前記保持手段を弾性支持する弾性支持手段と、前記弾性支持手段に設けられた放熱手段と、前記弾性支持手段を弾性変形させることによって前記撮像手段を光軸に沿った方向に移動する駆動手段とを備える。   An imaging apparatus according to an embodiment of the present invention includes an imaging unit, a holding unit that holds the imaging unit, an elastic support unit that elastically supports the holding unit, a heat dissipation unit provided in the elastic support unit, Drive means for moving the imaging means in a direction along the optical axis by elastically deforming the elastic support means.

本発明の撮像装置によれば、小さい駆動力で撮像手段を駆動することができ、かつ、撮像手段から発生する熱の放熱効率を保つことができる。   According to the imaging apparatus of the present invention, the imaging unit can be driven with a small driving force, and the heat dissipation efficiency of the heat generated from the imaging unit can be maintained.

実施例1の撮像装置の構成を示す図(1)である。1 is a diagram (1) illustrating a configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment. 実施例1の撮像装置の構成を示す図(2)である。2 is a diagram (2) illustrating a configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施例1の撮像装置の構成を示す図(3)である。FIG. 3 is a diagram (3) illustrating a configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment. 実施例2、3の撮像装置の構成を示す図である。2 is a diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to Embodiments 2 and 3. FIG.

図1乃至3は、本発明の実施例1の撮像装置の構成を示す図である。図1は、撮影レンズの内部構成例を示す。図1(A)は、撮像装置の要部の水平断面上視図である。図1(B)は、撮像装置の要部の垂直断面図である。また、図2は、撮像装置の要部の外観斜視図である。図2(A)は、撮像装置の要部の正面から見た外観斜視図を示す。図2(B)は、撮像装置の要部の背面方向から見た外観斜視図を示す。また、図3は、撮像装置の要部の水平断面の上視図であって、撮像素子を光軸L方向に移動させる機構の動作例を示す。図3(A)は、撮像素子が基準位置にある撮像装置の状態の例を示す。この例では、撮像素子3の撮像面が撮影レンズ(図示を省略)の予定結合面Pにある位置が撮像素子3の基準位置である。図3(B)は、撮像素子が前進した状態の例である。図3(C)は、撮像素子が後退した状態の例である。   1 to 3 are diagrams illustrating the configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example of the internal configuration of a photographic lens. FIG. 1A is a horizontal cross-sectional top view of the main part of the imaging apparatus. FIG. 1B is a vertical cross-sectional view of a main part of the imaging device. FIG. 2 is an external perspective view of the main part of the imaging apparatus. FIG. 2A is an external perspective view seen from the front of the main part of the imaging device. FIG. 2B is an external perspective view of the main part of the imaging device as viewed from the back side. FIG. 3 is a top view of a horizontal section of the main part of the imaging apparatus, and shows an operation example of a mechanism for moving the imaging device in the optical axis L direction. FIG. 3A illustrates an example of a state of the imaging device in which the imaging element is at the reference position. In this example, the position where the image pickup surface of the image pickup device 3 is on the planned coupling surface P of the photographing lens (not shown) is the reference position of the image pickup device 3. FIG. 3B shows an example of a state in which the image sensor has advanced. FIG. 3C illustrates an example of a state in which the imaging element is retracted.

図1乃至図3に示す撮像装置は、例えば、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子により被写体像を光電変換して画像情報を生成し、任意のメモリ等の電子的記録媒体にその画像情報を記録するデジタル撮像装置である。CCDは、Charge Coupled Deviceの略称である。CMOSは、Complementary Metal Oxide Semiconductorの略称である。図1乃至図3において、1は撮像装置である本体である。1aは、本体1のレンズ取り付け面(マウント部)である。2はセンサ地板であって、撮像素子3を移動させる機構(以下、撮像素子移動機構と記述)を備える。   The image pickup apparatus shown in FIGS. 1 to 3 generates image information by photoelectrically converting a subject image using an image pickup device such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and stores the image information in an electronic recording medium such as an arbitrary memory. A digital imaging device for recording. CCD is an abbreviation for Charge Coupled Device. CMOS is an abbreviation for Complementary Metal Oxide Semiconductor. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a main body which is an imaging device. 1 a is a lens mounting surface (mounting portion) of the main body 1. Reference numeral 2 denotes a sensor base plate, which includes a mechanism for moving the image sensor 3 (hereinafter referred to as an image sensor movement mechanism).

