JP2020067632A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像センサから発生する熱をより効果的に放熱することができる撮像装置を提供する。【解決手段】本開示に係る撮像装置は、撮像センサ（４５）と、撮像センサ（４５）が実装されるセンサ基板（４６）と、撮像センサ（４５）よりも大きい外形を有する金属ホルダ（４２）と、を備える撮像装置であって、センサ基板（４６）には、撮像センサ（４５）の主面の一部である露出部（４５ｂ）を露出させる開口部（４６ａ）が設けられ、金属ホルダ（４２）は、開口部（４６ａ）を通じて露出部（４５ｂ）に直接当接するように構成されている。【選択図】図７

Description

本開示は、撮像装置に関する。

従来、この種の撮像装置として、例えば、特許文献１（特開２０１６−１９００５号公報）に開示されたものが知られている。特許文献１には、撮像センサから発生する熱を、センサ基板を介して放熱板金に伝達し、当該放熱板金を介して撮像センサよりも大きい外形を有する金属ホルダに放熱する構成が開示されている。

特開２０１６−１９００５号公報

しかしながら、従来の撮像装置においては、撮像センサから発生する熱をより効果的に放熱するという観点において、未だ改善の余地がある。

本開示の目的は、前記課題を解決することにあって、撮像センサから発生する熱をより効果的に放熱することができる撮像装置を提供することにある。

本開示に係る撮像装置は、撮像センサと、
前記撮像センサが実装されるセンサ基板と、
前記撮像センサよりも大きい外形を有する金属ホルダと、
を備える撮像装置であって、
前記センサ基板には、前記撮像センサの主面の一部である露出部を露出させる開口部が設けられ、
前記金属ホルダは、前記開口部を通じて前記露出部に直接当接するように構成されている。

本開示の撮像装置によれば、撮像センサから発生する熱をより効果的に放熱することができる。

実施形態に係る撮像装置を前面側から見た斜視図である。 図１の撮像装置を背面側から見た斜視図である。 図１の撮像装置が備えるマウントベースと手振れ補正ユニットとを前面側から見た分解斜視図である。 図１の撮像装置が備える手振れ補正ユニットを背面側から見た分解斜視図である。 図４の手振れ補正ユニットを前面側から見た組立斜視図である。 図４の手振れ補正ユニットを背面側から見た組立斜視図である。 図５及び図６のＡ１−Ａ１線断面図である。 撮像センサユニットが金属ホルダに保持された状態を示す斜視図である。 図８のＡ２−Ａ２線断面図である。

（本開示の基礎となった知見）
発明者らは、撮像センサから発生する熱をより効果的に放熱するために鋭意検討した結果、以下の知見を得た。

従来の撮像装置においては、撮像センサから発生する熱を、センサ基板や接着剤などの他の部材を介して放熱板金に伝達し、当該放熱板金を介して撮像センサよりも大きい外形を有する金属ホルダに放熱するように構成されている。この構成では、撮像センサと金属ホルダとの間に他の部材及び放熱板金が介在するため、熱抵抗が大きく、放熱性が悪くなる。

これに対して、発明者らは、撮像センサの主面の一部である露出部を露出させるようにセンサ基板に開口部を設け、当該開口部を通じて金属ホルダを露出部に直接当接させる構成を見出した。この構成によれば、前記他の部材及び放熱板金を不要にして熱抵抗の増加を抑え、放熱性を大幅に向上させることができる。この新規な知見に基づき、発明者らは、以下の発明に至った。

本開示の第１態様によれば、撮像センサと、
前記撮像センサが実装されるセンサ基板と、
前記撮像センサよりも大きい外形を有する金属ホルダと、
を備える撮像装置であって、
前記センサ基板には、前記撮像センサの主面の一部である露出部を露出させる開口部が設けられ、
前記金属ホルダは、前記開口部を通じて前記露出部に直接当接するように構成されている、撮像装置を提供する。

本開示の第２態様によれば、前記金属ホルダは、前記露出部の第１領域に当接し、前記露出部の第２領域に接着剤を介して接着されている、第１態様に記載の撮像装置を提供する。

