JP2024057687A - Electronics - Google Patents

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Abstract

【課題】フランジバック補正量の個体バラつきを無くしつつ、撮影時の熱によるフランジバック変化を抑制することが可能な電子機器を提供する。【解決手段】電子機器10は、撮像光学系を保持可能なベース部材400と、ベース部材に固定された固定部材250と、撮像素子を保持し固定部材に対して支持された保持部材220と、保持部材を固定部材に向かって付勢する付勢部材224,254と、撮像面のベース部材に対する傾きを調整する調整部材500と、固定部材と保持部材の間に配置され保持部材に形成された孔部221-223に配置され、保持部材よりも線膨張係数の大きい熱膨張部材261-263とを有し、熱膨張部材は、保持部材の側に形成されたテーパ形状の第一の面261a-263aと、固定部材の側に形成された、撮像光学系の光軸に直交する面と平行な第二の面261b-263b,261g-263gとを含む。【選択図】図5[Problem] To provide an electronic device capable of suppressing flange back change caused by heat during shooting while eliminating individual variation in flange back correction amount. [Solution] The electronic device 10 has a base member 400 capable of holding an imaging optical system, a fixed member 250 fixed to the base member, a holding member 220 holding an imaging element and supported by the fixed member, biasing members 224, 254 for biasing the holding member toward the fixed member, an adjustment member 500 for adjusting the inclination of the imaging surface with respect to the base member, and thermal expansion members 261-263 disposed between the fixed member and the holding member and disposed in holes 221-223 formed in the holding member and having a linear expansion coefficient larger than that of the holding member, the thermal expansion members including tapered first surfaces 261a-263a formed on the holding member side and second surfaces 261b-263b, 261g-263g formed on the fixed member side and parallel to a plane perpendicular to the optical axis of the imaging optical system. [Selected Figure] FIG.

Description

本発明は、撮像素子を用いて被写体の画像を取得する電子機器に関し、特に撮像素子ユニットの保持信頼性に関するものである。 The present invention relates to electronic devices that use image sensors to capture images of subjects, and in particular to the retention reliability of image sensor units.

近年、撮像装置に使用される撮像素子の高画素化に伴い、撮像装置には、フランジバックの距離及び傾きに対して高い精度が要求されている。ここで、フランジバックとは、レンズ鏡筒が装着される撮像装置本体のマウント面から撮像素子までの距離のことである。動画撮影時において撮像素子から発生する熱によって、撮像装置の筐体が熱膨張し、撮像素子を含むユニットが変形するため、フランジバックが変化する。 In recent years, as the number of pixels in the image sensors used in imaging devices has increased, high precision is required for the distance and inclination of the flange back of the imaging device. Here, the flange back refers to the distance from the mount surface of the imaging device body to which the lens barrel is attached to the imaging device. When shooting video, heat generated by the imaging device causes thermal expansion of the housing of the imaging device, deforming the unit including the imaging device, and changing the flange back.

特許文献1には、レンズ保持部材と撮像素子保持部材との間にバイメタル部材を設置した撮像装置が開示されている。 Patent document 1 discloses an imaging device in which a bimetal member is installed between a lens holding member and an imaging element holding member.

特開平07-058909号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-058909

しかしながら、特許文献1に開示された従来技術では、初期のフランジバック調整時にバイメタル部材の光軸方向の高さを調整する必要がある。バイメタル部材は形状寸法によって熱変形量が変わる。このため、個々の撮像機器においてフランジバック補正量にバラつきが発生する懸念がある。 However, in the conventional technology disclosed in Patent Document 1, it is necessary to adjust the height of the bimetal member in the optical axis direction during initial flange back adjustment. The amount of thermal deformation of the bimetal member varies depending on the shape and dimensions. For this reason, there is a concern that variation in the flange back correction amount will occur in individual imaging devices.

本発明は、フランジバック補正量の個体バラつきを無くしつつ、撮影時の熱によるフランジバック変化を抑制することを可能にした電子機器を提供する。 The present invention provides an electronic device that can suppress changes in flange back caused by heat during shooting while eliminating individual variations in the amount of flange back correction.

本発明の一側面としての電子機器は、撮像光学系を保持可能なベース部材と、
前記ベース部材に固定された固定部材と、撮像素子を保持し、前記固定部材に対して支持された保持部材と、前記保持部材を前記固定部材に向かって付勢する付勢部材と、前記撮像素子の撮像面の前記ベース部材に対する傾きを調整する調整部材と、前記固定部材と前記保持部材との間に配置されるとともに前記保持部材に形成された孔部に配置され、前記保持部材よりも線膨張係数の大きい熱膨張部材と、を有し、前記熱膨張部材は、前記保持部材の側に形成されたテーパ形状の第一の面と、前記固定部材の側に形成された、前記撮像光学系の光軸に直交する面と平行な第二の面とを含むことを特徴とする。
According to one aspect of the present invention, there is provided an electronic device comprising: a base member capable of holding an imaging optical system;
The imaging optical system includes a fixed member fixed to the base member, a holding member that holds an imaging element and is supported against the fixed member, a biasing member that biases the holding member toward the fixed member, an adjustment member that adjusts the inclination of the imaging surface of the imaging element relative to the base member, and a thermal expansion member that is disposed between the fixed member and the holding member and in a hole formed in the holding member and has a larger linear expansion coefficient than the holding member, wherein the thermal expansion member includes a tapered first surface formed on the holding member side and a second surface formed on the fixed member side and parallel to a plane perpendicular to the optical axis of the imaging optical system.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。 Other objects and features of the present invention are described in the following examples.

本発明によれば、フランジバック補正量の個体バラつきを無くしつつ、撮影時の熱によるフランジバック変化を抑制することを可能にした電子機器を提供することができる。 The present invention provides an electronic device that can suppress changes in flange back caused by heat during shooting while eliminating individual variations in the amount of flange back correction.

電子機器の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an electronic device. 電子機器の要部を後側から見た場合の分解斜視図である。2 is an exploded perspective view of the main part of the electronic device as seen from the rear side. FIG. 第1の実施形態に係る撮像素子ユニットの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the image sensor unit according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る撮像素子ユニットを図3とは異なる方向から示す分解斜視図である。4 is an exploded perspective view showing the image sensor unit according to the first embodiment, viewed from a different direction than FIG. 3. 第1の実施形態に係る(a)撮像素子ユニットの正面図および(b)熱膨張部材周辺の断面図である。1A is a front view of an image sensor unit according to a first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the periphery of a thermal expansion member. 熱膨張部材の最適形状の導出方法について説明する図である。10A to 10C are diagrams illustrating a method for deriving the optimal shape of a thermal expansion member. 熱膨張部材の温度変形を示した概略図である。4 is a schematic diagram showing temperature deformation of a thermal expansion member. FIG. 第2の実施形態に係る(a)撮像素子ユニットの正面図および(b)熱膨張部材周辺の断面図である。13A is a front view of an image sensor unit according to a second embodiment, and FIG. 13B is a cross-sectional view of the periphery of a thermal expansion member. 第3の実施形態に係る撮像素子ユニットの(a)正面図および(b)熱膨張部材周辺の断面図である。13A is a front view of an image sensor unit according to a third embodiment, and FIG. 13B is a cross-sectional view of the periphery of a thermal expansion member. 傾斜角度θを変化させた場合の温度変化55℃での可動枠の光軸方向への移動量のシミュレーション結果である。This is a simulation result of the amount of movement of the movable frame in the optical axis direction at a temperature change of 55° C. when the inclination angle θ is changed.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材、要素については同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。各実施形態では、撮像素子の保持構造を適用した撮像装置の例を示す。
(第1の実施形態)
図1は、電子機器の一例である撮像装置10の斜視図である。撮像装置10の方向に関し、撮影者(ユーザー)が撮像装置10を通して被写体を観察するときの方向を基準として、被写体側を前側、ユーザー側を後側と定義する。よって、上下方向、前後方向、左右方向は、それぞれ撮像装置10の背面と正対するユーザーから見て図1のように定義される。従って、図1(a)は撮像装置10を前側から見た場合の斜視図であり、図1(b)は撮像装置10を後側から見た場合の斜視図である。本実施形態では、撮像装置10の例として、カメラ本体部にレンズ装置を装着可能なレンズ交換式カメラを示すが、本実施形態は、撮像素子を有する電子機器に対しても適用可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same members and elements are given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted as appropriate. In each embodiment, an example of an imaging device to which an imaging element holding structure is applied will be shown.
First Embodiment
FIG. 1 is a perspective view of an imaging device 10, which is an example of an electronic device. With respect to the direction of the imaging device 10, the subject side is defined as the front side and the user side as the rear side, based on the direction in which a photographer (user) observes a subject through the imaging device 10. Thus, the up-down direction, the front-back direction, and the left-right direction are defined as shown in FIG. 1, as seen from a user facing the rear of the imaging device 10. Thus, FIG. 1(a) is a perspective view of the imaging device 10 as seen from the front side, and FIG. 1(b) is a perspective view of the imaging device 10 as seen from the rear side. In this embodiment, as an example of the imaging device 10, a lens-interchangeable camera capable of mounting a lens device to the camera body is shown, but this embodiment is also applicable to electronic devices having an imaging element.

