JP7146564B2

JP7146564B2 - 撮像装置

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Publication number: JP7146564B2
Application number: JP2018197268A
Authority: JP
Inventors: 俊一馬渕
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: JP2020064234A

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に像振れ補正機構および放熱機構を有する撮像装置に関するものである。

従来、撮影レンズからの撮影光束をＣＭＯＳなどの撮像素子で受光し、撮影画像を得るカメラがある。このようなカメラにおいて、カメラの保持状態によって生じる手振れなどに起因するカメラ振れによる像振れが発生することがある。そこで、撮像素子を支持する構成ユニットを、カメラ振れの量に応じて移動させることによって像振れを防止する像振れ補正機構を有するカメラがある。

また、撮像素子の発熱により発生する暗電流が、いわゆる熱ノイズの原因となり、撮影画像の画質が低下することがある。そこで、撮像素子の熱を放熱する放熱機構を有するカメラがある。

特許文献１は、撮像素子を保持する保持部材を光軸に直交する方向へ移動させる駆動手段により、画像の像ブレを除去する補正を行う像ブレ補正手段を有する撮像装置を開示しており、駆動手段により、保持部材を放熱部材に接触させる制御手段を有している。

特開２０１１－７７９０１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、撮像素子の放熱は単一方向のパスから行われているため、撮像素子の熱分布に偏りが発生していると想定される。一般に、撮像素子は電気特性の温度依存性を持っており、この熱分布の偏りは、撮影画像の画質の対称性及び均一性を損ねてしまう。

そこで、本発明の目的は、撮影画像の画質の対称性および均一性を向上可能な撮像素子駆動手段を有する撮像装置を提供することである。

本発明の一側面としての撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子を移動させることで、前記被写体像の像ブレを除去する像ブレ補正を行う像ブレ補正機構を備える撮像装置であって、前記撮像装置の本体に形成された矩形の開口部に隙間をもって配置され、前記撮像素子を保持する、矩形の保持手段と、前記像ブレ補正を行える第１の位置と前記像ブレ補正を行えない第２の位置との間で前記保持手段を移動させる駆動手段と、前記開口部の対向する２辺に設けられる第１及び第２の伝熱部材と、を有し、前記駆動手段は、前記第２の位置において前記保持手段を前記第１及び第２の伝熱部材に当接させることを特徴とする。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、撮影画像の画質の対称性および均一性を向上可能な撮像素子駆動手段を有する撮像装置を提供することができる。

本発明に係るカメラの機能構成を示すブロック図本発明に係るカメラの外観斜視図。（ａ）は前面側から見た図。（ｂ）は背面側から見た図。本発明に係る撮像ユニットの分解斜視図従来のカメラの放熱機構本発明に係る実施例１に記載のカメラの放熱機構。（ａ）は撮影状態、（ｂ）は放熱状態。本発明に係る実施例２に記載のカメラの放熱機構。（ａ）は撮影状態、（ｂ）は放熱状態。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

まず、図１と図２を参照してカメラの構成を説明する。図１は、本発明に係るカメラの機能構成を示すブロック図である。図２は、本発明に係るカメラの外観斜視図であり、図２（ａ）は、カメラを前面側から見た図で、撮影レンズを外した状態を示す。また、図２（ｂ）は、カメラを背面側から見た図である。

図１および図２において、１０は本発明の撮像装置としてのカメラ、３０は撮影レンズである。撮影レンズ３０は、カメラ１０前面のマウント開口部７５に対し、レンズ着脱ボタン７６の押下操作により、着脱可能になっている。カメラ１０と撮影レンズ３０はカメラ側通信Ｉ／Ｆ１７とレンズ側通信Ｉ／Ｆ３６で電気的に接続され、各種信号を通信することができる。また、カメラ１０から撮影レンズ３０への電源供給も行われる。カメラ１０のレンズ検知スイッチ１８は、カメラ１０と撮影レンズ３０が、カメラ側通信Ｉ／Ｆ１７とレンズ側通信Ｉ／Ｆ３６を介して通信可能か否かの判別を行う。また、レンズ検知スイッチ１８は、カメラ１０に装着された撮影レンズ３０の種類を識別することができる。３１ａ、３１ｂはフォーカスレンズやズームレンズ等の複数のレンズによって構成されるレンズである。３２は開口量を調節するための絞り、３３はレンズ３１ａ、３１ｂを駆動し、ピント合わせやズーム駆動をするためのレンズ駆動機構、３４は絞り３２を駆動し、絞り値を制御するための絞り駆動機構、３５は撮影レンズ３０の信号処理を行うレンズＣＰＵである。カメラ１０は、ユーザーがカメラ１０を保持するためのグリップ部８０を有する。

