JP7362310B2 - 像ぶれ補正装置、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮影時のぶれを補正する機能を有する像ぶれ補正装置、撮像装置に関する。

近年、撮像素子を保持する撮像素子パッケージを平行移動させる手ぶれ補正機構（像面防振機構）が搭載された撮像装置が知られている。また、撮像素子パッケージを保持する部分を樹脂で構成する場合の課題に着目した提案がなされている。特許文献１には、撮像素子パッケージの放熱に着目し、撮像素子パッケージを保持する可動枠を樹脂で形成する場合に、熱伝導率が高い樹脂を採用する技術が開示されている。特許文献１によると、撮像素子パッケージおよび撮像センサの過度な温度上昇を防ぐことができ、熱的なノイズを抑制して適切な画像を提供することが可能となる。

特開２００８－６４８６３号公報

しかしながら、特許文献１は、センサの温度に着目しているものの、温度変化による部品の変形については考察していない。例えば、温度変化によって撮像面が湾曲し、画面全体でピントが合わないなどの問題が生じるおそれがある。特に、部品同士を接着剤で固定した場合、接着界面で生じる熱応力によって各部品の性能を維持できないおそれがある。従って、接着界面における熱応力に起因する信頼性の低下を抑制する上で改善の余地があった。

本発明は、接着界面における熱応力の発生を抑制して、信頼性を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、撮像素子を有する撮像素子パッケージと、前記撮像素子パッケージを保持する保持部材と、前記保持部材を相対的に変位可能に保持する固定部と、前記保持部材と前記固定部との間に挟持される転動部材と、前記撮像素子パッケージにおける第一の接着界面と前記保持部材における第二の接着界面とを固定するための接着剤と、を有し、前記固定部は、前記転動部材を介して、前記保持部材を相対的に変位可能に保持し、前記第一の接着界面を形成する部位の線膨脹係数は前記撮像素子の線膨脹係数よりも大きく、前記第二の接着界面を形成する部位は樹脂で形成され且つ、前記第二の接着界面を形成する前記部位の線膨脹係数は、前記第一の接着界面を形成する前記部位の線膨脹係数よりも大きく、前記第二の接着界面を形成する前記部位の線膨脹係数は、アルミニウム合金またはマグネシウム合金のいずれの線膨脹係数よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、接着界面における熱応力の発生を抑制して、信頼性を高めることができる。

像ぶれ補正装置が適用される撮像装置を含むカメラシステムの断面図、カメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。 防振機構の主要部の分解斜視図である。 撮像素子パッケージおよび可動枠の模式的断面図、撮像素子パッケージが歪む様子を模式的に表した断面図である。 防振機構を光軸方向から見た図、図４（ａ）のＡ－Ａ線に沿う断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る像ぶれ補正装置が適用される撮像装置を含むカメラシステムの断面図である。図１（ｂ）は、カメラシステム１０００の電気的構成を示すブロック図である。このカメラシステム１０００は、撮像装置１とレンズ鏡筒２とから構成される。レンズ鏡筒２は撮像装置１に対して着脱自在であり、カメラシステム１０００は、いわゆるレンズ交換式カメラである。なお、撮像装置１とレンズ鏡筒２とが固定され取り外しできないものを撮像装置と把握して本発明を適用してもよい。

レンズ鏡筒２は、撮影光学系３、レンズシステム制御部１２、レンズ駆動部１３を有する。撮影光学系３は複数のレンズからなる。レンズ駆動部１３は、焦点レンズ、ぶれ補正レンズ、絞りなどを駆動することができる。

撮像装置１は、カメラシステム制御部５、画像処理部７、メモリ部８、表示部９、操作検出部１０、ぶれ検知部１５、防振機構１４、撮像素子パッケージ６、シャッタ機構１６、電気接点１１を有する。撮像素子パッケージ６は、レンズ鏡筒２を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子として撮像センサ６ａ（図３（ａ）等参照）を有する。表示部９は、撮像装置１の背面に設けられた背面表示装置９ａ、および撮像装置１のファインダ内に設けられたＥＶＦ（エレクトロニックビューファインダ）９ｂを含む。操作検出部１０は、不図示のシャッターレリーズ釦などを含む操作部からの信号を検出する。電気接点１１は、撮像装置１とレンズ鏡筒２との通信を行う電気接点である。