撮像装置10は、複数の部材から構成される外装部10bを備える。撮像装置10は、前側にマウント10aを備え、マウント10aには、不図示の交換レンズ(レンズ装置)が装着可能である。マウント10aの中心を通る軸は、交換レンズの撮像光学系の光軸P(1点鎖線参照)、つまり撮影光軸と略一致する。 The imaging device 10 has an exterior 10b composed of multiple members. The imaging device 10 has a mount 10a on the front side, to which an interchangeable lens (lens device) (not shown) can be attached. The axis passing through the center of the mount 10a approximately coincides with the optical axis P (see dashed line) of the imaging optical system of the interchangeable lens, i.e., the imaging optical axis.

図2は、撮像装置10の要部を後側(ユーザー側)から見た場合の分解斜視図である。なお、図2では外装部10bの図示を省略している。また、図2以降の図では本実施形態の理解に必要な部分を図示し、不要な部分を省略する。 Figure 2 is an exploded perspective view of the main parts of the imaging device 10 as seen from the rear side (user side). Note that the exterior part 10b is not shown in Figure 2. Also, in Figure 2 and subsequent figures, parts necessary for understanding this embodiment are shown, and unnecessary parts are omitted.

撮像装置10は、制御基板100、撮像素子ユニット200、シャッタユニット300、およびベース部材400を有する。ベース部材400は、レンズ装置を保持するマウント10a、撮像素子ユニット200、およびシャッタユニット300を保持している。 The imaging device 10 has a control board 100, an imaging element unit 200, a shutter unit 300, and a base member 400. The base member 400 holds a mount 10a that holds a lens device, the imaging element unit 200, and the shutter unit 300.

撮像素子ユニット200は、撮像素子230(図4参照)の撮像面からマウント10aまでの距離(以下、フランジバック)、および撮像面のベース部材400に対する傾きを調整可能な構成となっている。例えば、撮像素子ユニット200は、3本のビス600a、600b、600cと、3枚の調整ワッシャ(調整部材)500a、500b、500cとにより、ベース部材400に支持される。作業者は、調整ワッシャ500a、500b、500cの厚みを調整する作業を行う。これにより、フランジバックと撮像面の傾きを調整することができる。また、調整部材として、調整ワッシャ500a、500b、500cの代わりにコイルバネ部材を用いてもよい。上記の調整工程が完了すると、ビス600a、600b、600cは、それらの緩みを防止するため、撮像素子ユニット200の固定ユニット200b(図3参照)に接着固定される。 The imaging element unit 200 is configured to be adjustable in the distance (hereinafter, flange back) from the imaging surface of the imaging element 230 (see FIG. 4) to the mount 10a, and inclination of the imaging surface with respect to the base member 400. For example, the imaging element unit 200 is supported on the base member 400 by three screws 600a, 600b, and 600c and three adjustment washers (adjustment members) 500a, 500b, and 500c. The worker adjusts the thickness of the adjustment washers 500a, 500b, and 500c. This allows the flange back and the inclination of the imaging surface to be adjusted. Also, a coil spring member may be used as the adjustment member instead of the adjustment washers 500a, 500b, and 500c. When the above adjustment process is completed, the screws 600a, 600b, and 600c are adhesively fixed to the fixing unit 200b (see FIG. 3) of the imaging element unit 200 to prevent them from loosening.

制御基板100とベース部材400は、外装部10bに固定される。制御基板100には、撮像信号の制御に用いられる制御IC101、およびコネクタ102が実装されている。制御基板100には、チップ抵抗、セラミックコンデンサ、インダクタ、トランジスタ等の様々な電子部品(不図示)が実装されている。 The control board 100 and the base member 400 are fixed to the exterior part 10b. The control board 100 is mounted with a control IC 101 used to control the imaging signal, and a connector 102. The control board 100 is also mounted with various electronic components (not shown) such as chip resistors, ceramic capacitors, inductors, and transistors.

次に、撮像素子ユニット200について、図3及び図4を用いて説明する。本実施形態では、撮像装置10は、撮像素子ユニット200が光軸Pに直交する平面内で任意方向に変位可能な光学的な像ブレ補正機構を搭載している。図3および図4は、撮像素子ユニット200の分解斜視図である。 Next, the image sensor unit 200 will be described with reference to Figs. 3 and 4. In this embodiment, the imaging device 10 is equipped with an optical image blur correction mechanism that allows the image sensor unit 200 to be displaced in any direction within a plane perpendicular to the optical axis P. Figs. 3 and 4 are exploded perspective views of the image sensor unit 200.

撮像素子ユニット200は、可動ユニット200aと固定ユニット200bを有する。可動ユニット200aは、固定ユニット200bに対して光軸Pに直交する平面内の任意方向に変位可能である。 The image sensor unit 200 has a movable unit 200a and a fixed unit 200b. The movable unit 200a can be displaced relative to the fixed unit 200b in any direction within a plane perpendicular to the optical axis P.

固定ユニット200bは、主要構成部品として、前側ヨーク210、ベースプレート(固定部材)250、および、後側ヨーク212a、後側ヨーク212b、磁気部材254を有する。可動ユニット200aは、主要構成部品として、可動枠(保持部材)220、磁気吸引板224、撮像素子基板232、フレキシブル基板240、フレキシブル基板290を有する。 The fixed unit 200b has as its main components a front yoke 210, a base plate (fixed member) 250, a rear yoke 212a, a rear yoke 212b, and a magnetic member 254. The movable unit 200a has as its main components a movable frame (holding member) 220, a magnetic attraction plate 224, an image sensor board 232, a flexible board 240, and a flexible board 290.

まず、可動ユニット200aの構成について説明する。可動ユニット200aは、撮像素子230を含む可動部材である。撮像素子230は、CMOS(相補型金属酸化膜半導体)イメージセンサやCCD(電荷結合素子)イメージセンサであり、被写体の光学像を電気信号に変換する。可動枠220には、撮像素子230が実装された撮像素子基板232が接着固定されている。可動枠220において、撮像素子230よりも前側には光学ローパスフィルタ231が配置されている。光学ローパスフィルタ231は色モアレ等の発生を防止するための光学素子である。 First, the configuration of the movable unit 200a will be described. The movable unit 200a is a movable member including an image sensor 230. The image sensor 230 is a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensor or a CCD (charge-coupled device) image sensor, and converts an optical image of a subject into an electrical signal. An image sensor board 232 on which the image sensor 230 is mounted is adhesively fixed to the movable frame 220. An optical low-pass filter 231 is disposed in front of the image sensor 230 in the movable frame 220. The optical low-pass filter 231 is an optical element for preventing the occurrence of color moiré and the like.

フレキシブル基板240およびフレキシブル基板290は、可動ユニット200aと制御基板100を接続する。フレキシブル基板290、フレキシブル基板240は、いずれも可撓性を有したフレキシブルプリント基板である。 The flexible substrate 240 and the flexible substrate 290 connect the movable unit 200a and the control substrate 100. The flexible substrate 290 and the flexible substrate 240 are both flexible printed circuit boards that have flexibility.

可動枠220には、3つの開口部225a、225b、225cが形成されている。フレキシブル基板240には、3つのコイル241a、241b、241cが搭載されている。可動枠220に対して前側からフレキシブル基板240が組み込まれて接着固定され、開口部225a、225b、225cの内部にコイル241a、241b、241cがそれぞれ収容される。 Three openings 225a, 225b, and 225c are formed in the movable frame 220. Three coils 241a, 241b, and 241c are mounted on the flexible substrate 240. The flexible substrate 240 is assembled and glued to the movable frame 220 from the front side, and the coils 241a, 241b, and 241c are housed inside the openings 225a, 225b, and 225c, respectively.