センサ地板2は、例えば所定の箇所に調整ワッシャ2aを挟みこむことにより、その高さ調整が可能なように本体1に取り付けられている。これにより、センサ地板2が、マウント部1aから所定の距離の位置に保たれるとともに、撮像光学系(撮像レンズ)の光軸に直交する平面性を有する。   The sensor base plate 2 is attached to the main body 1 so that the height of the sensor base plate 2 can be adjusted, for example, by sandwiching an adjustment washer 2a at a predetermined location. As a result, the sensor base plate 2 is maintained at a position at a predetermined distance from the mount portion 1a and has a flatness perpendicular to the optical axis of the imaging optical system (imaging lens).

撮像素子3は、被写体からの光束が結像される撮像手段として機能する。撮像素子3は、セラミック材などの外形パッケージを有し、撮像素子内部の撮像面に投影された画像を電気信号に変換する。この撮像面がレンズの予定結像面にあることで、ピントの合った画像が撮像される。なお、撮像素子がパッケージされたものを以下では撮像素子パッケージと記述する。   The imaging element 3 functions as an imaging unit that forms an image of a light beam from a subject. The image pickup device 3 has an external package such as a ceramic material, and converts an image projected on the image pickup surface inside the image pickup device into an electric signal. Since this imaging surface is on the planned imaging surface of the lens, a focused image is captured. In the following description, an image sensor packaged is described as an image sensor package.

撮像素子3は、いわゆる電子シャッタの機能を備えており、画像信号取り込み開始となる電子シャッタとしての電子先幕、及び取り込み中止を行う電子後幕の機能を有している。すなわち、電子先幕の動作により画像の電荷の蓄積を開始し、電子後幕の動作により所定の時間後に蓄積を終了することが可能である。その後、撮像素子3は、蓄積した画像の電荷の読み出し動作を行い、不図示の信号処理回路に画像信号を伝達する。   The imaging device 3 has a so-called electronic shutter function, and has an electronic front curtain functioning as an electronic shutter for starting image signal capture and an electronic rear curtain function for stopping capture. That is, it is possible to start accumulation of image charges by the operation of the electronic front curtain, and to end the accumulation after a predetermined time by the operation of the electronic rear curtain. Thereafter, the image sensor 3 performs an operation of reading the accumulated image charge and transmits an image signal to a signal processing circuit (not shown).

撮像素子3からは、リードフレーム4が引き伸ばされている。リードフレーム4は、撮像素子3を保持する保持手段として機能する。リードフレーム4は、撮像素子パッケージに一体成型されており、撮像信号を外部に出力する端子(リード)をその一部とする金属板である。リードフレーム4は、略コの字形状を有する。具体的には、リードフレーム4は、平面部4bと、略直径に曲げられた腕部4aとを有する。平面部4bは、撮像素子3から撮像素子3の長手方向に沿って延伸する第1の平面部である。   A lead frame 4 is extended from the image sensor 3. The lead frame 4 functions as a holding unit that holds the image sensor 3. The lead frame 4 is a metal plate that is integrally formed with the image pickup device package and includes a terminal (lead) that outputs an image pickup signal to the outside. The lead frame 4 has a substantially U shape. Specifically, the lead frame 4 has a flat surface portion 4b and an arm portion 4a bent to a substantially diameter. The flat surface portion 4 b is a first flat surface portion that extends from the image sensor 3 along the longitudinal direction of the image sensor 3.

腕部4aは、該第1の平面部(平面部4b)と予め決められた角度(この例では略直角)をなす第1の屈曲部である。腕部4aの先端は、板金5の平面部5bとリードフレーム4の平面部4bとが平行となるように、つまり、平面部5bと撮像素子3の撮像面とが平行となるように、板金5の腕部5aと精度良く半田付け固定されている。これにより、撮像素子3の撮像面が傾かないようにし、後述する板金5の平面部の撓み変形に伴って撮像素子3が光軸Lに沿って移動することができるようになる。   The arm portion 4a is a first bent portion that forms a predetermined angle (substantially a right angle in this example) with the first plane portion (plane portion 4b). The tip of the arm portion 4a is formed so that the flat surface portion 5b of the metal plate 5 and the flat surface portion 4b of the lead frame 4 are parallel, that is, the flat surface portion 5b and the imaging surface of the image sensor 3 are parallel. 5 is fixed to the arm 5a with high accuracy by soldering. As a result, the image pickup surface of the image pickup device 3 is prevented from tilting, and the image pickup device 3 can move along the optical axis L along with the bending deformation of the flat portion of the sheet metal 5 described later.