１１ａは撮影レンズ３０からの撮影光束（図１の１点鎖線）を後述するペンタプリズム２６に反射するとともに、撮影光束の一部をＡＦ（オートフォーカス）のために透過させるハーフミラーからなる主ミラーで、回動可能に配置されている。１１ｂは主ミラー１１ａとともに回動可能なサブミラーであり、主ミラー１１ａを透過した撮影光束を反射して、自動焦点調節を行うＡＦセンサ２５へ導く。以下、主ミラー１１ａ、サブミラー１１ｂを特に区別する必要がない場合は、単にミラー１１という。１４はミラー１１を駆動させるミラー駆動回路で、ミラーモータ（不図示）への通電制御により、ミラー１１を撮像光路上（図１の実線の位置）、および撮像光路から上方に退避した位置（図１の２点鎖線の位置）に回動および保持可能に構成されている。１２はフォーカルプレーンシャッタからなるシャッタで、撮像素子４３０を露出および遮蔽することにより撮影光束の入射制御を行う。４３０は撮影レンズ３０からの撮影光束を取り込み光電変換するＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサからなる撮像素子で、電子シャッタ機能を有する。また、本発明の撮像素子４３０は、有効画素サイズが約３６ｍｍ×２４ｍｍのいわゆるフルサイズセンサを採用している。さらに、本発明のカメラ１０は、撮影時にアスペクト比に応じて、撮像素子４３０から必要なデータのみを読み出す、いわゆるクロップ撮影機能を有している。

１５はシャッタ１２のシャッタ幕（不図示）を開閉動作させるシャッタ駆動回路であり、撮像素子４３０を露出させる開状態、および遮蔽する閉状態にシャッタ幕（不図示）を移行および保持可能に構成されている。

４１０は撮像素子４３０の前面に配置され、水晶などの材料からなる矩形状の光学ローパスフィルタである。４１５は光学ローパスフィルタ４１０の表面に接着保持され、電圧を印加することで、光学ローパスフィルタ４１０をＺ軸方向（カメラ１０の光軸方向）に波状に振動させる圧電素子である。６０は圧電素子４１５への通電制御を行う圧電素子駆動回路である。圧電素子４１５と圧電素子駆動回路６０は、不図示の圧電素子用フレキシブル基板を介し、電気的に接続している。圧電素子４１５は圧電素子駆動回路６０により通電制御され、複数の次数の異なる振動モードで光学ローパスフィルタ４１０をＺ軸方向（カメラ１０の光軸方向）に波状に振動させるように構成されている。これにより光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃が除去可能な構成となっている。ここで、圧電素子４１５によって、光学ローパスフィルタ４１０を振動させて、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃を除去する構成についての詳細は、公知の技術であるため省略する。

５０は手振れなどによるカメラ１０の振れ量を検出する振れ検出センサである。振れ検出センサ５０は、角速度センサからなり、カメラ１０の移動量を表す角速度を周期的に検出し、電気信号に変換して出力する構成である。

４６０は撮像素子４３０をカメラ１０の光軸と直交する平面上で、図２のＸ方向、図２のＹ方向、図２のＺ軸周りの回転方向に駆動するための駆動コイルである。４７０は前記駆動コイル４６０とともに、撮像素子４３０をカメラ１０の光軸と直交する平面上で、図２のＸ方向、図２のＹ方向、図２のＺ軸周りの回転方向に駆動するための永久磁石である。７０は駆動コイル４６０の通電制御を行う撮像ユニット駆動回路である。駆動コイル４６０、永久磁石４７０および撮像ユニット駆動回路７０は駆動手段に相当する。駆動コイル４６０と撮像ユニット駆動回路７０は、不図示の駆動コイル用フレキシブル基板を介し、電気的に接続している。４８０は撮像素子４３０の位置情報を検出するホール素子などからなる位置検出センサである。位置検出センサ４８０は、不図示の位置検出センサ用フレキシブル基板を介し、後述のＣＰＵ２０と電気的に接続される。そして、位置検出センサ４８０は、周期的に撮像素子４３０の位置情報を検出し、後述のＣＰＵ２０に送信する。

以下、撮像素子４３０、光学ローパスフィルタ４１０、圧電素子４１５、駆動コイル４６０、位置検出センサ４８０を含む構成ユニットを撮像ユニット４００という。撮像ユニット４００の構成については、詳細を後述する。

振れ検出センサ５０の検出結果に応じて、カメラ１０の振れを打ち消す方向に撮像ユニット４００を駆動することで、像振れが補正可能な構成となっている。

前記のとおり、撮像ユニット４００は、除塵機構および像振れ補正機構を有する。

１９はカメラ１０の設定や撮影動作を行うための複数のボタンやダイヤルからなる操作部材である。具体的には、操作部材１９はカメラ１０の電源をｏｎとｏｆｆに切り替える電源スイッチ８１、撮影動作を行うシャッタボタン８２、撮影モードを切り替えるモードダイヤル８３を含む。さらに、カメラ設定を変更する設定モードに移行する設定ボタン８４、種々の設定を選択する選択ダイヤル８５、種々の設定を決定する選択ボタン８６、を含む。