次に、固定ユニット200bの構成について説明する。図3に示される前側ヨーク210には、支柱211a、211b、211cがベースプレート250に向けて立った状態に設けられている。支柱211a、211b、211c各々の一端部は、ベースプレート250に圧入されている。可動枠220を挟み込むようにして、前側ヨーク210とベースプレート250とが接合される。 Next, the configuration of the fixed unit 200b will be described. The front yoke 210 shown in FIG. 3 has pillars 211a, 211b, and 211c that stand facing the base plate 250. One end of each of the pillars 211a, 211b, and 211c is press-fitted into the base plate 250. The front yoke 210 and the base plate 250 are joined together with the movable frame 220 sandwiched between them.

ベースプレート250には、光軸P方向から見て異なる位置に3つの開口部255a、255b、255cが形成されている。開口部255a、255b、255cには、磁石256a、256b、256cがそれぞれ組み込まれている。光軸P方向から見た場合、磁石256a、256b、256cは、対応するコイル241a、241b、241cと略同じ位置に略同じ形状に形成されている。磁石256a、256b、256cは、磁石256a、256b、256cの中心とそれぞれに対応するコイル241a、241b、241cの中心が略一致する位置に配置される。各コイル241a、241b、241cの巻き線の内側にはホール素子が実装されている。 The base plate 250 has three openings 255a, 255b, and 255c formed at different positions when viewed from the optical axis P direction. Magnets 256a, 256b, and 256c are respectively incorporated in the openings 255a, 255b, and 255c. When viewed from the optical axis P direction, the magnets 256a, 256b, and 256c are formed in approximately the same positions and with approximately the same shapes as the corresponding coils 241a, 241b, and 241c. The magnets 256a, 256b, and 256c are arranged at positions where the centers of the magnets 256a, 256b, and 256c and the centers of the corresponding coils 241a, 241b, and 241c approximately coincide. A Hall element is mounted inside the windings of each of the coils 241a, 241b, and 241c.

このように、ベースプレート250に設置されている磁石256a、256b、256cにより磁路が形成され、磁界環境中にコイル241a、241b、241cが配置される。制御基板100は、これらコイル241a、241b、241cの電流を制御して、コイル241a、241b、241cのそれぞれにローレンツ力を発生させる。可動枠220は、ローレンツ力を推力として光軸Pと直交する平面内の任意方向への変位が可能である。ホール素子が、コイル241a、241b、241cの内側にそれぞれ実装されており、可動枠220がベースプレート250に対して相対的に移動することによる磁力の変化を検出する。各ホール素子の検出信号に基づいて、固定ユニット200bに対する可動ユニット200aの相対的な変位量、つまり光軸Pと直交する平面内の任意方向の変位量を検出することができる。 In this way, a magnetic path is formed by the magnets 256a, 256b, and 256c installed on the base plate 250, and the coils 241a, 241b, and 241c are arranged in a magnetic field environment. The control board 100 controls the current of these coils 241a, 241b, and 241c to generate Lorentz forces in each of the coils 241a, 241b, and 241c. The movable frame 220 can be displaced in any direction in a plane perpendicular to the optical axis P using the Lorentz force as a thrust. Hall elements are mounted on the inside of the coils 241a, 241b, and 241c, respectively, and detect changes in magnetic force caused by the movable frame 220 moving relative to the base plate 250. Based on the detection signal of each Hall element, the relative displacement amount of the movable unit 200a with respect to the fixed unit 200b, that is, the displacement amount in any direction in a plane perpendicular to the optical axis P, can be detected.

次に各部の保持構成について説明する。固定ユニット200bは、ベース部材400(図2)に固定される支持部材である。また、可動ユニット200aは、可動ユニット200aに配置された磁気吸引板224と固定ユニット200bに配置された磁気部材254によって、固定ユニット200bに向かって光軸P方向に磁力で付勢されている。磁気吸引板224と磁気部材254は、可動ユニット200aを固定ユニット200bに向かって付勢する付勢部材である。 Next, the holding structure of each part will be described. Fixed unit 200b is a support member fixed to base member 400 (Figure 2). Furthermore, movable unit 200a is magnetically biased in the direction of optical axis P toward fixed unit 200b by a magnetic attraction plate 224 arranged on movable unit 200a and a magnetic member 254 arranged on fixed unit 200b. Magnetic attraction plate 224 and magnetic member 254 are biasing members that bias movable unit 200a toward fixed unit 200b.

可動枠220は、熱膨張部材261、262、263および接触部材271、272、273を備えている。可動枠220とベースプレート250は、熱膨張部材261、262、263および接触部材271、272、273を介して、転動部材である球体215a、215b、215cを挟持する。これにより、球体215a、215b、215cが転動可能に支持される。可動枠220の光軸P方向の位置は、熱膨張部材261-263によって規定されている。 The movable frame 220 is equipped with thermal expansion members 261, 262, 263 and contact members 271, 272, 273. The movable frame 220 and the base plate 250 sandwich the rolling members, spheres 215a, 215b, 215c, via the thermal expansion members 261, 262, 263 and the contact members 271, 272, 273. This allows the spheres 215a, 215b, 215c to be supported so that they can roll. The position of the movable frame 220 in the direction of the optical axis P is determined by the thermal expansion members 261-263.

次に、本実施形態によって実現される機能について説明する。可動ユニット200aは、固定ユニット200bに対して、光軸Pと直交する平面内の任意方向に変位可能な状態で固定ユニット200bに支持される。可動ユニット200aが光軸Pと直交する方向に移動することにより、光学的の像ブレを補正する像ブレ補正動作が実現される。 Next, the functions realized by this embodiment will be described. The movable unit 200a is supported by the fixed unit 200b in a state in which it can be displaced in any direction in a plane perpendicular to the optical axis P relative to the fixed unit 200b. When the movable unit 200a moves in a direction perpendicular to the optical axis P, an image blur correction operation that corrects optical image blur is realized.

撮像装置10における像ブレ方向は、ピッチ方向、ヨー方向、およびロール方向である。ピッチ方向とヨー方向は撮像光学系の光軸Pにそれぞれ垂直であって互いに直交する軸の回りの2方向であり、ロール方向は光軸Pに平行な軸の回りの方向である。左右方向の軸を中心軸とする回転方向であるピッチ方向の像ブレを補正する場合、可動ユニット200aは上下方向へ並進移動する。上下方向の軸を中心軸とする回転方向であるヨー方向の像ブレを補正する場合、可動ユニット200aは左右方向へ並進移動する。前後方向の軸を中心軸とする回転方向であるロール方向の像ブレを補正する場合、可動ユニット200aは前後方向の軸に平行な軸を中心に回転移動する。 The image blur directions in the imaging device 10 are the pitch direction, the yaw direction, and the roll direction. The pitch direction and the yaw direction are two directions around axes that are perpendicular to the optical axis P of the imaging optical system and perpendicular to each other, and the roll direction is a direction around an axis parallel to the optical axis P. When correcting image blur in the pitch direction, which is a rotation direction about an axis in the left-right direction, the movable unit 200a translates in the up-down direction. When correcting image blur in the yaw direction, which is a rotation direction about an axis in the up-down direction, the movable unit 200a translates in the left-right direction. When correcting image blur in the roll direction, which is a rotation direction about an axis in the front-rear direction, the movable unit 200a rotates around an axis parallel to the axis in the front-rear direction.

また、長時間の動画撮影により撮像素子230が発熱すると、ベース部材400、撮像素子基板232、及び可動枠220は、熱膨張により光軸P方向に伸長し、フランジバック(撮像素子230の撮像面からマウント10aまでの距離)が延びる懸念がある。 In addition, if the image sensor 230 heats up due to long-term video shooting, the base member 400, image sensor board 232, and movable frame 220 will expand in the direction of the optical axis P due to thermal expansion, and there is a concern that the flange back (the distance from the imaging surface of the image sensor 230 to the mount 10a) will increase.