弾性支持手段5は、リードフレーム4を弾性支持する。弾性支持手段5は、弾性部材(例えば板金)である。以下では、弾性支持手段5を板金5とも記述する。この例では、板金5は、弾性を有するニッケルと鉄の合金である42アロイ材からなる矩形の板材を曲げて加工して形成されている。板金5は、略コの字形状を有する。具体的には、板金5は、中央の平面部5bと、両端の略直角に曲げられた腕部5aとを備える。平面部5bは、後述するカウンタウェイト8が設けられた第2の平面部である。腕部5aは、該第2の平面部(平面部5b)と予め決められた角度(この例では略直角)をなす第2の屈曲部である。   The elastic support means 5 elastically supports the lead frame 4. The elastic support means 5 is an elastic member (for example, a sheet metal). Hereinafter, the elastic support means 5 is also referred to as a sheet metal 5. In this example, the sheet metal 5 is formed by bending and processing a rectangular plate material made of 42 alloy material which is an alloy of nickel and iron having elasticity. The sheet metal 5 has a substantially U-shape. Specifically, the sheet metal 5 includes a central plane portion 5b and arm portions 5a bent at substantially right angles at both ends. The flat surface portion 5b is a second flat surface portion provided with a counterweight 8 described later. The arm portion 5a is a second bent portion that forms a predetermined angle (substantially a right angle in this example) with the second plane portion (plane portion 5b).

板金5は、その腕部5aの先端において、撮像素子3の撮像面と板金5の平面部5bが概略平行となる状態で、リードフレームの腕部4aと精度良く半田付け固定されている。板金5の平面部5bの表裏面には、一対の圧電素子7a、7bが貼り付けられている。そして、電圧印加された圧電素子7a,7bが伸縮することによって、板金5の平面部5bが弾性変形する。これにより、板金5が、撮像素子3の撮像面の平行を保ったまま、その中央部を中心に、前後の板厚方向(光軸に沿った方向)に撓む。すなわち、平面部5bは、圧電素子7a,7bによって駆動されて、光軸Lに沿って前後に撓む。   The sheet metal 5 is soldered and fixed to the arm part 4a of the lead frame with high accuracy in a state where the imaging surface of the image sensor 3 and the flat surface part 5b of the sheet metal 5 are substantially parallel at the tip of the arm part 5a. A pair of piezoelectric elements 7 a and 7 b are attached to the front and back surfaces of the flat portion 5 b of the sheet metal 5. And the plane part 5b of the sheet metal 5 is elastically deformed by expanding and contracting the piezoelectric elements 7a and 7b to which voltage is applied. As a result, the sheet metal 5 bends in the front-rear plate thickness direction (direction along the optical axis) with the central portion thereof being the center while keeping the imaging surface of the image sensor 3 parallel. That is, the plane portion 5b is driven by the piezoelectric elements 7a and 7b and bends back and forth along the optical axis L.

撮像素子のリードフレーム4が直接板金5と接続されることで、専用の放熱部材を撮像素子に接続しなくとも、効率的に放熱パスを確保することが可能となる。撮影時など撮像素子3が動作中に発生する熱は、リードフレーム4を伝わり、板金5に伝わる。   By connecting the lead frame 4 of the image sensor directly to the sheet metal 5, it is possible to efficiently secure a heat radiation path without connecting a dedicated heat radiating member to the image sensor. Heat generated while the image sensor 3 is operating, such as during shooting, is transmitted through the lead frame 4 to the sheet metal 5.

また、撮像素子3の背面には、撮像素子3の信号出力をA/D(アナログ/デジタル)変換するA/D変換ICが設けられている。A/D変換ICで発生する熱は、撮像素子パッケージからリードフレーム4を介して板金5に伝達する。これにより、撮像素子3周辺で発生する熱が効率的に放熱される。   Further, an A / D conversion IC for A / D (analog / digital) conversion of the signal output of the image sensor 3 is provided on the back surface of the image sensor 3. Heat generated by the A / D conversion IC is transmitted from the image pickup device package to the sheet metal 5 via the lead frame 4. Thereby, the heat generated around the image sensor 3 is efficiently radiated.

板金5は、所定の接合部において支点6と接合し、固定される。支点6は、板金5を図中の上下から挟む、一対の支持部材である。支点6は、4箇所の支点調整板6aを挟んで、センサ地板2に対して調整可能に取り付けられる。これにより、図3(A)に示すように、撮像素子3の撮像面の位置が、撮影レンズの予定結合面Pの位置に調整される。   The sheet metal 5 is joined and fixed to the fulcrum 6 at a predetermined joint. The fulcrum 6 is a pair of support members that sandwich the sheet metal 5 from above and below in the drawing. The fulcrum 6 is attached to the sensor base plate 2 so as to be adjustable, with the four fulcrum adjustment plates 6a interposed therebetween. Thereby, as shown to FIG. 3 (A), the position of the imaging surface of the image pick-up element 3 is adjusted to the position of the plan coupling surface P of a photographing lens.