２０はカメラ１０の信号処理を行うカメラＣＰＵであり、本発明の除塵機構を構成する圧電素子駆動回路６０の駆動制御や、像振れ補正機構を構成する撮像ユニット駆動回路７０の駆動制御を行う。以下、カメラＣＰＵ２０を単にＣＰＵ２０とする。２１はカメラ１０の背面に設けられ、カメラ１０の設定表示や状態表示やライブビュー表示や撮影画像表示を行う、液晶表示パネルなどからなる背面モニタである。２２はカメラ１０の内部温度を検出する温度検出部である。温度検出部２２は、サーミスタなどの電子回路からなり、温度変化に伴う抵抗値の変化を電気信号として出力する構成である。温度検出部２２はカメラ１０の内部温度として、撮像素子４３０、シャッタ１２、ＡＦセンサ２５の温度を検出できる構成である。

２３はカメラ１０の姿勢（正位置、縦位置）の検出や電子水準器の機能を構成するための姿勢検出センサである。姿勢検出センサ２３は複数の検出軸を有する加速度センサなどからなり、カメラ１０の動きによって生じる姿勢検出センサ２３の加速度を電気信号に変換して出力する構成である。２４はカメラ１０に着脱可能な半導体メモリーカードなどからなる、撮影画像を記録する外部メモリである。

２６は主ミラー１１ａによって反射された撮影光束を後述するＡＥセンサ２７および後述するファインダ２８に導く、ガラスなどからなるペンタプリズムである。２７は自動露出制御を行うＡＥセンサである。２８はペンタプリズム２６から導かれた撮影光束を観察するためのファインダである。２９はＣＰＵ２０からの信号を受けて、カメラ１０の設定表示や状態表示を行う、液晶表示パネルなどからなるファインダ内表示器である。

つぎに、図３を参照して撮像ユニット４００の構成を説明する。

図３は、本発明に係る撮像ユニットの分解斜視図である。撮像ユニット４００は、Ｘ方向（カメラ１０の光軸に対して直交横方向）、Ｙ方向（カメラ１０の光軸に対して直交縦方向）、Ｚ軸周り（カメラ１０の光軸周り）の回転方向の像振れを低減するために、撮像素子４３０を各々の方向に移動させることが可能である。

４１０は光学ローパスフィルタであり、水晶からなる１枚の複屈折板で矩形状に形成され、撮像素子４３０の被写体側に配置されている。また、光学ローパスフィルタ４１０の表面には、赤外カットや反射防止などの光学的なコーティングが施されている。４１５は圧電素子であり、矩形状の単板で形成され、光学ローパスフィルタ４１０上において４辺のうち１辺に近接して接着保持される。そして、圧電素子４１５は、図１の圧電素子駆動回路６０の通電制御により、次数の異なる複数の振動モードで光学ローパスフィルタ４１０をＺ軸方向（カメラ１０の光軸方向）に波状に振動させるように構成する。ここで、本実施例では、圧電素子４１５を光学ローパスフィルタ４１０上において４辺のうち１辺に近接して接着保持される構成としたが、光学ローパスフィルタ４１０上の４辺のうち対向する２辺に近接して接着保持される構成としても良い。

４２０はシフトホルダー（保持手段）であり、光学ローパスフィルタ４１０および撮像素子４３０を保持し、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ軸周りの回転方向に移動可能である。４３０は撮像素子であり、シフトホルダー４２０に不図示の締結部材もしくは粘着部材により固定される。４４０は撮像ユニット４００のベース部材の一部をなすシフトベースであり、撮像素子４３０の撮影者側に配置されている。４５０は正面視略Ｌ字形をなすフロントベースであり、シフトホルダー４２０を挟んでシフトベース４４０とは反対側に配置されている。シフトベース４４０、フロントベース４５０は鉄等の軟磁性体からなるものである。フロントベース４５０は、その一部がシフトベース４４０に結合され、シフトベース４４０と一体化されている。すなわち、シフトベース４４０とフロントベース４５０とによって撮像ユニット４００のベース部材が構成されている。そして、シフトベース４４０は不図示のカメラ１０の本体に締結固定される。

４６０ａはＸ方向駆動コイルであり、４６０ｂおよび４６０ｃはＹ方向駆動コイルであり、不図示の駆動コイル用フレキシブル基板等に半田付けされ、シフトホルダー４２０に接着固定されている。図３に示すように、駆動コイル４６０ａは、撮像素子４３０の右側（＋Ｘ側）に、カメラ１０の光軸を含むＸ方向平面上（図中のＸＺ平面上）にコイル中心が合致するように配置されている。一方、図３に示すように、駆動コイル４６０ｂおよび４６０ｃは、撮像素子４３０の下側（－Ｙ側）に、カメラ１０の光軸を含むＹ方向平面（図中のＹＺ平面）に対して所定間隔で対称に配置されている。