ぶれ検知部１５は複数の慣性センサからなり、撮像装置１の移動・回転等の変位を検知可能である。具体的には、ぶれ検知部１５は加速度計や振動ジャイロなどで構成される。防振機構１４は、撮像素子パッケージ６を撮影光学系３の光軸４（撮像光軸）に直交する平面内に並進させるとともに光軸４周りに回転させる機構である。この具体的な構造については後述する。防振機構１４、ぶれ検知部１５およびこれらを制御するカメラシステム制御部５がぶれ補正部を構成する。

撮像装置１およびレンズ鏡筒２からなるカメラシステム１０００は、撮像部、画像処理部、記録再生部、制御部を有する。ここでいう撮像部は、撮影光学系３、撮像素子パッケージ６、シャッタ機構１６を含み、画像処理部は、画像処理部７を含む。また、記録再生部は、メモリ部８、表示部９を含む。制御部は、カメラシステム制御部５、操作検出部１０、レンズシステム制御部１２、レンズ駆動部１３、防振機構１４およびぶれ検知部１５を含む。

上述した撮像部は、物体からの光を、撮影光学系３を介して撮像素子パッケージ６の撮像面に結像する光学処理系である。撮像素子パッケージ６からピント評価量／適当な露光量が得られるので、この信号に基づいて適切に撮影光学系３が調整されることで、適切な光量の物体光が撮像素子パッケージ６に露光されるとともに、撮像素子パッケージ６近傍で被写体像が結像する。

シャッタ機構１６は、シャッタ幕を走行させることで撮像素子パッケージ６に被写体像が届くか否かを制御する。シャッタ機構１６は、少なくとも被写体像を遮るための幕（メカ後幕）を備えており、露光の完了はシャッタ機構１６によってなされる。撮像装置１は、撮像素子パッケージ６がシャッタ機構１６の後幕走行に先だってラインごとに電荷をリセットすることによって露光開始のタイミングを制御するモード（電子先幕）を備えている。撮像装置１は、電子先幕のモードでは、前述した撮像素子パッケージ６の電荷リセット（電子先幕）とシャッタ機構１６の後幕とを同期させて動作させることで露出制御を行う。電子先幕に関しては多くの先行技術が開示されているので詳細説明は割愛する。

画像処理部７は、内部にＡ／Ｄ変換器、ホワイトバランス調整回路、ガンマ補正回路、補間演算回路等を有しており、記録用の画像を生成することができる。色補間処理部はこの画像処理部７に備えられており、ベイヤ配列の信号から色補間（デモザイキング）処理を施してカラー画像を生成する。また、画像処理部７は、予め定められた方法を用いて画像、動画、音声などの圧縮を行う。

メモリ部８は記憶媒体を備えている。カメラシステム制御部５は、メモリ部８への画像の出力を行うとともに、ユーザに提示する画像を表示部９に表示する。カメラシステム制御部５は、撮像の際のタイミング信号などを生成して出力する。カメラシステム制御部５は、外部操作に応動して撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。例えば、不図示のシャッターレリーズ釦の押下が操作検出部１０により検出されると、カメラシステム制御部５が、撮像素子パッケージ６の駆動、画像処理部７の動作、圧縮処理などを制御する。さらにカメラシステム制御部５は、表示部９における各セグメントの状態を制御する。なお、背面表示装置９ａはタッチパネルになっており、操作検出部１０に接続されている。

光学系の調整動作について説明する。カメラシステム制御部５には画像処理部７が接続されており、カメラシステム制御部５は撮像素子パッケージ６からの信号を基に適切な焦点位置、絞り位置を求める。つまり、カメラシステム制御部５は撮像素子パッケージ６の信号をもとに測光・測距動作を行い、露出条件（Ｆナンバーやシャッタ速度等）を決定する。カメラシステム制御部５は、電気接点１１を介してレンズシステム制御部１２に指令を出し、レンズシステム制御部１２はレンズ駆動部１３を適切に制御する。さらに、ぶれ補正を行うモードにおいては、カメラシステム制御部５は、撮像素子パッケージ６から得られた信号を基にレンズ駆動部１３を介してぶれ補正レンズを適切に制御する。

また、上述したように、カメラシステム制御部５およびレンズシステム制御部１２は、撮像装置１およびレンズ鏡筒２に設けられた操作部へのユーザ操作に応じて、撮像装置１およびレンズ鏡筒２の各部の動作を制御する。それにより、静止画および動画の撮影が可能となっている。