これに対し、本実施形態では、熱膨張部材261、262、263周辺の温度が変化すると、図7に示すように、熱膨張部材261、262、263は光軸P方向の高さが変化するように変形する。熱膨張部材261、262、263のこの変形を利用して、撮像素子230の発熱に伴うフランジバックの変化を打ち消している。 In contrast, in this embodiment, when the temperature around the thermal expansion members 261, 262, and 263 changes, as shown in FIG. 7, the thermal expansion members 261, 262, and 263 deform so that their height in the direction of the optical axis P changes. This deformation of the thermal expansion members 261, 262, and 263 is used to cancel out the change in flange back caused by heat generation of the image sensor 230.

また、特許文献1に開示された従来技術では、フランジバックを調整可能な部材がバイメタル部材のみであるため、初期のフランジバック調整時にバイメタル部材の光軸P方向の高さを調整する必要がある。一方、本実施形態では、フランジバック調整部材(調整ワッシャ500a、500b、500c)を設けているため、熱膨張部材261、262、263の形状での高さ調整が不要となる。そのため、個々の撮像機器に対して一定量のフランジバック補正量を得ることが可能となる。さらに、本実施形態によると、熱膨張部材261、262、263を発熱源である撮像素子230近傍に設置することが可能であるため、フランジバック補正効果を効率的に得ることができる。 In addition, in the conventional technology disclosed in Patent Document 1, the only member capable of adjusting the flange back is the bimetal member, so that it is necessary to adjust the height of the bimetal member in the optical axis P direction during initial flange back adjustment. On the other hand, in this embodiment, the flange back adjustment member (adjustment washers 500a, 500b, 500c) is provided, so that height adjustment by the shape of the thermal expansion members 261, 262, 263 is not required. Therefore, it is possible to obtain a constant amount of flange back correction for each imaging device. Furthermore, according to this embodiment, the thermal expansion members 261, 262, 263 can be installed near the imaging element 230, which is a heat source, so that the flange back correction effect can be obtained efficiently.

次に、図5を参照して、熱膨張部材261、262、263周辺の構成に関して詳細に説明する。図5(a)は、撮像素子ユニット200の前側ヨーク210を非表示とした正面図(マウント10a側から見た図)である。図5(b)は、図5(a)のA-A断面における熱膨張部材261周辺の断面図である。 Next, the configuration around the thermal expansion members 261, 262, and 263 will be described in detail with reference to FIG. 5. FIG. 5(a) is a front view (viewed from the mount 10a side) of the imaging element unit 200 with the front yoke 210 not shown. FIG. 5(b) is a cross-sectional view of the thermal expansion member 261 and its surroundings taken along the line A-A in FIG. 5(a).

以下、熱膨張部材261周辺のみに言及するが、他の熱膨張部材262、263周辺についても同様の構成をとるものとする。 In the following, only the area around the thermal expansion member 261 will be mentioned, but the areas around the other thermal expansion members 262 and 263 are also configured in a similar manner.

熱膨張部材261は、POM(ポリアセタール)による成形部品であり、線膨張係数は0.0001(mm/℃)の部材である。可動枠220はMg(マグネシウム)合金による成形部品であり、線膨張係数は0.000027(mm/℃)の部材である。このように、熱膨張部材261の線膨張係数は、可動枠220の線膨張係数より大きい。また、POMは摩擦係数が低い。このため、POMは、本実施形態のように可動枠220と熱膨張部材261の相対的な位置移動が必要な構成に於いて適した材料である。 The thermal expansion member 261 is a molded part made of POM (polyacetal) and has a linear expansion coefficient of 0.0001 (mm/°C). The movable frame 220 is a molded part made of Mg (magnesium) alloy and has a linear expansion coefficient of 0.000027 (mm/°C). Thus, the linear expansion coefficient of the thermal expansion member 261 is greater than that of the movable frame 220. In addition, POM has a low coefficient of friction. For this reason, POM is a suitable material for a configuration that requires relative positional movement between the movable frame 220 and the thermal expansion member 261, as in this embodiment.

熱膨張部材261は、可動枠220と当接する斜面である第一の面261aを有している。第一の面261aは、可動枠220に形成された孔部221の斜面221aと当接している。第一の面261aは、撮像素子230に対する撮像レンズからの光の投光方向に対して鋭角となるように形成されている。つまり、第一の面261aは、可動枠220の側に形成された、ベースプレート250から可動枠220に向かって先細るテーパ形状の面である。 The thermal expansion member 261 has a first surface 261a which is an inclined surface that abuts against the movable frame 220. The first surface 261a abuts against the inclined surface 221a of the hole 221 formed in the movable frame 220. The first surface 261a is formed so as to form an acute angle with respect to the projection direction of light from the imaging lens to the imaging element 230. In other words, the first surface 261a is a tapered surface formed on the movable frame 220 side, tapering from the base plate 250 toward the movable frame 220.

熱膨張部材261は、ベースプレート250側に、光軸Pと直交する面と平行な第二の面261bを有しており、第二の面261bは接触部材271と当接している。接触部材271は、SUSなどの表面硬度の高い金属部品で形成され、球体215aが転動するための平面性を確保している。接触部材271は、熱膨張部材261のみで平面性を確保できる場合は省くことができる。接触部材271は、球体215aと当接し、転動可能な水平面271aを有している。 The thermal expansion member 261 has a second surface 261b on the base plate 250 side that is parallel to a plane perpendicular to the optical axis P, and the second surface 261b abuts against the contact member 271. The contact member 271 is formed of a metal part with high surface hardness such as SUS, and ensures flatness for the ball 215a to roll on. The contact member 271 can be omitted if flatness can be ensured by the thermal expansion member 261 alone. The contact member 271 abuts against the ball 215a and has a horizontal surface 271a on which it can roll.

次に、球体215aの転動可能な範囲を規制する規制部の構成に関して説明する。従来の像ブレ補正機構として、規制部を可動枠220に設けた構成が知られている。しかしながら、本実施形態において、規制部を可動枠220に設けた場合、熱膨張部材261の外周面261cと可動枠220の内壁面221bとの嵌合長さが十分に確保できない。そのため、可動枠220の光軸Pと直交する面内における可動時に熱膨張部材261が光軸Pと直交する面に対して傾きやすくなり、像ブレ補正時の制御性を損なう懸念がある。あるいは、熱膨張部材261の光軸P方向の高さを増して可動枠220の内壁面221bとの嵌合長さを確保した場合、可動ユニット200aの光軸P方向の高さが増加し、撮像装置10のサイズが大きくなる恐れがある。 Next, the configuration of the regulating unit that regulates the range in which the sphere 215a can roll will be described. A configuration in which the regulating unit is provided on the movable frame 220 is known as a conventional image stabilization mechanism. However, in this embodiment, if the regulating unit is provided on the movable frame 220, the fitting length between the outer circumferential surface 261c of the thermal expansion member 261 and the inner wall surface 221b of the movable frame 220 cannot be sufficiently ensured. Therefore, when the thermal expansion member 261 moves in a plane perpendicular to the optical axis P of the movable frame 220, the thermal expansion member 261 is likely to tilt with respect to the plane perpendicular to the optical axis P, and there is a concern that controllability during image stabilization will be impaired. Alternatively, if the height of the thermal expansion member 261 in the optical axis P direction is increased to ensure the fitting length with the inner wall surface 221b of the movable frame 220, the height of the movable unit 200a in the optical axis P direction may increase, and the size of the imaging device 10 may become large.

そこで、本実施形態では、熱膨張部材261が、球体215aの転動可能な範囲を規制する光軸Pに平行な内壁面(第三の面)261dを有する。熱膨張部材261は、内壁面261dを囲うように外周面(第四の面)261cを有し、外周面261cには、可動枠220の孔部221の内壁面221bと嵌合する凸形状の突起部261eが形成されている。突起部261eは、可動枠220の孔部221の内壁面221bの端部に位置しており、R形状を有した凸部である。これにより、熱膨張部材261は、可動枠220の孔部221内で可動枠220と線接触して嵌合い、嵌合長さを確保することができる。これにより、熱膨張部材261内に設けられた接触部材271が傾くことを防ぐことができる。 In this embodiment, the thermal expansion member 261 has an inner wall surface (third surface) 261d parallel to the optical axis P that regulates the range in which the sphere 215a can roll. The thermal expansion member 261 has an outer peripheral surface (fourth surface) 261c that surrounds the inner wall surface 261d, and a convex protrusion 261e that fits into the inner wall surface 221b of the hole 221 of the movable frame 220 is formed on the outer peripheral surface 261c. The protrusion 261e is located at the end of the inner wall surface 221b of the hole 221 of the movable frame 220, and is a convex portion having an R shape. As a result, the thermal expansion member 261 fits into the movable frame 220 in the hole 221 of the movable frame 220 by line contact, and the fitting length can be secured. As a result, the contact member 271 provided in the thermal expansion member 261 can be prevented from tilting.