４７０ａはＸ方向永久磁石であり、４７０ｂおよび４７０ｃはＹ方向永久磁石であり、シフトベース４４０のフロントベース４５０に対向する面に接着固定されている。Ｘ方向永久磁石４７０ａは、そのＮ極とＳ極がＸ方向に並んでおり、Ｙ方向永久磁石４７０ｂおよび４７０ｃは、そのＮ極とＳ極がＹ方向に並んでいる。また、永久磁石４７０ａ、４７０ｂ、４７０ｃは、駆動コイル４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃに各々対向して配置されている。具体的には、Ｘ方向駆動コイル４６０ａは常にＸ方向永久磁石４７０ａの磁界内に位置しており、駆動コイル４６０ａの右辺は常に永久磁石４７０ａのＮ極とＺ方向に重合し、駆動コイル４６０ａの左辺は常に永久磁石４７０ａのＳ極とＺ方向に重合する。一方、Ｙ方向駆動コイル４６０ｂは常にＹ方向永久磁石４７０ｂの磁界内に位置しており、駆動コイル４６０ｂの上辺は常に永久磁石４７０ｂのＮ極とＺ方向に重合し、駆動コイル４６０ｂの下辺は常に永久磁石４７０ｂのＳ極とＺ方向に重合する。同じくＹ方向駆動コイル４６０ｃは常にＹ方向永久磁石４７０ｃの磁界内に位置しており、駆動コイル４６０ｃの上辺は常に永久磁石４７０ｃのＮ極とＺ方向に重合し、駆動コイル４６０ｃの下辺は常に永久磁石４７０ｃのＳ極とＺ方向に重合する。

図１の撮像ユニット駆動回路７０により、Ｘ方向駆動コイル４６０ａへの通電が行われると、駆動コイル４６０ａが発生する磁束とＸ方向永久磁石４７０ａによる磁束とが磁気的に干渉してローレンツ力が発生する。そして、シフトホルダー４２０は、このローレンツ力を推力（駆動力）としてシフトベース４４０に対してＸ方向に直線的に移動しようとする。具体的には、Ｘ方向駆動コイル４６０ａに正面視右回りの方向に電流が流れると、駆動コイル４６０ａの右辺、左辺ともに－Ｘ方向（正面視で左方向）の力が生じる。逆に、Ｘ方向駆動コイル４６０ａに正面視左回りの方向に電流が流れると、駆動コイル４６０ａの右辺、左辺ともに＋Ｘ方向（正面視で右方向）の力が生じる。つまり、撮像ユニット駆動回路７０によりＸ方向駆動コイル４６０ａへ流す電流の向きを調整することで、Ｘ方向（正面視で左右方向）に直線移動させることができる。また、ローレンツ力は流れる電流の大きさに略比例するので、Ｘ方向駆動コイル４６０ａへ流す電流を大きくすれば、Ｘ方向の推力は大きくなる。よって、撮像ユニット駆動回路７０によりＸ方向駆動コイル４６０ａへ流す電流の大きさを調整することで、Ｘ方向手振れによる像振れの速度に応じた速度でシフトホルダー４２０をＸ方向に移動させることができる。

一方、図１の撮像ユニット駆動回路７０により、Ｙ方向駆動コイル４６０ｂおよび４６０ｃへの通電が行われると、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃが発生する磁束とＹ方向永久磁石４７０ｂ、４７０ｃによる磁束とが、各々磁気的に干渉してローレンツ力が発生する。そして、シフトホルダー４２０は、このローレンツ力を推力（駆動力）としてシフトベース４４０に対してＹ方向に直線的に移動しようとする。具体的には、Ｙ方向駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃに正面視右回りの方向に電流が流れると、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃの上辺、下辺ともに－Ｙ方向（正面視で下方向）の力が生じる。逆に、Ｙ方向駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃに正面視左回りの方向に電流が流れると、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃの上辺、下辺ともに＋Ｙ方向（正面視で上方向）の力が生じる。つまり、撮像ユニット駆動回路７０によりＹ方向駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃへ流す電流の大きさを同じにして、電流の向きを調整することで、Ｙ方向（正面視で上下方向）に直線移動させることができる。また、ローレンツ力は流れる電流の大きさに略比例するので、Ｙ方向駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃへ流す電流を大きくすれば、Ｙ方向の推力は大きくなる。よって、撮像ユニット駆動回路７０によりＹ方向駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃへ流す電流の大きさを調整することで、Ｙ方向手振れによる像振れの速度に応じた速度でシフトホルダー４２０をＹ方向に移動させることができる。さらに、Ｙ方向駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃへ流す電流の大きさを個別に調整すると、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃに発生するＹ方向の推力は各々異なる。これにより、シフトホルダー４２０をシフトベース４４０に対して相対回転させることができる。