ぶれ補正の制御の流れを簡単に説明する。上述のように、ぶれ補正部は、ぶれを検知するぶれ検知部１５、ぶれ補正動作を行う防振機構１４、およびぶれ検知部１５の信号から防振機構１４の目標値を生成し駆動制御を行うカメラシステム制御部５からなる。不図示のシャッターレリーズ釦を半分押し下げて撮影予備動作に入る操作（Ｓ１）を操作検出部１０が検出する。この撮影予備動作は、いわゆる構図を定めるエイミング動作である。この際、構図決めを容易にするために、カメラシステム制御部５は防振機構１４を使って防振を行う。すなわち、カメラシステム制御部５は、ぶれ検知部１５からの信号をもとに適当に防振機構１４を制御することで防振を実現する。その後、シャッターレリーズ釦を完全に押し下げて撮影動作に入る操作（Ｓ２）を操作検出部１０が検出する。この際、カメラシステム制御部５は、露光して取得される被写体像のぶれを抑制するために防振機構１４を使って防振を行う。露光後一定時間が経過すると防振動作は停止される。

図２は、防振機構１４におけるぶれを補正する機構の分解斜視図である。防振機構１４には、別途制御を行う電気的な仕組みが存在するが、図２では、電気的な仕組みの図示が省略されている。図２において、縦の一点鎖線の方向は光軸４と平行である。光軸４方向（撮像光軸方向）をＺ軸方向として説明する。Ｚ軸方向＋側が被写体側である。

ぶれ補正において変位しない部材群が固定部１００であり、図２において、変位しない部材群には１００番台の番号が付されている。ぶれ補正において変位する部材群が可動部２００であり、図２において、変位する部材群には２００番台の番号が付されている。さらに、固定部１００と可動部２００とに挟持される転動部材が、ボール３０１（３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ）である。

防振機構１４は、上部ヨーク１０１、ビス１０２（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ）、上部磁石１０３（１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅ，１０３ｆ）、補助スペーサ１０４（１０４ａ，１０４ｂ）を有する。また、防振機構１４は、メインスペーサ１０５（１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ）、固定部転動板１０６（１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ）、下部磁石１０７（１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ）を有する。また、防振機構１４は、下部ヨーク１０８、ビス１０９（１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ）、ベース板１１０、ＦＰＣ（フレキシブル基板）２０１、可動ＰＣＢ（電気配線基板）２０３、可動部転動板２０４（２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ）を有する。また、防振機構１４は、コイル２０５（２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ）、可動枠２０６（保持部材）、ボール３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを有する。

上部ヨーク１０１、上部磁石１０３、下部磁石１０７および下部ヨーク１０８が、磁気回路を形成し、これらがいわゆる閉磁路をなしている。上部磁石１０３は上部ヨーク１０１に吸着された状態で接着固定されている。同様に下部磁石１０７は下部ヨーク１０８に吸着された状態で接着固定されている。上部磁石１０３および下部磁石１０７は各々、光軸４方向（図２の上下方向）に着磁されている。上部磁石１０３および下部磁石１０７のうち、互いに隣接する磁石（例えば、上部磁石１０３ａと上部磁石１０３ｂ、およびこれらと同様の位置関係にあるもの）は、互いに異なる向きに着磁されている。また、互いに対向する磁石（例えば、上部磁石１０３ａと下部磁石１０７ａ、およびこれらと同様の位置関係にあるもの）は、互いに同じ向きに着磁されている。このように着磁されることで、上部ヨーク１０１と下部ヨーク１０８との間において、光軸方向に強い磁束密度が生じる。

上部ヨーク１０１と下部ヨーク１０８との間には強い吸引力が生じるので、メインスペーサ１０５と補助スペーサ１０４とによって、上部ヨーク１０１と下部ヨーク１０８とが適当な間隔を保つように構成されている。ここでいう適当な間隔とは、上部磁石１０３と下部磁石１０７との間にコイル２０５およびＦＰＣ２０１が配置されるとともに適当な空隙が確保されるような間隔である。各メインスペーサ１０５にはネジ穴が設けられており、対応するビス１０２によって上部ヨーク１０１がメインスペーサ１０５に固定される。各メインスペーサ１０５の胴部にはゴムが設置されており、これらのゴムが、可動部２００が変位する際の規制部（いわゆるストッパ）としての機能を果たす。

ベース板１１０には、下部磁石１０７を避けるように穴が設けられており、この穴から下部磁石１０７の面が突出するように構成される。下部磁石１０７はベース板１１０より厚い。ビス１０９によってベース板１１０と下部ヨーク１０８とが固定されると、ベース板１１０よりも厚み方向の寸法が大きい下部磁石１０７がベース板１１０からＺ軸方向＋側へ突出する。