また、可動枠220の内壁面221bと熱膨張部材261の外周面261cによって囲われる空間221c(熱膨張部材261が配置される空間)には伝熱グリスが充填されていてもよい。これにより、撮像素子230で発生した熱の熱膨張部材261への伝熱性を向上させることができる。よって、撮像素子230の発熱に対する熱膨張部材261の変形量が増加するため、フランジバック変化の補正効果向上が期待できる。 The space 221c (space in which the thermal expansion member 261 is disposed) surrounded by the inner wall surface 221b of the movable frame 220 and the outer peripheral surface 261c of the thermal expansion member 261 may be filled with thermal transfer grease. This can improve the thermal transfer of heat generated by the imaging element 230 to the thermal expansion member 261. This increases the amount of deformation of the thermal expansion member 261 in response to heat generated by the imaging element 230, which is expected to improve the correction effect of flange back change.

次に、上記構成によるフランジバック補正の概略図を図7に示す。図7(a)-図7(c)は、熱膨張部材261の周辺の温度が常温時、高温時、低温時の熱膨張部材261周辺部の断面図を示している。図7(b)、図7(c)には、常温時の熱膨張部材261の形状を二点鎖線で示している。図7に示すように、高温時には、温度上昇差分と材料の線膨張係数に従い、熱膨張部材261は膨張する。熱膨張部材261は光軸P方向の高さが増加する方向に変形し、フランジバックが縮まる方向に可動枠220が移動する。一方、低温時には、熱膨張部材261は光軸P方向の高さが減少する方向に変形し、フランジバックが伸長する方向に可動枠220が移動する。すなわち、撮像素子230が発熱すると、撮像素子230の熱が撮像素子基板232、可動枠220を介して、熱膨張部材261へ伝わり、熱膨張部材261の形状が膨張する。これにより、フランジバックが縮まる方向に可動枠220の光軸P上の位置が移動する。このとき、ベース部材400は熱膨張により光軸P方向に伸長し、撮像素子ユニット200はフランジバックが延びる方向に移動している。よって、撮像素子230の発熱に伴うフランジバック変化を打ち消す補正が可能となる。 Next, a schematic diagram of flange back correction using the above configuration is shown in FIG. 7. FIG. 7(a)-FIG. 7(c) show cross-sectional views of the periphery of the thermal expansion member 261 when the temperature around the thermal expansion member 261 is normal, high, and low. In FIG. 7(b) and FIG. 7(c), the shape of the thermal expansion member 261 at normal temperature is shown by a two-dot chain line. As shown in FIG. 7, at high temperature, the thermal expansion member 261 expands according to the temperature rise difference and the linear expansion coefficient of the material. The thermal expansion member 261 deforms in a direction in which the height in the optical axis P direction increases, and the movable frame 220 moves in a direction in which the flange back shrinks. On the other hand, at low temperature, the thermal expansion member 261 deforms in a direction in which the height in the optical axis P direction decreases, and the movable frame 220 moves in a direction in which the flange back expands. That is, when the image sensor 230 generates heat, the heat of the image sensor 230 is transmitted to the thermal expansion member 261 via the image sensor board 232 and the movable frame 220, and the shape of the thermal expansion member 261 expands. As a result, the position of the movable frame 220 on the optical axis P moves in the direction in which the flange back shrinks. At this time, the base member 400 expands in the direction of the optical axis P due to thermal expansion, and the image sensor unit 200 moves in the direction in which the flange back extends. This makes it possible to make corrections to cancel out the change in flange back caused by heat generation by the image sensor 230.

次に図6を用いて、熱膨張部材261、262、263の最適形状の導出方法について説明する。本実施形態においては、可動枠220は、ベースプレート250に対して、熱膨張部材261、262、263、接触部材271、272、273及び球体215a、215b、215cを介して3点で支持され、保持されている(図3及び図4参照)。各支持部の光軸P方向の高さがばらつくと、可動枠220に保持された撮像素子230が光軸Pに対して傾く。その結果、片ボケ(画面周辺でピントが合わない)等の問題が発生する懸念がある。このため、上記3つの支持部の光軸P方向の位置ずれが発生しにくい構成とすることが望ましい。一方で、撮像素子230からの各支持部の距離を均一にできない場合や、撮像素子230内の温度の分布が一様でない場合には、熱膨張部材261、262、263へ伝わる熱量に差が生じる。熱膨張部材261、262、263の形状を3か所すべて同一形状とした場合、それぞれに伝わる熱量に応じた線膨張を行うため、撮像素子230が傾く懸念が生じる。 Next, a method for deriving the optimal shape of the thermal expansion members 261, 262, and 263 will be described with reference to FIG. 6. In this embodiment, the movable frame 220 is supported and held at three points on the base plate 250 via the thermal expansion members 261, 262, and 263, the contact members 271, 272, and 273, and the spheres 215a, 215b, and 215c (see FIGS. 3 and 4). If the heights of the support parts in the optical axis P direction vary, the image sensor 230 held by the movable frame 220 will tilt with respect to the optical axis P. As a result, there is a concern that problems such as one-sided blurring (out of focus at the periphery of the screen) may occur. For this reason, it is desirable to have a configuration in which the above three support parts are less likely to be misaligned in the optical axis P direction. On the other hand, if the distances of the support parts from the image sensor 230 cannot be made uniform, or if the temperature distribution within the image sensor 230 is not uniform, differences will occur in the amount of heat transferred to the thermal expansion members 261, 262, and 263. If the thermal expansion members 261, 262, and 263 were all made to have the same shape, they would each undergo linear expansion according to the amount of heat transmitted to them, which could cause the image sensor 230 to tilt.

この問題に対し、本実施形態では、以下の式によってそれぞれの支持部に応じた熱膨張部材の形状とすることで解決した。なお以降の説明では、熱膨張部材261を用いて説明するが、他の熱膨張部材262、263についても同様である。 In this embodiment, this problem is solved by using the following formula to determine the shape of the thermal expansion member according to each support part. Note that in the following explanation, the thermal expansion member 261 will be used, but the same applies to the other thermal expansion members 262 and 263.

L=(T1×Δt×C1)+(D1×Δt×(C1-C2)×tanθ)
ここで、Lは可動枠220の光軸Pに平行な方向への移動量である。T1は熱膨張部材261の底面の厚みである。D1は熱膨張部材261の第一の面261aの中央部の円の半径である。Δtは熱膨張部材261の温度変化である。θは熱膨張部材261の第一の面261aの傾斜角度である。C1は熱膨張部材261の線膨張係数(POM=0.0001(mm/℃))である。C2は可動枠220の線膨張係数(Mg=0.000027(mm/℃))である。
L = (T1 x Δt x C1) + (D1 x Δt x (C1-C2) x tan θ)
Here, L is the amount of movement of the movable frame 220 in a direction parallel to the optical axis P. T1 is the thickness of the bottom surface of the thermal expansion member 261. D1 is the radius of the circle at the center of the first surface 261a of the thermal expansion member 261. Δt is the temperature change of the thermal expansion member 261. θ is the inclination angle of the first surface 261a of the thermal expansion member 261. C1 is the linear expansion coefficient of the thermal expansion member 261 (POM = 0.0001 (mm/°C)). C2 is the linear expansion coefficient of the movable frame 220 (Mg = 0.000027 (mm/°C)).

熱膨張部材の形状に関して図6を参照して説明を行う。図6(a)は熱膨張部材の斜視図、図6(b)は熱膨張部材の正面視図である。図6(c)は、図6(b)のB-B断面における熱膨張部材の断面図である。 The shape of the thermal expansion member will be explained with reference to FIG. 6. FIG. 6(a) is a perspective view of the thermal expansion member, and FIG. 6(b) is a front view of the thermal expansion member. FIG. 6(c) is a cross-sectional view of the thermal expansion member taken along the line B-B of FIG. 6(b).