すなわち、支点6は、平面部5bを予め決められた支持点(支点6)において支持し、撮像素子3の基準位置を調整する支持手段として機能する。支点調整板6aは、板金5の短手方向において、支点6の端部のそれぞれに2つ(合計4つ)設けられている。また、支点6は、板金5の中央部から略等距離の位置で、圧電素子7の撓み変形に支障が出ないように板金5及び撮像素子3を支持している。   That is, the fulcrum 6 functions as a support unit that supports the flat portion 5b at a predetermined support point (fulcrum 6) and adjusts the reference position of the image sensor 3. Two (four in total) fulcrum adjusting plates 6 a are provided at each end of the fulcrum 6 in the short direction of the sheet metal 5. Further, the fulcrum 6 supports the sheet metal 5 and the image sensor 3 so as not to hinder the bending deformation of the piezoelectric element 7 at a position substantially equidistant from the center of the sheet metal 5.

圧電素子7a、7bは、板金5の平面部5bを弾性変形させることによって撮像素子3を光軸に沿った方向に移動する駆動手段である。この例では、圧電素子7a,7bは、PZTなどを材料とした薄板状の圧電セラミック素子である。圧電素子7aは、板金5の平面部5bの表面に貼り付けられている。圧電素子7bは、板金5の平面部5bの裏面に貼り付けられている。撮像装置が備える不図示の回路が、圧電素子7a、7bに対して印加する電圧の大きさと電流の流れる方向を制御する。これにより、圧電素子の伸縮方向と伸縮量とが制御される。この例では、パラレル型という接続方法により、一定の電圧を上下の圧電素子に印加し、上下の圧電素子が互いに逆方向に伸縮する。   The piezoelectric elements 7a and 7b are driving means for moving the image pickup element 3 in a direction along the optical axis by elastically deforming the flat portion 5b of the sheet metal 5. In this example, the piezoelectric elements 7a and 7b are thin plate-shaped piezoelectric ceramic elements made of PZT or the like. The piezoelectric element 7 a is attached to the surface of the flat portion 5 b of the sheet metal 5. The piezoelectric element 7 b is attached to the back surface of the flat portion 5 b of the sheet metal 5. A circuit (not shown) included in the imaging apparatus controls the magnitude of the voltage applied to the piezoelectric elements 7a and 7b and the direction in which the current flows. Thereby, the expansion / contraction direction and expansion / contraction amount of the piezoelectric element are controlled. In this example, a constant voltage is applied to the upper and lower piezoelectric elements by a parallel connection method, and the upper and lower piezoelectric elements expand and contract in opposite directions.

例えば、プラス電圧の印加により、圧電素子7aは伸縮し、圧電素子7bは伸長する。従って、図3(B)に示すように、一体となって接着された板金5は、前側が凹むように変形し、撮像素子3が前進する。また、マイナス電圧の印加により、圧電素子7aは伸長し、圧電素子7bは収縮する。従って、図3(C)に示すように、一体となって接着された板金5は、前側が突出する様に変形し、撮像素子3は後退する。つまり、圧電素子に対する電圧の印加により、支点6を支点として、板金5の平面部5bの中央部と腕部5aの先端部分との間に変位が生じ、撮像素子が光軸Lに沿って移動する。なお、圧電素子の伸長または収縮の変位量は、印加する電圧の大きさを調整することによって制御可能である。   For example, application of a plus voltage causes the piezoelectric element 7a to expand and contract and the piezoelectric element 7b expands. Therefore, as shown in FIG. 3B, the sheet metal 5 bonded together is deformed so that the front side is recessed, and the image sensor 3 moves forward. Further, the application of a minus voltage causes the piezoelectric element 7a to expand and the piezoelectric element 7b to contract. Therefore, as shown in FIG. 3C, the sheet metal 5 bonded together is deformed so that the front side protrudes, and the image sensor 3 moves backward. That is, when a voltage is applied to the piezoelectric element, a displacement occurs between the center part of the flat part 5b of the metal plate 5 and the tip part of the arm part 5a with the fulcrum 6 as a fulcrum, and the imaging element moves along the optical axis L. To do. Note that the amount of displacement of expansion or contraction of the piezoelectric element can be controlled by adjusting the magnitude of the applied voltage.