可動枠２０６は可塑剤を多く含んだ樹脂で形成されており、軽量で剛性が高い。さらには線膨脹係数も低い。線膨脹係数に関しては図３（ａ）～（ｃ）を用いて後述する。可動枠２０６に対して複数の構成要素が固定されて可動部２００が構成される。ＦＰＣ２０１には、取り付け位置２０２ａ、２０２ｂ，２０２ｃで示した位置であって図２では見えない側（－Ｚ側）の各面に、位置検出素子が取り付けられている。前述した磁気回路を利用して位置を検出できるように、位置検出素子には例えばホール素子などが採用される。ホール素子は小型なので、コイル２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃの巻き線の内側に入れ子になるように各位置検出素子が配置される。

可動ＰＣＢ２０３は、後述するように撮像素子パッケージ６の一部を成す。さらに可動ＰＣＢ２０３には、コイル２０５および上記位置検出素子が接続されている。可動ＰＣＢ２０３上のコネクタを介して外部との電気的なやり取りが行われる。ベース板１１０には固定部転動板１０６が接着固定されている。可動枠２０６には可動部転動板２０４が接着固定されている。固定部転動板１０６および可動部転動板２０４が、ボール３０１の転動面を形成する。ボール３０１を介して可動部２００が固定部１００に対して相対的に変位する。可動部２００と固定部１００とはボール３０１を介して接触するので、可動部２００に与えられた外力や可動部２００で発生した歪みが固定部１００に伝達されることがない。すなわち、可動部２００に歪が生じても固定部１００には歪が生じない。また、可動部２００に接触している撮像素子パッケージ６等の部材に温度変化による歪が生じたとしても、その歪みは可動枠２０６までしか伝達されない。従って、撮像素子パッケージ６における温度変化による熱応力の発生に対処するためには、撮像素子パッケージ６から可動枠２０６までの線膨脹係数に着目すればよい。なお、転動板を別途設けたことで、表面粗さや硬さなどを好ましい状態に設計することが容易となる。

前述した磁気回路内でコイル２０５に電流を流すことにより、コイル２０５はローレンツ力を受け、それにより、可動部２００は変位することができる。また、カメラシステム制御部５は、位置検出素子の信号を用いてフィードバック制御を行うことができる。位置検出素子の信号の値を適当に制御することで、光軸４に直交する平面内で可動枠２０６が並進運動するとともに光軸周りに回転することができる。また、取り付け位置２０２ａにある位置検出素子の信号を一定に保ったまま、取り付け位置２０２ｂ、２０２ｃの位置検出素子の信号を逆位相で駆動することで、おおよそ光軸４周りの可動枠２０６の回転運動を生み出すことが可能である。

取り付け位置２０２で検出されるのは光軸方向の磁束密度である。上部磁石１０３と下部磁石１０７などからなる磁気回路の特性は一般的に非線形である。そのため、取り付け位置２０２で検出される磁束密度は、必ずしも駆動範囲のすべてで一定の分解能を持っておらず、すなわち、位置によって検出分解能が変化する。これは磁束密度の変化が急峻な位置となだらかな位置とがあり、急峻な位置ほど移動量に対する磁束密度変化が大きいため検出分解能が高くなるからである。図２に示した磁気回路では、磁石同士の境界位置（例えば、上部磁石１０３ａと上部磁石１０３ｂとの境界位置）が、最も磁束密度の変化が大きく検出分解能が高い位置となる。

図３（ａ）、（ｂ）は、撮像素子パッケージ６および可動枠２０６の模式的断面図である。可動枠２０６は、撮像素子パッケージ６を保持する保持部材である。図３（ａ）と図３（ｂ）とでは、可動枠２０６と撮像素子パッケージ６との接着態様が相違する。本実施の形態では、図３（ａ）の接着態様を採用するが、図３（ｂ）の接着態様を採用してもよい。図３（ｃ）は、撮像素子パッケージ６内で線膨脹係数差がある場合の撮像素子パッケージ６が歪む様子を模式的に表した断面図である。

図３（ａ）に示すように、撮像素子パッケージ６は、撮像センサ６ａ、ガラスリッド６ｂ、撮像素子保持枠６ｃおよび可動ＰＣＢ２０３を有する。撮像素子パッケージ６と可動枠２０６とは接着剤４０によって接着固定されている。特に、図３（ａ）の例では、撮像素子パッケージ６を構成する可動ＰＣＢ２０３と可動枠２０６とが接着されている。図３（ｂ）の例では、撮像素子パッケージ６を構成する撮像素子保持枠６ｃと可動枠２０６とが接着されている。

