(57)【要約】【課題】撮像素子ユニットを移動可能な構造としながら、撮像素子の冷却を効率良く行うことができるようにする。【解決手段】撮像素子および実装基板を含んで構成される撮像素子ユニットと、前記撮像素子ユニットの一部および前記撮像素子ユニット以外の部品に接触し、弾性変形することで前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるシート状放熱部材と、前記シート状放熱部材を弾性変形させて前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるアクチュエータとを備える。【選択図】図１
2014045304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子および実装基板を含んで構成される撮像素子ユニットと、
前記撮像素子ユニットの一部および前記撮像素子ユニット以外の部品に接触し、弾性変形することで前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるシート状放熱部材と、
前記シート状放熱部材を弾性変形させて前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるアクチュエータと
を備えるカメラモジュール。
【請求項２】
前記シート状放熱部材は、前記撮像面に入射する光の光軸と平行な軸を基準とし、線対称に折り曲げられている
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記シート状放熱部材の一部に切り込みが設けられている
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記撮像素子ユニット以外の部品が、信号処理回路を含むマザー基板である
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記撮像素子ユニット以外の部品が、光学レンズを内蔵したレンズバレルである
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記アクチュエータが、前記撮像素子ユニットの前記撮像面の裏面側に配置されている
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項７】
前記アクチュエータは、厚み方向に対して屈曲動作を行う形状記憶合金、または高分子アクチュエータである
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項８】
前記アクチュエータが、前記撮像素子ユニットの前記撮像面と平行な面上において複数に分割され、前記分割されたアクチュエータのそれぞれが独立して駆動される
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項９】
前記実装基板とは異なる基板と、フレキシブル基板を介して電気的に接続される
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項１０】
前記実装基板とは異なる基板と、前記実装基板との間で送受信される信号の一部を無線により送受信する無線通信部をさらに備える
請求項９に記載のカメラモジュール。
【請求項１１】
撮像素子および実装基板を含んで構成される撮像素子ユニットと、
前記撮像素子ユニットの一部および前記撮像素子ユニット以外の部品に接触し、弾性変形することで前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるシート状放熱部材と、
前記シート状放熱部材を弾性変形させて前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるアクチュエータとを有するカメラモジュールを備える
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、カメラモジュールおよび電子機器に関し、特に、撮像素子ユニットを移動可能な構造としながら、撮像素子の冷却を効率良く行うことができるようにするカメラモジュールおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等として構成される撮像装置においては、撮影時の手振れ補正を行うために、撮像素子およびローパスフィルタ(光学フィルタ)を内蔵する撮像素子ユニットの位置をシフトさせる手振れ補正機構を備えたものがある。
【０００３】
また、デジタル一眼レフカメラ等の撮像装置では、レンズ交換時等にダストがカメラ本体内に侵入し、撮像素子上のローパスフィルタの表面に付着することがある。このため、ダストが付着した際の対策として、上述の手振れ補正機構を作動させて撮像素子ユニットを往復駆動(振動)させることにより、ローパスフィルタに付着したダストを払い落とすダスト除去の対策がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、撮像素子を撮像面に垂直な光軸方向に移動させるための技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