本開示の第３態様によれば、前記第２領域は、前記第１領域に隣接し且つ前記第１領域よりも面積が小さい、第２態様に記載の撮像装置を提供する。

本開示の第４態様によれば、前記第２領域は、前記第１領域の中心に対して対称な位置に複数に分割して配置されている、第２又は３態様に記載の撮像装置を提供する。

本開示の第５態様によれば、前記金属ホルダには、前記第２領域と対向する位置に貫通穴が設けられ、
前記接着剤は、前記貫通穴に充填されている、
第２〜４態様のいずれか１つに記載の撮像装置を提供する。

本開示の第６態様によれば、前記接着剤は、紫外線硬化型接着剤である、第５態様に記載の撮像装置を提供する。

本開示の第７態様によれば、外装部材に固定される固定板金と、
前記金属ホルダと前記固定板金との間に転動可能に設けられた複数のボール部材と、
を更に備える、第１〜６態様のいずれか１つに記載の撮像装置を提供する。

以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するものであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

また、以下では、説明の便宜上、通常使用時の状態を想定して「上」、「下」、「左」、「右」、「前面」、「背面」等の方向を示す用語を用いるが、本発明の撮像装置の使用状態等を限定することを意味するものではない。

（実施形態）
図１は、実施形態に係る撮像装置を前面側から見た斜視図である。図２は、図１の撮像装置を背面側から見た斜視図である。

実施形態において、撮像装置１は、レンズ交換式のデジタルカメラである。撮像装置１は、装置本体２と、装置本体２に着脱される交換レンズユニット（図示せず）とを備えている。

図１に示すように、装置本体２は、各種部品を収容又は各種部品が取り付けられる筐体となる外装部材２１を備えている。外装部材２１には、前方から見て左側に、撮影時に操作者の右手により保持されるグリップ部２１ａが設けられている。外装部材２１の上部には、電源ボタン、シャッターボタンなどの各種ボタン、モードダイヤル、ホットシューなどの種々の部品２２が取り付けられている。外装部材２１の前面には、円形の開口部２１ｂが設けられている。

図２に示すように、外装部材２１の背面には、表示パネル２３が設けられている。表示パネル２３は、装置本体２にて撮影された静止画又は動画、各種設定情報などを表示するものである。表示パネル２３は、例えば、液晶モニタを備えている。外装部材２１の背面上部には、ファインダ２４が設けられている。

外装部材２１の内部には、マウントベース３と、手振れ補正ユニット４とが収容されている。また、外装部材２１の内部には、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制御回路や、ＳＤＲＡＭ等のメモリ、電源回路等が搭載された回路基板等（図示せず）が収容されている。さらに、外装部材２１の内部には、外装部材２１の振れ状態を検出するためのジャイロセンサ（図示せず）が収容されている。

図３は、マウントベース３と手振れ補正ユニット４とを前面側から見た分解斜視図である。

マウントベース３は、外装部材２１と一体的に移動するように、外装部材２１の前面に直接又は間接的に固定されている。マウントベース３は、様々な種類の交換レンズユニットが着脱可能なリング状のマウント３１を備えている。マウント３１は、開口部２１ｂを通じて外部に露出するように設けられる。撮像装置１は、マウント３１に取り付けられた交換レンズユニットが備えるレンズを通じて静止画又は動画の撮影を行う。マウントベース３の背面側には、手振れ補正ユニット４が設けられている。

図４は、手振れ補正ユニット４を背面側から見た分解斜視図である。図５は、手振れ補正ユニット４を前面側から見た組立斜視図である。図６は、手振れ補正ユニット４を背面側から見た組立斜視図である。図７は、図５及び図６のＡ１−Ａ１線断面図である。なお、図４においては、図面を見易くするため、詳細部分を簡略化して図示している。

図４に示すように、手振れ補正ユニット４は、撮像センサユニット４１と、金属ホルダ４２と、一対の固定板金４３，４４とを備えている。

撮像センサユニット４１は、撮像センサ４５と、センサ基板４６とを備えている。

撮像センサ４５は、交換レンズユニットを介して形成された被写体の被写体像を撮像して撮像データを生成するものである。撮像センサ４５は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサである。実施形態において、撮像センサ４５は、矩形板状に形成されている。撮像センサ４５の一方の主面（前面）は、図３に示すように、交換レンズユニットを通じて入射した光を受ける矩形の受光面４５ａを有している。