カウンタウェイト8は、放熱手段として機能する。この例では、カウンタウェイト8は、真鍮などの、比重が大きく、かつ、放熱の良好な材料からなる。また、カウンタウェイト8は、複数の放熱フィンを備える。なお、カウンタウェイト8の質量は、撮像素子3の質量と同等の質量である。本実施例では、カウンタウェイト8は、放熱の良好な材料であり、かつ、放熱フィンが設けられているので、ヒートシンクとして有効である。従って、撮像素子3周辺で発生した熱は、最終的にカウンタウェイト8のヒートシンク効果により効率良く放熱される。   The counterweight 8 functions as a heat radiating means. In this example, the counterweight 8 is made of a material having a large specific gravity and good heat dissipation, such as brass. The counterweight 8 includes a plurality of heat radiating fins. Note that the weight of the counterweight 8 is the same as the mass of the image sensor 3. In the present embodiment, the counterweight 8 is a material with good heat dissipation and is provided with heat dissipation fins, and thus is effective as a heat sink. Therefore, the heat generated around the image pickup device 3 is finally radiated efficiently by the heat sink effect of the counterweight 8.

カウンタウェイト8は、平面部5bの裏面の、圧電素子7bが設けられた領域よりも該裏面の延伸方向外側に設けられている。具体的には、図1(B)に示すように、カウンタウェイト8は、平面部5bの裏面の中央の上下2点のみを取り付け位置として、カウンタウェイト取り付け位置10において板金5に固定されている。従って、カウンタウェイト8の板金5の取り付けは、圧電素子による板金5の撓み変形に影響しない。   The counterweight 8 is provided on the back surface of the flat portion 5b on the outer side in the extending direction of the back surface than the region where the piezoelectric element 7b is provided. Specifically, as shown in FIG. 1B, the counterweight 8 is fixed to the sheet metal 5 at the counterweight attachment position 10 with only the upper and lower two points at the center of the back surface of the flat portion 5b as attachment positions. . Therefore, the attachment of the sheet metal 5 of the counterweight 8 does not affect the bending deformation of the sheet metal 5 by the piezoelectric element.

すなわち、板金5、支点6、圧電素子7a、7bは、撮像素子3を光軸に沿った方向に移動させる撮像素子移動機構を構成する。この撮像素子移動機構は、電圧印加により圧電素子7が伸縮すると、板金5の平面部5bが撓み変形するが、腕部5aは前後に移動する。そのため、撮像素子3は、光軸Lに直交する撮像面を維持したまま、フランジバック位置から光軸Lに沿って前進或いは後退する。同時に、カウンタウェイト8は後退或いは前進し、撮像素子3とカウンタウェイト8は互いに逆方向に移動する。   That is, the sheet metal 5, the fulcrum 6, and the piezoelectric elements 7a and 7b constitute an image sensor moving mechanism that moves the image sensor 3 in the direction along the optical axis. In this imaging element moving mechanism, when the piezoelectric element 7 expands and contracts due to voltage application, the flat portion 5b of the sheet metal 5 is bent and deformed, but the arm portion 5a moves back and forth. Therefore, the image sensor 3 moves forward or backward along the optical axis L from the flange back position while maintaining the imaging surface orthogonal to the optical axis L. At the same time, the counterweight 8 moves backward or forward, and the image sensor 3 and the counterweight 8 move in opposite directions.

また、撮像素子移動機構のストロークは、電圧制御によって制御可能である。圧電素子7a、7bへの電圧制御によって板金5の撓み変形量が変化することによって、撮像素子3が前後するストロークが変化する。   The stroke of the image sensor moving mechanism can be controlled by voltage control. As the amount of bending deformation of the sheet metal 5 is changed by voltage control to the piezoelectric elements 7a and 7b, the stroke in which the imaging element 3 moves back and forth changes.

一方、2箇所の支点6の、板金5の長手方向の間隔を調整することで、撮像素子3が移動するストロークとカウンタウェイト8が移動するストロークの比を調整することができる。また、板金5の短手方向において、支点調整板6aにより支点6の光軸に沿った方向の高さを変化させて板金5を捻ることで、撮像素子3の撮像面の倒れ方が変化する。このように、支点6の位置を前後、左右、或いは傾けて微調整することによって、部品の製造ばらつきがあっても、撮像素子3の撮像面が、光軸に対して傾くことなく、フランジバック距離の基準位置に位置するように調整することができる。   On the other hand, by adjusting the distance between the two fulcrums 6 in the longitudinal direction of the sheet metal 5, the ratio of the stroke in which the image sensor 3 moves and the stroke in which the counterweight 8 moves can be adjusted. Further, in the short direction of the sheet metal 5, by twisting the sheet metal 5 by changing the height of the fulcrum 6 along the optical axis by the fulcrum adjusting plate 6 a, how the imaging surface of the image sensor 3 is tilted changes. . As described above, by finely adjusting the position of the fulcrum 6 in the front-back direction, left-right direction, or tilting direction, the imaging surface of the imaging device 3 is not inclined with respect to the optical axis, even if there is a manufacturing variation in parts. It can be adjusted to be located at the reference position of the distance.