斜面である第一の面261aの傾斜角度をθ、第一の面261aの中央部の幅の半分をD1、熱膨張部材261の底面の厚みをT1とする。熱膨張部材261の変形による光軸P方向の可動枠220の移動量(フランジバック補正量)については、大きく2つの変形モードが寄与している。一つは上式の右辺第一項に示す部分である(T1×Δt×C1)であり、熱膨張部材261の底面の厚み、材料の線膨張係数、および温度変化によって算出される。もう一つは、上式の右辺第二項に示す部分である(D1×Δt×(C1-C2)×tanθ)である。これは、熱膨張部材261の光軸Pと直交する方向の変形(以後、幅方向の変形と記す)に対して、可動枠220と熱膨張部材261の線膨張差と温度変化による変形量を斜面の角度に応じて光軸Pに変換し算出される部分である。 The inclination angle of the first surface 261a, which is an inclined surface, is θ, half the width of the central part of the first surface 261a is D1, and the thickness of the bottom surface of the thermal expansion member 261 is T1. Two deformation modes mainly contribute to the movement amount of the movable frame 220 in the optical axis P direction due to the deformation of the thermal expansion member 261 (flange back correction amount). One is the part shown in the first term on the right side of the above equation (T1 x Δt x C1), which is calculated from the thickness of the bottom surface of the thermal expansion member 261, the linear expansion coefficient of the material, and the temperature change. The other is the part shown in the second term on the right side of the above equation (D1 x Δt x (C1-C2) x tan θ). This is the part calculated by converting the linear expansion difference between the movable frame 220 and the thermal expansion member 261 and the deformation amount due to temperature change into the optical axis P according to the angle of the inclined surface for the deformation of the thermal expansion member 261 in the direction perpendicular to the optical axis P (hereinafter referred to as deformation in the width direction).

例えば、傾斜角度θが0°の場合、つまり第一の面261aが平面261bと平行となった場合には、第一項のみが寄与する。この場合、一例として、温度差がΔt=55℃で20μ程度の温度補正効果を得ようとした場合、熱膨張部材261の底面の厚みT1は4mm必要となり、可動ユニット200aの光軸方向の高さが増加し、撮像装置10のサイズが大きくなる恐れがある。 For example, when the inclination angle θ is 0°, that is, when the first surface 261a is parallel to the plane 261b, only the first term contributes. In this case, as an example, if one wishes to obtain a temperature correction effect of about 20μ when the temperature difference is Δt = 55°C, the thickness T1 of the bottom surface of the thermal expansion member 261 needs to be 4 mm, which increases the height of the movable unit 200a in the optical axis direction and may increase the size of the imaging device 10.

一方で、熱膨張部材261の可動枠220との当接面を斜めに傾けることで、第二項の補正効果が加わり、熱膨張部材261の底面の厚みT1の増加を抑えることができる。具体的には、熱膨張部材261の第一の面261aの中央部の円の半径D1を2.45mmとし、温度差をΔt=55℃、傾斜角度θを60°とした場合、幅方向の変形による補正量は、約17μmとなる。底面部の厚みを1mm程度とすることで、厚みによる補正効果が約6μmとなり、合計で23μm程度の補正効果を光軸方向の厚みを増すことなく得ることができる。 On the other hand, by inclining the contact surface of the thermal expansion member 261 with the movable frame 220 at an angle, the correction effect of the second term is added, and the increase in the thickness T1 of the bottom surface of the thermal expansion member 261 can be suppressed. Specifically, if the radius D1 of the circle at the center of the first surface 261a of the thermal expansion member 261 is 2.45 mm, the temperature difference is Δt = 55°C, and the inclination angle θ is 60°, the correction amount due to deformation in the width direction is approximately 17 μm. By making the thickness of the bottom surface approximately 1 mm, the correction effect due to the thickness is approximately 6 μm, and a total correction effect of approximately 23 μm can be obtained without increasing the thickness in the optical axis direction.

また、熱膨張部材261の第一の面261aの中央部の円の半径D1を熱膨張部材261の底面の厚みT1より大きく設定する(D1>T1)。これにより、撮像素子ユニット200の光軸方向の厚み抑えることができ、結果として撮像装置10全体の厚みを薄くすることができる。 In addition, the radius D1 of the circle at the center of the first surface 261a of the thermal expansion member 261 is set to be larger than the thickness T1 of the bottom surface of the thermal expansion member 261 (D1>T1). This makes it possible to reduce the thickness of the image sensor unit 200 in the optical axis direction, and as a result, the overall thickness of the image capture device 10 can be reduced.

また上式を用いて、熱膨張部材261、262、263への熱の伝わり方に応じて、それぞれの傾斜角度θを調整することで、熱膨張部材261、262、263による可動枠220の光軸Pに平行な方向へのそれぞれの変位量Lを合わせることもできる。図10は、傾斜角度θを60°、45°、30°とした場合の温度変化55℃(23℃→78℃)での可動枠220の光軸Pに平行な方向への移動量Lの値をシミュレーションによって算出した結果である。 Furthermore, by using the above formula to adjust the inclination angle θ of each of the thermal expansion members 261, 262, and 263 depending on how heat is transferred to them, it is also possible to adjust the amount of displacement L of each of the thermal expansion members 261, 262, and 263 in a direction parallel to the optical axis P of the movable frame 220. Figure 10 shows the results of a simulation calculation of the value of the amount of movement L of the movable frame 220 in a direction parallel to the optical axis P at a temperature change of 55°C (23°C → 78°C) when the inclination angle θ is 60°, 45°, and 30°.

長時間の動画撮影による撮像素子230の発熱により、ベース部材400及び、撮像素子基板232、並びに可動枠220は、熱膨張により光軸P方向に伸長し、フランジバックが伸長する。これに対し、この伸長量に応じて傾斜角度θを適切に設定することで、フランジバック変化をキャンセルすることができる。 When the image sensor 230 heats up due to long-term video shooting, the base member 400, image sensor substrate 232, and movable frame 220 expand in the direction of the optical axis P due to thermal expansion, and the flange back expands. By appropriately setting the inclination angle θ according to the amount of expansion, the change in flange back can be canceled.

以上のような構成により、フランジバック補正量のばらつきを無くしつつ、撮影時の熱によるフランジバック変化を抑制することを可能にした撮像装置を提供することが可能となる。
(第2の実施形態)
熱膨張部材261の斜面である第一の面261aに凸形状の凸部261fを追加した第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同一の構成については、同じ記号を用い、重複する部分については、説明を省略する。
With the above-described configuration, it is possible to provide an imaging apparatus that can suppress changes in flange focal length caused by heat during shooting while eliminating variations in the amount of flange focal length correction.
Second Embodiment
A second embodiment will be described in which a convex portion 261f having a convex shape is added to a first surface 261a, which is an inclined surface of a thermal expansion member 261. Note that the same components as those in the first embodiment are designated by the same symbols, and descriptions of overlapping parts will be omitted.

図8(a)は、撮像素子ユニット200の前側ヨーク210を非表示とした正面図(マウント10a側から見た図)である。図8(b)は、図8(a)のA-A断面における熱膨張部材261周辺の断面図である。 Figure 8(a) is a front view (viewed from the mount 10a side) of the image sensor unit 200 with the front yoke 210 not shown. Figure 8(b) is a cross-sectional view of the thermal expansion member 261 and its surroundings at the A-A cross section in Figure 8(a).

熱膨張部材261は、可動枠220側に、斜面である第一の面261aを有している。第一の面261aは、撮像素子230に対する撮像レンズからの光の投光方向に対して鋭角となるように形成されている。つまり、第一の面261aは、可動枠220の側に形成された、ベースプレート250から可動枠220に向かって先細るテーパ形状の面である。 The thermal expansion member 261 has a first surface 261a, which is an inclined surface, on the movable frame 220 side. The first surface 261a is formed so as to form an acute angle with respect to the projection direction of light from the imaging lens to the imaging element 230. In other words, the first surface 261a is a tapered surface formed on the movable frame 220 side, tapering from the base plate 250 toward the movable frame 220.

さらに、第一の面261aの中央部には、凸形状の凸部261fが形成されており、凸部216fは可動枠220の孔部221の斜面221aと当接している。凸部261fは、R形状を有した凸部であり、孔部221の斜面221aと線接触する。これにより、孔部221の斜面221aの面精度が荒い場合や、熱膨張部材261の斜面261aの角度が加工上の公差でずれてしまった場合にも、これらの影響をより受けにくい構成となる。 Furthermore, a convex portion 261f having a convex shape is formed in the center of the first surface 261a, and the convex portion 261f abuts against the slope 221a of the hole 221 of the movable frame 220. The convex portion 261f is a convex portion having an R shape, and is in line contact with the slope 221a of the hole 221. This results in a configuration that is less susceptible to the effects of rough surface accuracy of the slope 221a of the hole 221 or deviations in the angle of the slope 261a of the thermal expansion member 261 due to processing tolerances.