センサ基板４６は、撮像センサ４５が実装される矩形の基板である。センサ基板４６は、例えば、セラミックで構成されている。センサ基板４６には、図４に示すように、撮像センサ４５の他方の主面（背面）の一部である露出部４５ｂを露出させる開口部４６ａが設けられている。実施形態において、開口部４６ａは、センサ基板４６の中心に矩形に設けられている。また、露出部４５ｂは、受光面４５ａと対向する位置に設けられている。撮像センサ４５及びセンサ基板４６の上下方向の寸法は、例えば３７．９ｍｍである。撮像センサ４５及びセンサ基板４６の左右方向の寸法は、例えば５０．５ｍｍである。開口部４６ａの上下方向の寸法は、例えば１９．０ｍｍである。開口部４６ａの左右方向の寸法は、例えば２４．６ｍｍである。

金属ホルダ４２は、撮像センサ４５を保持するものである。金属ホルダ４２は、撮像センサ４５を保持することができるように、撮像センサ４５よりも大きい外形を有している。すなわち、金属ホルダ４２は、平面視において撮像センサ４５を包含する大きさの外形を有している。実施形態において、金属ホルダ４２は、撮像センサユニット４１を保持することができるように、撮像センサ４５及びセンサ基板４６よりも大きい略矩形状の外形を有している。

図８は、撮像センサユニット４１が金属ホルダ４２に保持された状態を示す斜視図である。図９は、図８のＡ２−Ａ２線断面図である。

金属ホルダ４２は、図７及び図９に示すように、開口部４６ａを通じて露出部４５ｂに直接当接するように構成されている。実施形態において、金属ホルダ４２は、露出部４５ｂの第１領域Ｅ１に当接し、露出部４５ｂの第２領域Ｅ２に接着剤４７を介して接着されている。また、第２領域Ｅ２は、第１領域Ｅ１に隣接し且つ第１領域Ｅ１よりも面積が小さくなるように設定されている。

また、第２領域Ｅ２は、第１領域Ｅ１の中心Ｅ１ａに対して対称な位置に複数に分割して配置されている。実施形態において、第２領域Ｅ２は、第１領域Ｅ１の中心Ｅ１ａに対して点対称に２つに分解して配置されている。

金属ホルダ４２には、図７〜図９に示すように、第２領域Ｅ２と対向する位置に貫通穴４２ａが設けられている。実施形態において、金属ホルダ４２には、２つの貫通穴４２ａが設けられている。各貫通穴４２ａは、上下方向に細長いスリット状に形成されている。これら２つの貫通穴４２ａに、接着剤４７が充填されている。実施形態において、接着剤４７は、紫外線硬化型接着剤である。金属ホルダ４２の露出部４５ｂとの当接面は、面精度が高くなるように、例えば数１０μｍ以下のオーダーの面精度となるように研磨されている。

金属ホルダ４２には、図４に示すように、上下方向に延在する一辺に沿って２つの左右方向駆動コイル５１，５２が設けられている。また、金属ホルダ４２には、左右方向に延在する一辺に沿って２つの上下方向駆動コイル５３，５４が設けられている。

撮像センサユニット４１と金属ホルダ４２とは、図５及び図６に示すように、前面側に配置される固定板金４３と背面側に配置される固定板金４４との間に上下左右方向に変位可能に設けられている。固定板金４３，４４は、外装部材２１と一体的に移動するように、外装部材２１に直接又は間接的に固定されている。実施形態において、固定板金４３は、マウントベース３に固定され、マウントベース３を介して外装部材２１に間接的に固定されている。固定板金４４は、固定板金４３の背面から突出し且つ当該背面に分散配置された４つのピン４３ａが受け部（図示せず）に挿入されることで、固定板金４３に固定されている。

図７に示すように、金属ホルダ４２と固定板金４４との間には、複数のボール部材４８が転動可能に設けられている。各ボール部材４８は、例えば、セラミックなどの耐摩耗性が高く、磁力の影響を受けない非磁性体で構成されている。撮像センサユニット４１及び金属ホルダ４２は、複数のボール部材４８が転動することで、固定板金４３，４４及び外装部材２１に対して上下左右方向に変位可能に設けられている。