本実施例の撮像装置は、弾性支持部材である板金5の平面部5bを駆動手段で撓み変形させることによって、撮像素子3を光軸に沿った方向に移動させる。従って、本発明の撮像装置によれば、小さい駆動力で撮像手段を駆動することができる。また、本実施例の撮像装置は、撮像素子3から発生した熱を、リードフレーム4を介して、板金5の平面部5bに設けられたカウンタウェイト8に伝達して放熱するので、放熱面積を十分な大きさに保つことができる。その結果、撮像手段から発生する熱を効率良く放熱することができる。   The image pickup apparatus of the present embodiment moves the image pickup element 3 in the direction along the optical axis by bending and deforming the flat portion 5b of the metal plate 5 which is an elastic support member by a driving means. Therefore, according to the imaging apparatus of the present invention, the imaging means can be driven with a small driving force. In addition, the image pickup apparatus according to the present embodiment transfers heat generated from the image pickup element 3 to the counterweight 8 provided on the flat portion 5b of the sheet metal 5 via the lead frame 4 to dissipate heat. It can be kept large enough. As a result, the heat generated from the imaging means can be efficiently radiated.

図4は、実施例2、3の撮像装置の構成例である。図4(A)は、実施例2の撮像装置の構成例を示す。この撮像装置が備える撮像素子31は、その外形部が、接続部材11によりプレート12に押し付けられている。撮像素子31の外形部は、例えばセラミック等からなる。プレート12は、撮像素子3の長手方向に沿って延伸する平面部12bと、平面部12bと予め決められた角度(この例では略直角)をなす腕部12aとを備える。接続部材11は、撮像素子3と平面部12bとを接続する接続部材である。すなわち、実施例2においては、プレート12と接続部材11とが、撮像素子3を保持する保持手段として機能する。   FIG. 4 is a configuration example of the imaging apparatus according to the second and third embodiments. FIG. 4A illustrates a configuration example of the imaging apparatus according to the second embodiment. The imaging device 31 provided in the imaging device has an outer portion pressed against the plate 12 by the connecting member 11. The outer shape of the image sensor 31 is made of, for example, ceramic. The plate 12 includes a planar portion 12b extending along the longitudinal direction of the image sensor 3, and an arm portion 12a that forms a predetermined angle (substantially a right angle in this example) with the planar portion 12b. The connection member 11 is a connection member that connects the imaging device 3 and the flat surface portion 12b. That is, in the second embodiment, the plate 12 and the connection member 11 function as a holding unit that holds the image sensor 3.

腕部12aが、図1に示すリードフレーム4の腕部4aと同様に、腕部5aと半田付け固定される。これにより、撮像素子3から発生した熱は、接続部材11、プレート12を介して板金5の平面部5bに伝達され、放熱される。なお、実施例2の撮像装置が備える構成要素のうち、実施例1の撮像装置が備える構成要素と同符号のものは、実施例1の撮像装置が備える構成要素と同様の機能を有する。   The arm 12a is soldered and fixed to the arm 5a in the same manner as the arm 4a of the lead frame 4 shown in FIG. Thereby, the heat generated from the image sensor 3 is transmitted to the flat portion 5b of the sheet metal 5 via the connection member 11 and the plate 12, and is radiated. Note that, among the constituent elements included in the imaging device according to the second embodiment, those having the same reference numerals as the constituent elements included in the imaging device according to the first embodiment have the same functions as the constituent elements included in the imaging device according to the first embodiment.

実施例2の撮像装置によれば、撮像装置が、リードフレーム以外のフレーム(この例ではプレート12)を用いて撮像素子3の外形部を直接保持しなければならない構成をとる場合においても、撮像素子3から効率的に放熱を行うことができる。   According to the image pickup apparatus of the second embodiment, even when the image pickup apparatus has a configuration in which the outer portion of the image pickup element 3 must be directly held by using a frame (in this example, the plate 12) other than the lead frame, the image pickup is performed. Heat can be efficiently radiated from the element 3.