位置検出センサ４８０ａは、Ｘ方向駆動コイル４６０ａのＸ方向の変位を検出するホール素子であり、Ｘ方向駆動コイル４６０ａの近傍に位置し、Ｘ方向永久磁石４７０ａの着磁境界に対向する位置に配置される。位置検出センサ４８０ａは、不図示の位置検出センサ用フレキシブル基板等に半田付けされ、シフトホルダー４２０に接着固定されている。ホール素子からなる位置検出センサ４８０ａはＸ方向永久磁石４７０ａから発生する磁束の変化に応じた電気信号を出力し、Ｘ方向駆動コイル４６０ａのＸ方向の変位を検出する。

一方、位置検出センサ４８０ｂおよび４８０ｃは、Ｙ方向駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃのＹ方向の変位を検出するホール素子である。そして、各々Ｙ方向駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃの近傍に位置し、各々Ｙ方向永久磁石４７０ｂ、４７０ｃの着磁境界に対向する位置に配置される。位置検出センサ４８０ｂ、４８０ｃは、不図示の位置検出センサ用フレキシブル基板等に半田付けされ、シフトホルダー４２０に接着固定されている。ホール素子からなる位置検出センサ４８０ｂ、４８０ｃは各々Ｙ方向永久磁石４７０ｂ、４７０ｃから発生する磁束の変化に応じた電気信号を出力し、Ｙ方向駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃのＹ方向の変位を検出する。なお、図３に示すように、位置検出センサ４８０ｂをＹ方向駆動コイル４６０ｂの左側（－Ｘ側）に配置し、位置検出センサ４８０ｃをＹ方向駆動コイル４６０ｃの右側（＋Ｘ側）に配置している。このように配置すると、位置検出センサ４８０ｂおよび４８０ｃを、Ｙ方向駆動コイル４６０ｂと４６０ｃとの間に配置する場合と比べて、位置検出センサ４８０ｂと４８０ｃの間隔を長くすることができる。こうすることで、シフトホルダー４２０が回転した場合に、位置検出センサ４８０ｂと４８０ｃの検出値の差が大きくなり、回転量をより正確に検出することができ、手振れによる回転方向の像振れ低減をより正確に行うことができる。

ここで、撮像素子４３０、シフトホルダー４２０、光学ローパスフィルタ４１０、圧電素子４１５、駆動コイル４６０（４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃ）、位置検出センサ４８０（４８０ａ、４８０ｂ、４８０ｃ）は一体的に移動する可動ユニット５００を構成する。

４９０はシフトホルダー４２０とシフトベース４４０との間に挟み込まれて保持された複数（３つ）のボールである。各ボール４９０は、シフトホルダー４２０とシフトベース４４０に形成された不図示の保持部（当接部）に当接し、シフトホルダー４２０のシフトベース４４０に対する移動にともなって転動可能である。この保持部のボール４９０と当接する面は、シフトホルダー４２０の移動面に平行な平面により形成されている。これにより、シフトホルダー４２０の移動面に平行な全方向（Ｘ方向およびＹ方向への直進移動、Ｚ軸周りの回転方向を含む）への転動が許容される。また、３つのボール４９０の外径は互いに同じである。これにより、シフトホルダー４２０をカメラ１０のＺ軸に対して倒すことなく保持および移動させることが可能となる。また、シフトホルダー４２０は磁気吸引等の手法によりシフトベース４４０に向かって付勢される。これにより、シフトホルダー４２０とシフトベース４４０との間でボール４９０を加圧状態で挟持することができる。

なお、各ボール４９０は、その近くに配置される永久磁石４７０ａ、４７０ｂ、４７０ｃに吸着されないように、ＳＵＳ３０４やセラミック等の材料により形成されている。また、各ボール４９０と保持部との間には、シフトホルダー４２０とシフトベース４４０との間の挟持力が弱まったり、あるいはなくなったりしてもボール４９０が容易に保持部から脱落しないように、適切な粘度を有する潤滑油が塗布されている。これにより、撮像ユニット４００に加わった振動や衝撃によって大きな慣性力がシフトホルダー４２０に作用して、ボールの挟持力が弱まったり、あるいはなくなったりしても、ボール４９０の脱落やずれを防止できる。

次に本発明の実施形態における撮像ユニット４００の像振れ低減の動作について図１から図３を用いて説明する。ユーザーの手振れなどによりカメラ１０が揺れると、カメラ１０の光軸に対する角度振れおよび回転振れが生じ、画像に揺れが生じてしまう。像振れ低減の動作は、この画像の揺れ方向とは逆方向に撮像素子４３０を移動させ、画像の揺れを打ち消すように行われる。