可動部２００において、接着剤４０によって撮像素子パッケージ６と接着される面は、樹脂で構成されている。この理由について説明する。一般に、接着剤を用いて接着する際には、接着剤を塗布する場所（以下、接着だまり）を設ける必要がある。一般に、撮像素子パッケージは、多くの機種に亘って同じものが使用可能であるのに対して、可動部２００は機種ごとに設計されるため、接着だまりも機種ごとに設計される。そのため、より形状の自由度が高く接着だまりを自由に配置可能にするには、接着面を樹脂で形成するのが好ましい。

しかも、撮像装置１が高温または低温の環境下にさらされる際、一方の接着面となる撮像素子パッケージ６の外周部と、もう一方の接着面となる可動部２００の一部との線膨張係数の差が大きいと、両者間で反りが発生する可能性がある。これは熱ひずみの発生による。このように、撮像素子パッケージ６が可動部２００に対して反ると、撮像素子パッケージ６が光軸４に対して傾き、撮像素子パッケージ６が撮像装置１の結像面に対して傾いてしまい、撮像画像の一部がぼけるおそれがあるという問題がある。この問題の解決方法のひとつとして、撮像素子パッケージ６と接着される可動部２００の接着面の線膨張係数と、撮像素子パッケージ６側の接着面の線膨張係数とを近くするという方法が挙げられる。本実施の形態では、このことを考慮して、接着面の線膨張係数を設定している。

まず、図３（ａ）の例において、撮像素子パッケージ６の可動ＰＣＢ２０３のうち、接着剤４０と接触している部位（－Ｚ側の面）が第一の接着界面Ｂ１である。従って、第一の接着界面Ｂ１を形成する部位は可動ＰＣＢ２０３の一部である。また、可動部２００の可動枠２０６のうち、接着剤４０と接触している部位（内側面）が第二の接着界面Ｂ２である。従って、第二の接着界面Ｂ２を形成する部位は可動枠２０６の一部である。

一方、図３（ｂ）の例では、撮像素子パッケージ６の撮像素子保持枠６ｃのうち、接着剤４０と接触している部位（－Ｚ側の面）が第一の接着界面Ｂ１である。従って、第一の接着界面Ｂ１を形成する部位は、樹脂部材である撮像素子保持枠６ｃの一部である。また、図３（ａ）の例と同様に、可動部２００の可動枠２０６のうち、接着剤４０と接触している部位が第二の接着界面Ｂ２である。従って、第二の接着界面Ｂ２を形成する部位は可動枠２０６の一部である。

撮像素子パッケージ６単体での温度変化による変形（反り）について、図３（ｃ）を用いて説明する。撮像素子パッケージ６を構成する部品である撮像センサ６ａ、ガラスリッド６ｂ、撮像素子保持枠６ｃおよび可動ＰＣＢ２０３の間で線膨脹係数が大きく異なると、温度変化によって、撮像素子パッケージ６に歪が生じる場合がある。例えば、いわゆるバイメタルと同様の反りが生じる場合がある。

図３（ｃ）は、ガラスリッド６ｂに対して可動ＰＣＢ２０３の線膨脹係数が大きく、温度が上昇した場合の変形例を示している。温度上昇により、ガラスリッド６ｂよりも可動ＰＣＢ２０３の方がより長くなろうとするため、図３（ｃ）に示すような反りが生じる。その結果、撮像センサ６ａの面にも歪が生じ、正確なピント合わせなどが困難になる。このような現象を抑制するために、撮像素子パッケージ６を構成する各部品には、線膨脹係数が近い材料が選択される場合が多い。

撮像センサ６ａはシリコン単結晶から作成されるため非常に線膨脹係数が小さく、常温でおおよそ２．６×１０^－６／Ｋ程度である。この値は、アルミニウム（２３．１×１０^－６／Ｋ程度）、マグネシウム（２４．８×１０^－６／Ｋ程度）、ステンレス（SUS304：１７．８×１０^－６／Ｋ程度）などの金属と比べても一桁程度小さい。そのため、可動ＰＣＢ２０３にはいわゆる低線膨脹係数の基板材料が採用される。低線膨脹係数のガラスクロスを利用した基板には２～５×１０^－６／Ｋ程度のものが利用できる。ガラスリッド６ｂも同様に低線膨脹係数のものが採用される。例えば、低線膨脹係数が３×１０^－６／Ｋ程度の、いわゆるパイレックス（登録商標）ガラスが採用される。

撮像素子保持枠６ｃには、いわゆるパッケージ用の低線膨脹樹脂などが採用される。これらとして、エポキシに可塑剤を高い割合で充填した材料などがあり、１０×１０^－６／Ｋ程度のものが提供されている。上述した例のように、撮像素子パッケージ６を構成する部品には、いずれも低線膨脹係数の材料を用いることで、温度変化による反りなどを抑制できる。これにより、撮像面が湾曲して画面全体でピントが合わないなどの現象が緩和される。