固定板金４３には、図４に示すように、左右方向駆動コイル５１，５２、上下方向駆動コイル５３，５４と対向する位置にそれぞれ永久磁石５５，５６，５７，５８が取り付けられている。また、固定板金４４には、左右方向駆動コイル５１，５２、上下方向駆動コイル５３，５４を挟んで永久磁石５５，５６，５７，５８と対向する位置にそれぞれ永久磁石（図示せず）が取り付けられている。

左右方向駆動コイル５１，５２及びそれらを挟んで対向する永久磁石５５，５６が、撮像センサユニット４１及び金属ホルダ４２を左右方向に移動させる力を発生させる。この力は、左右方向駆動コイル５１，５２に流れる電流を変化させることによって、制御することができる。また、上下方向駆動コイル５３，５４及びそれらを挟んで対向する永久磁石５７，５８が、撮像センサユニット４１及び金属ホルダ４２を上下方向に移動させる力を発生させる。この力は、上下方向駆動コイル５３，５４に流れる電流を変化させることによって、制御することができる。また、左右方向駆動コイル５１と左右方向駆動コイル５２とに異なる電流を流すことで、撮像センサユニット４１及び金属ホルダ４２を回転させるモーメントを発生させることができる。また、上下方向駆動コイル５３と上下方向駆動コイル５４とに異なる電流を流すことで、撮像センサユニット４１及び金属ホルダ４２を回転させるモーメントを発生させることができる。

外装部材２１の内部に設けられたジャイロセンサ（図示せず）が外装部材２１の揺れを検出したとき、装置本体２に設けられた制御部（図示せず）が当該ジャイロセンサの出力信号に基づいて左右方向駆動コイル５１，５２及び上下方向駆動コイル５３，５４に流れる電流を制御する。これにより、撮像センサユニット４１及び金属ホルダ４２が外装部材２１の揺れを打ち消す方向に移動され、撮像センサ４５の受光面４５ａにおける被写体像の振れが補正される。

また、金属ホルダ４２には、複数のホールセンサ４９が設けられている。実施形態において、金属ホルダ４２には、３つのホールセンサ４９が分散して設けられている。３つのホールセンサ４９が永久磁石５５，５６，５７，５８の磁力の変化を検出することによって、固定板金４３，４４に対する金属ホルダ４２の相対位置を検出することができる。

実施形態によれば、センサ基板４６に、撮像センサ４５の露出部４５ｂを露出させる開口部４６ａを設け、金属ホルダ４２が開口部４６ａを通じて露出部４５ｂに直接当接するように構成されている。この構成によれば、撮像センサ４５から発生する熱をより効果的に放熱することができる。その結果、撮像センサ４５から金属ホルダ４２までの熱の移動量を、従来の構成に比べて約２倍（例えば、０．４６６Ｗ→０．８６６Ｗ）にすることも可能になる。

また、実施形態によれば、金属ホルダ４２は、露出部４５ｂの第１領域Ｅ１に当接し、露出部４５ｂの第２領域Ｅ２に接着剤４７を介して接着されている。この構成によれば、金属ホルダ４２と撮像センサ４５との当接箇所に対してより近接した位置で両者を接着することになるので、両者の当接状態をより確実に維持して、撮像センサ４５から発生する熱をより一層効果的に放熱することができる。また、金属ホルダ４２と撮像センサ４５とを接着剤４７で接着するように構成されているので、両者をネジなどの締結部材で固定する構成に比べて、撮像センサ４５に圧力が加わって性能が低下することを抑えることができる。さらに、接着剤４７がセンサ基板４６に実装される電子部品などに付着することを抑えることができる。

また、実施形態によれば、第２領域Ｅ２は、第１領域Ｅ１に隣接し且つ第１領域Ｅ１よりも面積が小さくなるように設定されている。この構成によれば、金属ホルダ４２と撮像センサ４５とが当接する第１領域Ｅ１の面積が大きいので、撮像センサ４５から発生する熱をより一層効果的に放熱することができる。

また、実施形態によれば、第２領域Ｅ２は、第１領域Ｅ１の中心Ｅ１ａに対して対称な位置に複数に分割して配置されている。この構成によれば、金属ホルダ４２と撮像センサ４５とをバランス良く且つ強固に接着することができ、撮像センサ４５にアンバランスな圧力が加わって性能が低下することを抑えることができる。