カメラ１０にＸ方向、Ｙ方向、およびＺ軸に対して回転方向に手振れが生じたときに、各方向の振れ検出センサ５０の出力が積分され、各方向の角度振れ量が算出され、ＣＰＵ２０に送信される。ＣＰＵ２０は、振れ検出センサ５０からの角度振れ量に基づいて、像振れを低減するために必要な撮像素子４３０のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ軸周りの回転方向での目標シフト位置を算出する。そして、これら目標シフト位置に撮像素子４３０を移動させるための制御信号を撮像ユニット駆動回路７０に出力する。この制御信号に応じて撮像ユニット駆動回路７０は、Ｘ方向駆動コイル４６０ａおよびＹ方向駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃに対して通電制御を行い、撮像素子４３０を目標シフト位置へ移動させる。

撮像素子４３０の実際の位置情報は、位置検出センサ４８０により検出され、撮像素子４３０のＸ方向変位、Ｙ方向変位、Ｚ軸周りの回転変位は、ＣＰＵ２０へ送信される。ＣＰＵ２０は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ軸周りの回転方向での目標シフト位置と、位置検出センサ４８０によって得られた撮像素子４３０の実際の位置とを比較し、これらの差がゼロに近づくように制御信号を撮像ユニット駆動回路７０に出力する。このフィードバック制御を行うことにより、撮像素子４３０が目標シフト位置に向かって移動し、像振れが低減される。なお、Ｚ軸周りの回転方向の像振れ低減の動作は公知の技術を用いればよい。本実施例ではＹ方向角度振れ量と回転方向角度振れ量の一方を加算、他方を減算処理する。そして、一方は位置検出センサ４８０ｂとの誤差量がゼロになるように駆動コイル４６０ｂを制御し、他方は位置検出センサ４８０ｃとの誤差量がゼロになるように駆動コイル４６０ｃを制御している。

次に、従来の撮像素子４３０の放熱機構を図４に示す模式図を用いて説明する。

撮影動作によって撮像素子４３０が発熱することで暗電流が発生し、いわゆる熱ノイズの原因となり、撮影画像の画質が低下することがある。よって撮像素子４３０が発した熱を別部材に伝達することが望ましいが、上記のように撮像素子４３０を移動させる機構を有している場合は、常時、別部材に熱を伝達することができない。従って以下のような放熱機構を有している。

図４において、１００は樹脂などの材料からなるカメラ１０の本体である。本体１００は、一部にアルミニウムなどの金属をインサートし、樹脂と金属が一体的に形成されている。本体１００の略中央には、シフトホルダー４２０の外形から所定の隙間を設けた位置に略矩形の開口部１１０が設けられている。開口部１１０の、シフトホルダー４２０の外形の１辺と対応する辺に、弾性を有する材料からなる第１の伝熱部材１５０を設け、粘着テープ（不図示）などで貼り付け保持されている。

駆動コイル４６０への通電により、シフトホルダー４２０を第１の伝熱部材１５０または第２の伝熱部材１６０の方向へ移動し、当接させることで撮像素子４３０の熱を本体１００に放熱することが可能な構成となっている。

シフトホルダー４２０が像振れ低減の動作で移動する範囲内で、シフトホルダー４２０と第１の伝熱部材１５０および第２の伝熱部材１６０が干渉しないように、所定の隙間を設ける。これにより、像振れ低減の動作を阻害することなく、放熱が可能である。

従って上記の動作は、像振れ低減の動作が不要な非撮影時に実施し、ユーザーが撮影動作を行っている際には、上記の放熱は実施しない。放熱の実施、非実施を確定させる条件は温度検出部（温度検出手段）２２にて検出される温度としても良い。

一般的に撮像素子４３０の電気特性には温度依存性があり、温度の差はすなわち画質の差となってしまう。そのため、撮影時の熱分布が撮像素子４３０を中心に対し極力対称に、また極力均一になるように、熱源や熱の伝達経路が配置されることが多い。

駆動コイル４６０への通電により、シフトホルダー４２０を第１の伝熱部材１５０の方向へ移動し、シフトホルダー４２０の辺４２１と第１の伝熱部材１５０が当接すると、撮像素子４３０に蓄積された熱は当接されている箇所から本体１００に移っていく。一方で撮像素子４３０の中心位置基準にてシフトホルダー４２０の辺４２１と略反対側となる箇所からは放熱がなされない。そのため、撮像素子４３０の放熱が開始されてから十分に時間が経過し、熱平衡状態となる過程において、撮像素子４３０の熱分布の対称性及び均一性が失われてしまう。

熱平衡状態となる前に、ユーザーが撮影動作に移り、カメラ１０が撮影状態となった場合には、撮像素子４３０の電気特性は撮像素子４３０を中心に対称ではなく均一性も低いため、ユーザーによって撮影される画像の品質を損ねてしまうという課題がある。