図4(B)は、実施例3の撮像装置の構成例を示す。この撮像装置は、主にコストダウンの観点から、セラミックより剛性の低い樹脂部材でパッケージされた撮像素子32を備える。すなわち、本実施例では、撮像素子パッケージが、樹脂部材で撮像素子32をパッケージするパッケージ部材である。プレート12の平面部12bは、撮像素子パッケージの長手方向に沿って延伸する。また、補強および放熱などの目的から、撮像素子補助フレーム13が撮像素子パッケージに一体成型されている。すなわち、撮像素子補助フレーム13は、撮像素子パッケージと平面部12bとを接続する接続部材として機能する。   FIG. 4B illustrates a configuration example of the imaging apparatus according to the third embodiment. This imaging apparatus includes an imaging element 32 packaged with a resin member having rigidity lower than that of ceramic mainly from the viewpoint of cost reduction. That is, in this embodiment, the image sensor package is a package member that packages the image sensor 32 with a resin member. The flat surface portion 12b of the plate 12 extends along the longitudinal direction of the image sensor package. Further, for the purpose of reinforcement and heat dissipation, the image sensor auxiliary frame 13 is integrally formed in the image sensor package. That is, the image sensor auxiliary frame 13 functions as a connecting member that connects the image sensor package and the flat surface portion 12b.

腕部12aが、腕部5aと半田付け固定される。これにより、撮像素子3から発生した熱は、撮像素子補助フレーム13、プレート12を介して板金5の平面部5bに伝達され、放熱される。なお、実施例3の撮像装置が備える構成要素のうち、実施例1の撮像装置が備える構成要素と同符号のものは、実施例1の撮像装置が備える構成要素と同様の機能を有する。   The arm portion 12a is soldered and fixed to the arm portion 5a. Thereby, the heat generated from the image pickup device 3 is transmitted to the flat portion 5b of the sheet metal 5 through the image pickup device auxiliary frame 13 and the plate 12, and is radiated. Note that, among the constituent elements included in the imaging apparatus according to the third embodiment, those having the same reference numerals as the constituent elements included in the imaging apparatus according to the first embodiment have the same functions as the constituent elements included in the imaging apparatus according to the first embodiment.

実施例3によれば、撮像素子が樹脂部材でパッケージされている構成をとる場合においても、撮像素子3から発生した熱を撮像素子補助フレーム13、プレート12を介して板金5に伝達し、効率的に放熱することができる。   According to the third embodiment, even when the image pickup device is configured to be packaged with a resin member, the heat generated from the image pickup device 3 is transmitted to the sheet metal 5 through the image pickup device auxiliary frame 13 and the plate 12 to improve efficiency. Heat can be released.

(その他の実施例)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
(Other examples)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed. In this case, the program and the storage medium storing the program constitute the present invention.

1 本体
2 センサ地板
3 撮像素子
4 リードフレーム
5 板金
6 支点
7 圧電素子
8 カウンタウェイト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body 2 Sensor base plate 3 Image pick-up element 4 Lead frame 5 Sheet metal 6 Support point 7 Piezoelectric element 8 Counterweight

Claims (8)