ところが、撮像素子パッケージ６と可動枠２０６との間で線膨脹係数が大きく異なると、温度が変化したときに接着剤４０が変形し、接着剤４０および接着界面に熱応力が生じる。温度が急激に変化する条件にさらされると、接着面が剥がれる可能性がある。一般に撮像装置に多く用いられる樹脂であるポリカーボネートは、線膨脹係数が５０×１０^－６／Ｋ程度のものが多い。ガラスを充填したものでも２０～４０×１０^－６／Ｋ程度である。後述するように、可動枠２０６には、線膨脹係数が１７～２４×１０^－６／Ｋ程度の樹脂が採用される。一般的に樹脂材料は、線膨脹係数を下げて可塑剤を高充填にすると耐衝撃性が低下する傾向にある。すなわち線膨脹係数の観点のみから材料を選定すると、落下した場合に可動枠２０６にクラックが生じるなどのおそれがある。

そこで本実施の形態では、線膨脹係数の低いシリコン（撮像センサ６ａ）から順に可動枠２０６にかけて、線膨脹係数が段階的に大きくなるように各部品の線膨脹係数が設定される。この場合の線膨脹係数の大きさの順を不等式で表現すると、（撮像センサ６ａ）＜（第一の接着界面Ｂ１を形成する部位）＜（第二の接着界面Ｂ２を形成する部位）＜（アルミニウム合金若しくはマグネシウム合金）という順となる。

すなわち、第一の接着界面Ｂ１を形成する部位（図３（ａ）の例では可動ＰＣＢ２０３の一部、図３（ｂ）の例では撮像素子保持枠６ｃの一部）の線膨脹係数は、撮像センサ６ａの線膨脹係数よりも大きい。また、第二の接着界面Ｂ２を形成する部位（可動枠２０６の一部）は樹脂で形成される。しかも、第二の接着界面Ｂ２を形成する部位（可動枠２０６の一部）の線膨脹係数は、第一の接着界面Ｂ１を形成する部位（図３（ａ）の例では可動ＰＣＢ２０３の一部、図３（ｂ）の例では撮像素子保持枠６ｃの一部）の線膨脹係数よりも大きい。また、第二の接着界面Ｂ２を形成する部位（可動枠２０６の一部）の線膨脹係数は、アルミニウム合金またはマグネシウム合金のいずれの線膨脹係数よりも小さい。

上記不等式の順番で、撮像センサ６ａから可動枠２０６にかけて、線膨脹係数が徐々に大きくなるように各部品を並べることで、各部品が無秩序に並べられた場合に比べて、隣接する部品間の線膨脹係数差が小さくなる。その結果、材料選定の幅を極端に狭めないようにしながらも、隣接して固定されている部品間の線膨脹係数の差によって生じる熱応力を抑制でき、温度変化による影響を緩和できる。また、第二の接着界面Ｂ２を形成する部位の線膨脹係数が、アルミニウム合金およびマグネシウム合金のいずれよりも小さいので、可動枠の材質として一般的なアルミニウム合金若しくはマグネシウム合金を用いる場合よりも熱応力の発生を緩和できる。

上記不等式の条件を満たす可動枠２０６の樹脂材の例としては、東レ製のトレリナA310MX04（登録商標）などが挙げられる。この樹脂は、ＰＰＳ、エポキシまたはナイロンをベースレジンとする樹脂である。この樹脂では、ＰＰＳをベースレジンとしながら可塑剤を高充填にすることで、線膨脹係数が１７～２４×１０^－６／Ｋ程度に抑えられている。さらに耐衝撃性のレベルも可動枠としての要件を満たす。このような可塑剤を高充填しながら良い特性を得やすいレジンとして、ＰＰＳ、エポキシまたはナイロンなどが挙げられる。これらの樹脂をベースにした材料を用いて可動枠２０６を形成すればよい。

本実施の形態によれば、上記不等式の順番で、接着剤４０を挟んで撮像センサ６ａから可動枠２０６にかけて、線膨脹係数が徐々に大きくなるようにした。これにより、温度変化に起因する、接着界面における熱応力の発生を抑制して、像ぶれ補正機能の信頼性を高めることができる。