上記の課題を省みて発案された本発明の実施形態における放熱機構について図５、図６を参照して説明する。

図５は、本発明の実施形態１における放熱機構を示す模式図であり、図５（ａ）は撮影状態のシフトホルダー４２０の位置（第１の位置）を示し、図５（ｂ）は撮像素子４３０を放熱させている状態（非撮影状態）のシフトホルダー４２０の位置（第２の位置）を示している。

図５において、従来構成と同様に１００は樹脂などの材料からなるカメラ１０の本体である。本体１００は、一部にアルミニウムなどの金属をインサートし、樹脂と金属が一体的に形成されている。本体１００の略中央には、シフトホルダー４２０の外形から所定の隙間を設けた位置に略矩形の開口部１１０が設けられている。

シフトホルダー４２０の第１の辺４２２及び、第２の辺４２３は撮像素子４３０のどの辺とも並行ではなく、一定の傾きを持って設定される。またシフトホルダー４２０の第１の辺４２２と第２の辺４２３は、撮像素子４３０を挟んで略対称形状とする。

シフトホルダー４２０の第１の辺４２２及び第２の辺４２３と対応する開口部１１０の２辺に、弾性を有する材料からなる第１の伝熱部材１５０および第２の伝熱部材１６０を設け、粘着テープ（不図示）などで貼り付け保持されている。

図５（ａ）に示すように撮影時において、シフトホルダー４２０の第１の辺４２２及び第２の辺４２３と、第１の伝熱部材１５０および第２の伝熱部材１６０は一定の傾きを持っている。

カメラ１０が非撮影状態であり、温度検出部２２にて検出される温度が一定以上の場合、カメラ１０は放熱状態への切り替えを行う。

放熱時は、駆動コイル４６０への通電により、シフトホルダー４２０をＺ軸に対し時計回りに回転させ、図５（ｂ）に示すように、第１の伝熱部材１５０及び第２の伝熱部材１６０に同時に当接させる。ここでいう同時とは、厳密な意味での同時ではなく、製造誤差やシフトホルダー４２０の位置などが原因で、シフトホルダー４２０が第１の伝熱部材１５０及び第２の伝熱部材１６０にわずかなタイミングのズレで当接する場合も含む意図である。非撮影状態の場合は、撮像素子４３０がどの位置にあっても良い。すなわち、シフトホルダー４２０を第１の伝熱部材１５０および第２の伝熱部材１６０に当接することが可能である。

撮像素子４３０に蓄積した熱は撮像素子４３０の中心を挟んで対極にある＋Ｙ方向と－Ｙ方向の２方向から第１の伝熱部材１５０および第２の伝熱部材１６０を介して本体１００に放熱される。対極にある２箇所から同時に放熱されるため、撮像素子４３０の熱分布も撮像素子４３０の中心を挟んで対称となる。また、従来構成のように１方向のみから放熱された場合と比較して、撮像素子４３０の熱分布の均一性も高くなる。

放熱が開始されてから熱平衡状態となる前に、ユーザーが撮影動作を行い、カメラが撮影状態となった場合において、撮像素子４３０の電気特性は撮像素子４３０を中心に対称となり均一性も従来構成と比較して高いため、品質の良い画像をユーザーに提供可能な構成となっている。また放熱時間によらず、常に撮像素子４３０の熱分布の対称性は保たれているため、撮影状態と放熱状態を短時間の間に何度も切り替えることが可能となる。

本実施例では、シフトホルダー４２０をＺ軸に対し時計回りに回転させ、第１の伝熱部材１５０及び第２の伝熱部材１６０に同時に当接させる構成としたが、シフトホルダー４２０を半時計回りに回転させて第１の伝熱部材１５０及び第２の伝熱部材１６０に同時に当接させる構成としてもよい。

図６は、本発明の実施形態２における放熱機構を示す模式図であり、図６（ａ）は像振れ低減の動作を実施していない撮影状態初期のシフトホルダー４２０の位置を示し、図６（ｂ）は撮像素子４３０を放熱させている状態のシフトホルダー４２０の位置を示している。図６において、従来構成、実施形態１と同様に１００は樹脂などの材料からなるカメラ１０の本体である。本体１００は、一部にアルミニウムなどの金属をインサートし、樹脂と金属が一体的に形成されている。本体１００の略中央には、シフトホルダー４２０の外形から所定の隙間を設けた位置に略矩形の開口部１１０が設けられている。

シフトホルダー４２０の第１の辺４２５及び、第２の辺４２６は撮像素子４３０のどの辺とも平行ではなく、一定の傾きを持って設定される。シフトホルダー４２０の第１の辺４２５と第２の辺４２６の間隔は－Ｙ方向になるほど狭くする。また、シフトホルダー４２０の第１の辺４２５と第２の辺４２６は、撮像素子４３０を挟んで略対称の形状とする。