また、実施形態によれば、金属ホルダ４２には、第２領域Ｅ２と対向する位置に貫通穴４２ａが設けられ、接着剤４７は、貫通穴４２ａに充填されている。この構成によれば、接着剤４７が外部に露出するので、接着剤４７に光を照射することができる。これにより、接着剤４７として紫外線硬化型接着剤を用いることができる。紫外線硬化型接着剤は、紫外線を照射することで、数秒〜数十秒程度の短時間で硬化する性質を有している。このため、例えば、金属ホルダ４２と撮像センサ４５の露出部４５ｂの第１領域Ｅ１とを当接させるとともに、貫通穴４２ａに紫外線硬化型接着剤を充填した後、紫外線を数秒〜数十秒照射することで、両者を接着することができる。これにより、金属ホルダ４２と撮像センサ４５とをより位置決め精度良く接着することができ、撮像センサ４５に圧力が加わって性能が低下することを抑えることができる。

なお、前記では、接着剤４７が紫外線硬化型接着剤であるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、接着剤４７は、熱硬化性接着剤であってもよい。この場合、金属ホルダ４２に貫通穴４２ａを設ける必要性を無くすことができる。例えば、金属ホルダ４２に凹部（図示せず）を設け、当該凹部に接着剤４７として熱硬化性接着剤を充填するようにしてもよい。この場合でも、撮像センサ４５と金属ホルダ４２とを接着することができる。

また、前記では、第２領域Ｅ２は、第１領域Ｅ１の中心Ｅ１ａに対して点対称に２つに分解して配置されているものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２領域Ｅ２は、第１領域Ｅ１の中心Ｅ１ａを通る直線に対して線対称に２つに分解して配置されてもよい。また、第２領域Ｅ２は、３つ以上に分割して配置されてもよい。また、第２領域Ｅ２は、１つであってもよい。例えば、第２領域Ｅ２は、第１領域Ｅ１を囲むように環状に配置されてもよい。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、前述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示に係る撮像装置によれば、撮像センサから発生する熱をより効果的に放熱することができるので、デジタルカメラ、スマートフォン、ゲーム機などの撮影機能を備える電子機器に有用である。

１ 撮像装置
２ 装置本体
３ マウントベース
４ 手振れ補正ユニット
２１ 外装部材
２１ａ グリップ部
２１ｂ 開口部
２２ 部品
２３ 表示パネル
２４ ファインダ
３１ マウント
４１ 撮像センサユニット
４２ 金属ホルダ
４２ａ 貫通穴
４３，４４ 固定板金
４３ａ ピン
４５ 撮像センサ
４５ａ 受光面
４５ｂ 露出部
４６ センサ基板
４６ａ 開口部
４７ 接着剤
４８ ボール部材
４９ ホールセンサ
５１，５２ 左右方向駆動コイル
５３，５４ 上下方向駆動コイル
５５，５６，５７，５８ 永久磁石
Ｅ１ 第１領域
Ｅ１ａ 中心
Ｅ２ 第２領域

Claims (7)

1. 撮像センサと、
   前記撮像センサが実装されるセンサ基板と、
   前記撮像センサよりも大きい外形を有する金属ホルダと、
   を備える撮像装置であって、
   前記センサ基板には、前記撮像センサの主面の一部である露出部を露出させる開口部が設けられ、
   前記金属ホルダは、前記開口部を通じて前記露出部に直接当接するように構成されている、撮像装置。
2. 前記金属ホルダは、前記露出部の第１領域に当接し、前記露出部の第２領域に接着剤を介して接着されている、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第２領域は、前記第１領域に隣接し且つ前記第１領域よりも面積が小さい、請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記第２領域は、前記第１領域の中心に対して対称な位置に複数に分割して配置されている、請求項２又は３に記載の撮像装置。
5. 前記金属ホルダには、前記第２領域と対向する位置に貫通穴が設けられ、
   前記接着剤は、前記貫通穴に充填されている、
   請求項２〜４のいずれか１つに記載の撮像装置。
6. 前記接着剤は、紫外線硬化型接着剤である、請求項５に記載の撮像装置。
7. 外装部材に固定される固定板金と、
   前記金属ホルダと前記固定板金との間に転動可能に設けられた複数のボール部材と、
   を更に備える、請求項１に記載の撮像装置。

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