また、ボール３０１は可動部２００と固定部１００とに挟持され、固定部１００は、ボール３０１を介して可動部２００を相対的に変位可能に保持する。これにより、温度変化によって可動部２００で歪みが発生したとしても、その歪みが固定部１００に伝達されることがなく、影響を与えにくい。この点でも、像ぶれ補正機能の信頼性を高めることができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態では、可動枠２０６は、板金部材および該板金部材と一体成形された樹脂部からなる。本実施の形態は、第１の実施の形態に対し、可動枠２０６の構成、および、可動枠２０６と撮像素子パッケージ６との接着態様が相違し、その他の構成は同様である。

図４（ａ）は、防振機構１４を光軸方向から見た図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図４（ａ）、（ｂ）において、第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号が付してある。

図４（ｂ）に示すように、可動枠２０６は、樹脂部２０６ａおよび板金部材２０６ｂを有する。可動枠２０６において、板金部材２０６ｂは樹脂部２０６ａに覆われるように樹脂部２０６ａと一体成形される。すなわち、板金部材２０６ｂは、インサート成形によって樹脂部２０６ａと一体に構成される。

ボール３０１は可動部２００に対してＺ軸方向－側に配置されている。従って、可動部２００はＺ軸方向－側に付勢されるのが好ましい。一般的には、２つの部材を近づけるように付勢する場合、付勢するための部材を別途設ける必要がある。しかし、本実施の形態では、板金部材２０６ｂの磁性と下部磁石１０７とを利用して付勢力を得る。

板金部材２０６ｂは磁性を帯びた金属材料で構成される。板金部材２０６ｂの一部は上部磁石１０３および下部磁石１０７と対向しているため、板金部材２０６ｂは上部磁石１０３および下部磁石１０７に引き寄せられる（磁気吸引）。従って、Ｚ軸方向における板金部材２０６ｂから上部磁石１０３および下部磁石１０７までの距離により、可動部２００がＺ軸方向＋側かＺ軸方向－側のどちらにより強く磁気吸引されるかが決まる。

ここで、図４（ｂ）に示す距離４１は、板金部材２０６ｂから上部磁石１０３ｅ，１０３ｆまでの距離である。距離４２は、板金部材２０６ｂから下部磁石１０７ｅ，１０７ｆまでの距離である。なお、これらの距離４１、４２を比較する際、板金部材２０６ｂの位置は、板金部材２０６ｂの厚み方向の中心位置とする。本実施の形態では、距離４２の方が、距離４１よりも短くなっている。従って、板金部材２０６ｂに対する吸引力は、Ｚ軸方向＋側よりもＺ軸方向－側の方が強くなり、その結果、可動部２００はベース板１１０の側に付勢される。この付勢力よって、ボール３０１が狭持されている。ボール３０１は、摩擦による損失が少ない状態で滑らかに転動することが可能になる。

本実施の形態においては、可動枠２０６における板金部材２０６ｂは樹脂部２０６ａに覆われている。仮に、板金部材２０６ｂと撮像素子パッケージ６との線膨張係数の差が大きく異なるような場合は、撮像素子パッケージ６に近い線膨張係数を有する樹脂材を用いて樹脂部２０６ａを構成するのが好ましい。このように、形状自由度の観点および、材料の物性の観点から、可動部２００が撮像素子パッケージ６と接着される面は、樹脂部２０６ａで構成されているのが好ましい。

そこで、本実施の形態では、接着剤４０は、撮像素子パッケージ６と樹脂部２０６ａとを接着する。撮像素子パッケージ６のうち接着剤４０と接触している部位（少なくとも撮像素子保持枠６ｃの側面を含む撮像素子パッケージ６の側面）が第一の接着界面Ｂ１である。従って、第一の接着界面Ｂ１を形成する部位は、撮像素子保持枠６ｃの一部を含む。また、可動枠２０６の樹脂部２０６ａのうち、接着剤４０と接触している部位（内側面）が第二の接着界面Ｂ２である。従って、第二の接着界面Ｂ２を形成する部位は樹脂部２０６ａの一部を含む。

ここで各部の線膨脹係数を考える。板金部材２０６ｂにはステンレス鋼等が好適であり、その場合の線膨脹係数は（SUS304：１７．８×１０^－６／Ｋ程度）である。撮像素子パッケージ６の各部品の材料は第１の実施の形態と同様である。後述するように、可動枠２０６には、線膨脹係数が１２×１０^－６／Ｋ程度の樹脂が採用される。撮像センサ６ａから順に可動枠２０６にかけて、線膨脹係数が段階的に大きくなるように各部品の線膨脹係数が設定される。この場合の線膨脹係数の大きさの順を不等式で表現すると、（撮像センサ６ａ）＜（第一の接着界面Ｂ１を形成する部位）＜（第二の接着界面Ｂ２を形成する部位）＜（板金部材２０６ｂ）という順となる。