撮像手段と、
前記撮像手段を保持する保持手段と、
前記保持手段を弾性支持する弾性支持手段と、
前記弾性支持手段に設けられた放熱手段と、
前記弾性支持手段を弾性変形させることによって前記撮像手段を光軸に沿った方向に移動する駆動手段とを備える
ことを特徴とする撮像装置。
Imaging means;
Holding means for holding the imaging means;
Elastic support means for elastically supporting the holding means;
A heat dissipating means provided in the elastic support means;
An image pickup apparatus comprising: drive means for moving the image pickup means in a direction along an optical axis by elastically deforming the elastic support means.
前記保持手段は、前記撮像手段から該撮像手段の長手方向に沿って延伸する第1の平面部と、該第1の平面部と予め決められた角度をなす第1の屈曲部とを備え、
前記弾性支持手段は、前記放熱手段が設けられた第2の平面部と、該第2の平面部と予め決められた角度をなす第2の屈曲部とを備え、
前記第1の屈曲部と前記第2の屈曲部とは、前記第1の平面部と前記第2の平面部とが平行となるように接続されており、
前記第2の平面部は、前記駆動手段によって駆動されて、前記光軸に沿って前後に撓む弾性部材を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The holding means includes a first plane portion extending from the imaging means along the longitudinal direction of the imaging means, and a first bent portion forming a predetermined angle with the first plane portion,
The elastic support means includes a second flat surface portion provided with the heat dissipation means, and a second bent portion having a predetermined angle with the second flat surface portion,
The first bent portion and the second bent portion are connected so that the first plane portion and the second plane portion are parallel to each other,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second planar portion includes an elastic member that is driven by the driving unit and bends back and forth along the optical axis.
前記保持手段は、前記撮像手段の長手方向に沿って延伸する第1の平面部と、該第1の平面部と予め決められた角度をなす第1の屈曲部と、前記撮像手段と前記第1の平面部とを接続する接続部材とを備え、
前記弾性支持手段は、前記放熱手段が設けられた第2の平面部と、該第2の平面部と予め決められた角度をなす第2の屈曲部とを備え、
前記第1の屈曲部と前記第2の屈曲部とは、前記第1の平面部と前記第2の平面部とが平行となるように接続されており、
前記第2の平面部は、前記駆動手段によって駆動されて、前記光軸に沿って前後に撓む弾性部材を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The holding means includes a first flat portion extending along a longitudinal direction of the imaging means, a first bent portion having a predetermined angle with the first flat portion, the imaging means, and the first A connecting member for connecting the flat portion of 1;
The elastic support means includes a second flat surface portion provided with the heat dissipation means, and a second bent portion having a predetermined angle with the second flat surface portion,
The first bent portion and the second bent portion are connected so that the first plane portion and the second plane portion are parallel to each other,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second planar portion includes an elastic member that is driven by the driving unit and bends back and forth along the optical axis.
前記撮像手段は、撮像素子が樹脂部材でパッケージされたパッケージ部材を備え、
前記保持手段は、前記パッケージ部材の長手方向に沿って延伸する第1の平面部と、該第1の平面部と予め決められた角度をなす第1の屈曲部と、前記パッケージ部材と前記第1の平面部とを接続する接続部材とを備え、
前記弾性支持手段は、前記放熱手段が設けられた第2の平面部と、該第2の平面部と予め決められた角度をなす第2の屈曲部とを備え、
前記第1の屈曲部と前記第2の屈曲部とは、前記第1の平面部と前記第2の平面部とが平行となるように接続されており、
前記第2の平面部は、前記駆動手段によって駆動されて、前記光軸に沿って前後に撓む弾性部材を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The imaging means includes a package member in which an imaging element is packaged with a resin member,
The holding means includes a first plane portion extending along a longitudinal direction of the package member, a first bent portion that forms a predetermined angle with the first plane portion, the package member, and the first member. A connecting member for connecting the flat portion of 1;
The elastic support means includes a second flat surface portion provided with the heat dissipation means, and a second bent portion having a predetermined angle with the second flat surface portion,
The first bent portion and the second bent portion are connected so that the first plane portion and the second plane portion are parallel to each other,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second planar portion includes an elastic member that is driven by the driving unit and bends back and forth along the optical axis.
前記駆動手段は、前記第2の平面部の表面と裏面とに設けられ、電圧印加によって伸縮する一対の圧電素子である
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
5. The imaging according to claim 2, wherein the driving unit is a pair of piezoelectric elements that are provided on a front surface and a back surface of the second planar portion and expand and contract by voltage application. apparatus.
前記放熱手段は、前記第2の平面部の裏面の、前記圧電素子が設けられた領域よりも該裏面の延伸方向外側に設けられている
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 5, wherein the heat radiating unit is provided on the back surface of the second flat surface portion outside the region where the piezoelectric element is provided in the extending direction of the back surface.
前記第2の平面部を予め決められた支持点において支持し、前記撮像手段の基準位置を調整する支持手段を備える
ことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to any one of claims 2 to 6, further comprising support means for supporting the second plane portion at a predetermined support point and adjusting a reference position of the imaging means. .
撮像手段と、前記撮像手段を保持する保持手段と、前記保持手段を弾性支持する弾性支持手段と、前記弾性支持手段に設けられた放熱手段と、前記弾性支持手段を駆動する駆動手段とを備える撮像装置の制御方法であって、
前記駆動手段が、前記弾性支持手段を弾性変形させることによって前記撮像手段を光軸に沿った方向に移動する工程を有する
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
Imaging means, holding means for holding the imaging means, elastic support means for elastically supporting the holding means, heat radiation means provided in the elastic support means, and drive means for driving the elastic support means A method for controlling an imaging apparatus,
The method for controlling an imaging apparatus, comprising: a step in which the driving unit moves the imaging unit in a direction along an optical axis by elastically deforming the elastic support unit.
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