また、第1の実施形態と同様、可動枠220の内壁面221bと熱膨張部材261の外周面261cによって囲われる空間221c(熱膨張部材261が配置される空間)には伝熱グリスが充填されていてもよい。本実施形態の構成では、該空間221cが拡大しているため、グリス充填により撮像素子230で発生した熱の熱膨張部材261への伝熱性向上の効果がより高い。よって、撮像素子230の発熱に対する熱膨張部材261の変形量が増加するため、フランジバック変化の補正効果向上が期待できる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態は、像ブレ補正機構の無い実施形態である。第1の実施形態および第2の実施形態と同一の構成部については、同じ記号を用い、重複する部分については、説明を省略する。
Also, similarly to the first embodiment, the space 221c (space in which the thermal expansion member 261 is disposed) surrounded by the inner wall surface 221b of the movable frame 220 and the outer peripheral surface 261c of the thermal expansion member 261 may be filled with thermal transfer grease. In the configuration of this embodiment, the space 221c is enlarged, and therefore, by filling the space with grease, the effect of improving the thermal transfer of heat generated in the imaging element 230 to the thermal expansion member 261 is more pronounced. Therefore, the amount of deformation of the thermal expansion member 261 in response to heat generated by the imaging element 230 increases, and an improvement in the correction effect of the flange back change can be expected.
Third Embodiment
The third embodiment is an embodiment without an image stabilization mechanism. The same components as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and descriptions of overlapping parts will be omitted.

図9(a)は、撮像素子ユニット200の前側ヨーク210を非表示とした正面図(マウント10a側から見た図)である。図9(b)は、図9(a)のA-A断面における熱膨張部材261周辺の断面図である。 Figure 9(a) is a front view (viewed from the mount 10a side) of the image sensor unit 200 with the front yoke 210 not shown. Figure 9(b) is a cross-sectional view of the thermal expansion member 261 and its surroundings at the A-A cross section in Figure 9(a).

熱膨張部材261は、可動枠220と当接する斜面である第一の面261aを有している。第一の面261aは、可動枠220に形成された孔部221の斜面221aと当接している。第一の面261aは、撮像素子230に対する撮像レンズからの光の投光方向に対して鋭角となるように形成されている。つまり、第一の面261aは、可動枠220の側に形成された、ベースプレート250から可動枠220に向かって先細るテーパ形状の面である。 The thermal expansion member 261 has a first surface 261a which is an inclined surface that abuts against the movable frame 220. The first surface 261a abuts against the inclined surface 221a of the hole 221 formed in the movable frame 220. The first surface 261a is formed so as to form an acute angle with respect to the projection direction of light from the imaging lens to the imaging element 230. In other words, the first surface 261a is a tapered surface formed on the movable frame 220 side, tapering from the base plate 250 toward the movable frame 220.

また、熱膨張部材261は、ベースプレート250側に、光軸Pと直交する面と平行な第二の面261gを有している。第二の面261gは、ベースプレート250と当接する当接面である。本実施形態は、第1の実施形態に対し、球体215aと接触部材271を配置するスペースが熱膨張部材261の成形材料で充填された構成となっている。これにより、像ブレ補正機構が無い構成に於いても熱膨張部材261によるフランジバック補正効果を奏する構成を提供することができる。 The thermal expansion member 261 also has a second surface 261g on the base plate 250 side that is parallel to a plane perpendicular to the optical axis P. The second surface 261g is an abutment surface that abuts against the base plate 250. In contrast to the first embodiment, this embodiment is configured such that the space in which the sphere 215a and the contact member 271 are disposed is filled with the molding material of the thermal expansion member 261. This makes it possible to provide a configuration that provides a flange back correction effect by the thermal expansion member 261 even in a configuration without an image blur correction mechanism.

また、熱膨張部材261の底面の厚みT1を像ブレ補正機構を有する構成よりも厚くでき、撮像素子230の発熱に対する熱膨張部材261の変形量が増加するため、フランジバック変化の補正効果向上が期待できる。 In addition, the thickness T1 of the bottom surface of the thermal expansion member 261 can be made thicker than in a configuration having an image stabilization mechanism, and the amount of deformation of the thermal expansion member 261 in response to heat generated by the imaging element 230 increases, which is expected to improve the correction effect of flange back changes.

上記各実施形態の開示は、以下の構成を含む。 The disclosure of each of the above embodiments includes the following configurations:

(構成1)
撮像光学系を保持可能なベース部材と、
前記ベース部材に固定された固定部材と、
撮像素子を保持し、前記固定部材に対して支持された保持部材と、
前記保持部材を前記固定部材に向かって付勢する付勢部材と、
前記撮像素子の撮像面の前記ベース部材に対する傾きを調整する調整部材と、
前記固定部材と前記保持部材との間に配置されるとともに前記保持部材に形成された孔部に配置され、前記保持部材よりも線膨張係数の大きい熱膨張部材と、を有し、
前記熱膨張部材は、
前記保持部材の側に形成されたテーパ形状の第一の面と、
前記固定部材の側に形成された、前記撮像光学系の光軸に直交する面と平行な第二の面とを含むことを特徴とする電子機器。
(構成2)
前記保持部材は、前記固定部材に対して前記光軸に直交する面内において変位可能に支持されていることを特徴とする構成1に記載の電子機器。
(構成3)
前記熱膨張部材の前記第二の面と当接する接触部材を更に有することを特徴とする構成1または2に記載の電子機器。
(構成4)
前記接触部材と前記固定部材との間に設けられ、前記接触部材と前記固定部材とに当接する転動部材を更に有することを特徴とする構成3に記載の電子機器。
(構成5)
前記第一の面は、前記固定部材から前記保持部材に向かって先細るテーパ形状の斜面であることを特徴とする構成1から4のいずれかに記載の電子機器。
(構成6)
前記熱膨張部材は、
前記転動部材の転動可能な範囲を規制する前記光軸に平行な第三の面と、
前記熱膨張部材の外周面であって、前記第三の面を囲う第四の面と、
前記第四の面において、前記孔部の内壁面と嵌合する突起部とを含むことを特徴とする構成4に記載の電子機器。
(構成7)
前記熱膨張部材の前記第一の面は、前記孔部の斜面に当接することを特徴とする構成1から6のいずれかに記載の電子機器。
(構成8)
前記熱膨張部材は、前記第一の面に形成された凸部を含むことを特徴とする構成1から6のいずれかに記載の電子機器。
(構成9)
前記凸部は、前記孔部の斜面と線接触することを特徴とする構成8に記載の電子機器。
(構成10)
前記保持部材の前記光軸に平行な方向への移動量をL、前記熱膨張部材の底面の厚みをT1、前記熱膨張部材の前記第一の面の中央部の円の半径をD1、前記熱膨張部材の温度変化をΔt、前記第一の面の傾斜角度をθ、前記熱膨張部材の線膨張係数をC1、前記保持部材の線膨張係数をC2とするとき、前記熱膨張部材は、
L=(T1×Δt×C1)+(D1×Δt×(C1-C2)×tanθ)
なる式を満足する形状を有することを特徴とする構成1から9のいずれかに記載の電子機器。
(構成11)
前記第一の面の中央部の円の半径をD1、前記熱膨張部材の底面の厚みをT1とするとき、
D1>T1
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から10のいずれかに記載の電子機器。
(構成12)
前記孔部の前記内壁面と前記熱膨張部材の前記第四の面とによって囲われる空間には、伝熱グリスが充填されていることを特徴とする構成6に記載の電子機器。
(構成13)
前記熱膨張部材は、POMにより成形されていることを特徴とする構成1から12のいずれかに記載の電子機器。
(Configuration 1)
A base member capable of holding an imaging optical system;
A fixing member fixed to the base member;
a holding member that holds an imaging element and is supported by the fixed member;
a biasing member that biases the holding member toward the fixing member;
an adjustment member for adjusting a tilt of an imaging surface of the imaging element with respect to the base member;
a thermal expansion member that is disposed between the fixing member and the holding member and in a hole formed in the holding member and has a linear expansion coefficient larger than that of the holding member;
The thermal expansion member is
A tapered first surface formed on the holding member side;
an imaging optical system including an imaging member that is disposed on the fixed member side and that is parallel to a surface perpendicular to an optical axis of the imaging optical system;
(Configuration 2)
2. The electronic device according to configuration 1, wherein the holding member is supported by the fixing member so as to be displaceable within a plane perpendicular to the optical axis.
(Configuration 3)
3. The electronic device according to configuration 1 or 2, further comprising a contact member that abuts against the second surface of the thermal expansion member.
(Configuration 4)
4. The electronic device according to configuration 3, further comprising a rolling member provided between the contact member and the fixed member and in contact with the contact member and the fixed member.
(Configuration 5)
5. The electronic device according to any one of configurations 1 to 4, wherein the first surface is a tapered inclined surface that tapers from the fixing member toward the holding member.
(Configuration 6)
The thermal expansion member is
a third surface parallel to the optical axis that limits a range in which the rolling member can roll;
a fourth surface that is an outer circumferential surface of the thermal expansion member and surrounds the third surface;
5. The electronic device according to configuration 4, further comprising a protrusion on the fourth surface that fits into an inner wall surface of the hole.
(Configuration 7)
7. The electronic device according to any one of configurations 1 to 6, wherein the first surface of the thermal expansion member abuts against an inclined surface of the hole.
(Configuration 8)
7. The electronic device according to any one of configurations 1 to 6, wherein the thermal expansion member includes a protrusion formed on the first surface.
(Configuration 9)
9. The electronic device according to configuration 8, wherein the protrusion is in line contact with the inclined surface of the hole.
(Configuration 10)
When the amount of movement of the holding member in a direction parallel to the optical axis is L, the thickness of the bottom surface of the thermal expansion member is T1, the radius of the circle at the center of the first surface of the thermal expansion member is D1, the temperature change of the thermal expansion member is Δt, the inclination angle of the first surface is θ, the linear expansion coefficient of the thermal expansion member is C1, and the linear expansion coefficient of the holding member is C2, the thermal expansion member is:
L = (T1 x Δt x C1) + (D1 x Δt x (C1-C2) x tan θ)
10. The electronic device according to any one of configurations 1 to 9, having a shape that satisfies the following formula:
(Configuration 11)
When the radius of the circle at the center of the first surface is D1 and the thickness of the bottom surface of the thermal expansion member is T1,
D1>T1
11. The electronic device according to any one of configurations 1 to 10, wherein the following conditional expression is satisfied:
(Configuration 12)
The electronic device described in configuration 6, characterized in that a space surrounded by the inner wall surface of the hole and the fourth surface of the thermal expansion member is filled with thermal conductive grease.
(Configuration 13)
13. The electronic device according to any one of configurations 1 to 12, wherein the thermal expansion member is molded from POM.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the present invention. Parts of the above-described embodiments may be combined as appropriate.