上記不等号のように各部品を並べることで、第１の実施の形態と同様に、材料選定の幅を極端に狭めないようにしながらも、隣接して固定されている部品間の線膨脹係数の差によって生じる熱応力を抑制でき、温度変化による影響を緩和できる。また、板金部材２０６ｂをむき出しにして接着する場合よりも熱応力の発生を緩和できる。板金部材２０６ｂは金属であるため線膨脹係数の選択肢が狭い。しかし、可動枠２０６の樹脂部２０６ａで第二の接着界面Ｂ１を形成することで、材料選定の幅が広がる。

このような条件を満たす樹脂部２０６ａの材料例としては、東レ製のトレリナH501（登録商標）などが挙げられる。この樹脂では、ＰＰＳをベースレジンとしながら可塑剤を高充填にすることで、線膨脹係数が１２×１０^－６／Ｋ程度に抑えられている。さらに耐衝撃性のレベルも可動枠としての要件を満たす。このような樹脂をベースにした材料を樹脂部２０６ａに用いて可動枠２０６を形成すればよい。

本実施の形態によれば、上記不等式の順番で、接着剤４０を挟んで撮像センサ６ａから可動枠２０６にかけて、線膨脹係数が徐々に大きくなるようにした。これにより、接着界面における熱応力の発生を抑制して、像ぶれ補正機能の信頼性を高めることに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、可動部２００で発生した歪みが固定部１００に伝達されにくいことに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

６ 撮像素子パッケージ
６ａ 撮像センサ
６ｃ 撮像素子保持枠
１００ 固定部
２０３ 可動ＰＣＢ
２０６ 可動枠
Ｂ１ 第一の接着界面
Ｂ２ 第二の接着界面

Claims (7)

1. 撮像素子を有する撮像素子パッケージと、
   前記撮像素子パッケージを保持する保持部材と、
   前記保持部材を相対的に変位可能に保持する固定部と、
   前記保持部材と前記固定部との間に挟持される転動部材と、
   前記撮像素子パッケージにおける第一の接着界面と前記保持部材における第二の接着界面とを固定するための接着剤と、を有し、
   前記固定部は、前記転動部材を介して、前記保持部材を相対的に変位可能に保持し、
   前記第一の接着界面を形成する部位の線膨脹係数は前記撮像素子の線膨脹係数よりも大きく、
   前記第二の接着界面を形成する部位は樹脂で形成され且つ、前記第二の接着界面を形成する前記部位の線膨脹係数は、前記第一の接着界面を形成する前記部位の線膨脹係数よりも大きく、
   前記第二の接着界面を形成する前記部位の線膨脹係数は、アルミニウム合金またはマグネシウム合金のいずれの線膨脹係数よりも小さいことを特徴とする像ぶれ補正装置。
2. 撮像素子を有する撮像素子パッケージと、
   板金部材および該板金部材と一体成形された樹脂部を有し、前記撮像素子パッケージを保持する保持部材と、
   前記保持部材を相対的に変位可能に保持する固定部と、
   前記保持部材と前記固定部との間に挟持される転動部材と、
   前記撮像素子パッケージにおける第一の接着界面と前記保持部材における第二の接着界面とを固定するための接着剤と、を有し、
   前記固定部は、前記転動部材を介して、前記保持部材を相対的に変位可能に保持し、
   前記第一の接着界面を形成する部位の線膨脹係数は前記撮像素子の線膨脹係数よりも大きく、
   前記第二の接着界面は前記樹脂部で形成され且つ、前記第二の接着界面を形成する部位の線膨脹係数は、前記第一の接着界面を形成する前記部位の線膨脹係数よりも大きく、
   前記第二の接着界面を形成する前記部位の線膨脹係数は、前記板金部材の線膨脹係数よりも小さいことを特徴とする像ぶれ補正装置。
3. 前記撮像素子パッケージは基板を有し、前記第一の接着界面は前記基板に設けられることを特徴とする請求項１に記載の像ぶれ補正装置。
4. 前記第一の接着界面は、前記撮像素子パッケージが有する樹脂部材に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の像ぶれ補正装置。
5. 前記第二の接着界面を形成する前記部位は、ＰＰＳ、エポキシまたはナイロンをベースレジンとする樹脂で構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像ぶれ補正装置。
6. 前記撮像素子パッケージは基板を有し、前記第一の接着界面の一部は前記基板に設けられることを特徴とする請求項２に記載の像ぶれ補正装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の像ぶれ補正装置を有することを特徴とする撮像装置。

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