シフトホルダー４２０の第１の辺４２５及び第２の辺４２６と対応する開口部１１０の２辺に、弾性を有する材料からなる第１の伝熱部材１５０および第２の伝熱部材１６０を設け、粘着テープ（不図示）などで貼り付け保持されている。

図６（ａ）に示すように撮影状態初期において、シフトホルダー４２０の第１の辺４２５及び第２の辺４２６と、第１の伝熱部材１５０および第２の伝熱部材１６０はそれぞれ平行に配置されている。

カメラ１０が非撮影状態であり、温度検出部２２にて検出される温度が一定以上の場合、カメラ１０は放熱状態への切り替えを行う。このとき、撮影時に像振れ低減の動作が撮像素子４３０の回転方向に行われ、撮像素子４３０の姿勢がＸＹ平面上にて傾いていた場合、図６（ａ）に示す撮影初期状態と同じ姿勢になるよう、撮像素子駆動コイル４６０への通電により、シフトホルダー４２０が制御される。続いて、シフトホルダー４２０を撮像素子４３０の撮像面に平行な－Ｙ方向へ平行移動させ、図６（ｂ）に示すように、第１の伝熱部材１５０及び第２の伝熱部材１６０に同時に当接させる。

このとき撮像素子４３０に蓄積した熱は撮像素子４３０の中心を挟んで対極にある＋Ｘ方向と－Ｘ方向の２方向から本体１００に放熱される。対極にある２箇所から同時に放熱されるため、撮像素子４３０の熱分布も撮像素子４３０の中心を挟んで対称となる。従来構成のように１方向のみから放熱された場合と比較して、撮像素子４３０の熱分布の均一性も高くなる。放熱が開始されてから熱平衡状態となる前に、ユーザーが撮影動作を行い、カメラが撮影状態となった場合において、撮像素子４３０の電気特性は撮像素子４３０を中心に対称となり均一性も従来構成と比較して高いため、品質の良い画像をユーザーに提供可能な構成となっている。また放熱時間によらず、常に撮像素子４３０の熱分布の対称性は保たれているため、撮影状態と放熱状態を短時間の間に何度も切り替えることが可能となる。

上記各実施例によれば、撮影画像の画質の対称性および均一性を向上可能な撮像素子駆動手段を有する撮像装置を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

７０・・・・撮像ユニット駆動回路
１５０・・・・第１の伝熱部材
１６０・・・・第２の伝熱部材
４２０・・・・シフトホルダー
４６０（４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃ）・・・・駆動コイル
４７０（４７０ａ、４７０ｂ、４７０ｃ）・・・・永久磁石

Claims

被写体像を光電変換する撮像素子を移動させることで、前記被写体像の像ブレを除去する像ブレ補正を行う像ブレ補正機構を備える撮像装置であって、
前記撮像装置の本体に形成された矩形の開口部に隙間をもって配置され、前記撮像素子を保持する、矩形の保持手段と、
前記像ブレ補正を行える第１の位置と前記像ブレ補正を行えない第２の位置との間で前記保持手段を移動させる駆動手段と、
前記開口部の対向する２辺に設けられる第１及び第２の伝熱部材と、
を有し、
前記駆動手段は、前記第２の位置において前記保持手段を前記第１及び第２の伝熱部材に当接させることを特徴とする撮像装置。
前記駆動手段は、撮像面に垂直な軸のまわりの回転動作により、前記第２の位置において前記保持手段を前記第１及び第２の伝熱部材に当接させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第１の伝熱部材が設けられている前記開口部の一辺に対応する前記保持手段の第１の辺と、前記第２の伝熱部材が設けられている前記開口部の一辺に対応する前記保持手段の第２の辺は、前記撮像素子に対して対称な形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記第１の位置において、前記第１の辺及び前記第２の辺は、前記第１の伝熱部材及び前記第２の伝熱部材に対して一定の傾きを有することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
前記駆動手段は、撮像面に対する平行移動により、前記第２の位置において前記保持手段を前記第１及び第２の伝熱部材に当接させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第１の伝熱部材及び前記第２の伝熱部材は、互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載の撮像装置。
前記第１の伝熱部材が設けられている辺と前記第２の伝熱部材が設けられている辺は、互いに角度を成すことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
前記第１の伝熱部材および前記第２の伝熱部材は、弾性を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置
前記撮像素子の温度を検出する温度検出手段を更に有し、
前記撮像素子の温度が所定の温度以上の場合に、前記駆動手段は、前記第２の位置において前記保持手段を前記第１及び第２の伝熱部材に当接させることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記駆動手段は、前記第２の位置において前記保持手段を前記第１及び第２の伝熱部材に同時に当接させることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記第１の位置は、前記保持手段が撮影状態にあるときの位置であり、前記第２の位置は、前記保持手段が非撮影状態にあるときの位置であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の撮像装置。