10 電子機器(撮像装置)
400 ベース部材
250 固定部材(ベースプレート)
220 保持部材(可動枠)
224,254 付勢部材
500 調整部材
261-263 熱膨張部材
10 Electronic device (imaging device)
400 Base member 250 Fixed member (base plate)
220 Holding member (movable frame)
224, 254 Pressing member 500 Adjustment member 261-263 Thermal expansion member

Claims (13)

撮像光学系を保持可能なベース部材と、
前記ベース部材に固定された固定部材と、
撮像素子を保持し、前記固定部材に対して支持された保持部材と、
前記保持部材を前記固定部材に向かって付勢する付勢部材と、
前記撮像素子の撮像面の前記ベース部材に対する傾きを調整する調整部材と、
前記固定部材と前記保持部材との間に配置されるとともに前記保持部材に形成された孔部に配置され、前記保持部材よりも線膨張係数の大きい熱膨張部材と、を有し、
前記熱膨張部材は、
前記保持部材の側に形成されたテーパ形状の第一の面と、
前記固定部材の側に形成された、前記撮像光学系の光軸に直交する面と平行な第二の面とを含むことを特徴とする電子機器。
A base member capable of holding an imaging optical system;
A fixing member fixed to the base member;
a holding member that holds an imaging element and is supported by the fixed member;
a biasing member that biases the holding member toward the fixing member;
an adjustment member for adjusting a tilt of an imaging surface of the imaging element with respect to the base member;
a thermal expansion member that is disposed between the fixing member and the holding member and in a hole formed in the holding member and has a linear expansion coefficient larger than that of the holding member;
The thermal expansion member is
A tapered first surface formed on the holding member side;
an optical axis of the imaging optical system and a second surface formed on the fixed member and parallel to the surface perpendicular to the optical axis of the imaging optical system;
前記保持部材は、前記固定部材に対して前記光軸に直交する面内において変位可能に支持されていることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1, characterized in that the holding member is supported so as to be displaceable relative to the fixed member in a plane perpendicular to the optical axis. 前記熱膨張部材の前記第二の面と当接する接触部材を更に有することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1, further comprising a contact member that contacts the second surface of the thermal expansion member. 前記接触部材と前記固定部材との間に設けられ、前記接触部材と前記固定部材とに当接する転動部材を更に有することを特徴とする請求項3に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 3, further comprising a rolling member provided between the contact member and the fixed member and abutting against the contact member and the fixed member. 前記第一の面は、前記固定部材から前記保持部材に向かって先細るテーパ形状の斜面であることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1, characterized in that the first surface is a tapered slope that tapers from the fixing member toward the holding member. 前記熱膨張部材は、
前記転動部材の転動可能な範囲を規制する前記光軸に平行な第三の面と、
前記熱膨張部材の外周面であって、前記第三の面を囲う第四の面と、
前記第四の面において、前記孔部の内壁面と嵌合する突起部とを含むことを特徴とする請求項4に記載の電子機器。
The thermal expansion member is
a third surface parallel to the optical axis for restricting a range in which the rolling member can roll;
a fourth surface that is an outer circumferential surface of the thermal expansion member and surrounds the third surface;
The electronic device according to claim 4 , further comprising a protrusion on the fourth surface that fits into an inner wall surface of the hole.
前記熱膨張部材の前記第一の面は、前記孔部の斜面に当接することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1, characterized in that the first surface of the thermal expansion member abuts against the inclined surface of the hole. 前記熱膨張部材は、前記第一の面に形成された凸部を含むことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1, characterized in that the thermal expansion member includes a protrusion formed on the first surface. 前記凸部は、前記孔部の斜面と線接触することを特徴とする請求項8に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 8, characterized in that the protrusion makes line contact with the inclined surface of the hole. 前記保持部材の前記光軸に平行な方向への移動量をL、前記熱膨張部材の底面の厚みをT1、前記熱膨張部材の前記第一の面の中央部の円の半径をD1、前記熱膨張部材の温度変化をΔt、前記第一の面の傾斜角度をθ、前記熱膨張部材の線膨張係数をC1、前記保持部材の線膨張係数をC2とするとき、前記熱膨張部材は、
L=(T1×Δt×C1)+(D1×Δt×(C1-C2)×tanθ)
なる式を満足する形状を有することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
When the amount of movement of the holding member in a direction parallel to the optical axis is L, the thickness of the bottom surface of the thermal expansion member is T1, the radius of the circle at the center of the first surface of the thermal expansion member is D1, the temperature change of the thermal expansion member is Δt, the inclination angle of the first surface is θ, the linear expansion coefficient of the thermal expansion member is C1, and the linear expansion coefficient of the holding member is C2, the thermal expansion member is:
L = (T1 x Δt x C1) + (D1 x Δt x (C1-C2) x tan θ)
2. The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device has a shape that satisfies the following formula:
前記第一の面の中央部の円の半径をD1、前記熱膨張部材の底面の厚みをT1とするとき、
D1>T1
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
When the radius of the circle at the center of the first surface is D1 and the thickness of the bottom surface of the thermal expansion member is T1,
D1>T1
2. The electronic device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied:
前記孔部の前記内壁面と前記熱膨張部材の前記第四の面とによって囲われる空間には、伝熱グリスが充填されていることを特徴とする請求項6に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 6, characterized in that the space surrounded by the inner wall surface of the hole and the fourth surface of the thermal expansion member is filled with thermal transfer grease. 前記熱膨張部材は、POMにより成形されていることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1, characterized in that the thermal expansion member is molded from POM.
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