例えば、昼夜を問わず監視を行う監視カメラ装置においては、昼間に可視光を用いて撮影を行う場合と、夜間に赤外光を用いて撮影を行う場合とで、赤外光カットフィルタの有無によりその光路長が異なってくる。このため、撮像素子ユニットを自動的に光軸方向に移動させることによって、上述の可視光および赤外光の撮影時の光路長の違いを補正して、昼夜間を問わずにピントの合った鮮鋭な画像を得ることのできる監視カメラ装置が実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３１１９２５号公報
【特許文献２】特開２００６−１４８２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の技術では、撮像素子の冷却に係る対策が十分に考慮されていなかった。つまり、撮像素子の機能が高度化して消費電力が増加し、発熱量も増加する傾向にある中で、従来の技術は、主に空気中への排熱のみによる冷却が行われていた。
【０００８】
例えば、特許文献１の技術では、撮像素子ユニットを、カメラ筐体を基準に、特定の方向に動かすため、接触面積の小さい軸上の部材とアクチュエータを介して、撮像素子ユニットがカメラの筐体本体へと接続される構造となっている。
【０００９】
このため、撮像素子ユニットで発生した熱を筐体本体へ熱拡散し放熱を行うことが困難になってしまう。またアクチュエータを構成する部品の材料が制限されるので、熱伝導の最適化も困難である。従って、例えば、撮像素子の裏面に、放熱板を付与するなどの必要が生じ、部品点数の増加、取付スペースの確保などが困難になるといった問題があった。
【００１０】
また、例えば、特許文献２の技術では、撮像面を避けるために、かつ、可動用剛性調整のために、断面積の小さい可動部と回動部を介して、撮像素子ユニットがカメラの筐体本体へと接続される構造となっている。従って、やはり撮像素子ユニットで発生した熱を筐体本体へ熱拡散し放熱を行うことが困難になってしまう。
【００１１】
このように、従来の技術における撮像素子ユニットを移動させる構成では、撮像素子の排熱については十分とはいえず、高い熱抵抗のために動作保証温度を超えて動作不良を生じたり、暗電流等のノイズ発生要因となってしまうことがあった。このような熱に起因する撮像素子ユニットの機能低下は、今後の画素の高密度化、画像データの高速処理化に伴ってますます顕著になるという問題がある。
【００１２】
本技術は、上記課題に鑑みて開示するものであり、撮像素子ユニットを移動可能な構造としながら、撮像素子の冷却を効率良く行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本技術の第１の側面は、撮像素子および実装基板を含んで構成される撮像素子ユニットと、前記撮像素子ユニットの一部および前記撮像素子ユニット以外の部品に接触し、弾性変形することで前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるシート状放熱部材と、前記シート状放熱部材を弾性変形させて前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるアクチュエータとを備えるカメラモジュールである。
【００１４】
前記シート状放熱部材は、前記撮像面に入射する光の光軸と平行な軸を基準とし、線対称に折り曲げられているようにすることができる。
【００１５】
前記シート状放熱部材の一部に切り込みが設けられているようにすることができる。
【００１６】
前記撮像素子ユニット以外の部品が、信号処理回路を含むマザー基板であるようにすることができる。
【００１７】
前記撮像素子ユニット以外の部品が、光学レンズを内蔵したレンズバレルであるようにすることができる。
【００１８】
前記アクチュエータが、前記撮像素子ユニットの前記撮像面の裏面側に配置されているようにすることができる。
【００１９】
前記アクチュエータは、厚み方向に対して屈曲動作を行う形状記憶合金、または高分子アクチュエータであるようにすることができる。
【００２０】
前記アクチュエータが、前記撮像素子ユニットの前記撮像面と平行な面上において複数に分割され、前記分割されたアクチュエータのそれぞれが独立して駆動されるようにすることができる。
【００２１】
前記実装基板とは異なる基板と、フレキシブル基板を介して電気的に接続されるようにすることができる。
【００２２】
前記実装基板とは異なる基板と、前記実装基板との間で送受信される信号の一部を無線により送受信する無線通信部をさらに備えるようにすることができる。
【００２３】
本技術の第２の側面は、撮像素子および実装基板を含んで構成される撮像素子ユニットと、前記撮像素子ユニットの一部および前記撮像素子ユニット以外の部品に接触し、弾性変形することで前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるシート状放熱部材と、前記シート状放熱部材を弾性変形させて前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるアクチュエータとを有するカメラモジュールを備える電子機器である。
【００２４】
本技術の第１および第２の側面においては、撮像素子および実装基板を含んで構成される撮像素子ユニットの一部および前記撮像素子ユニット以外の部品に接触し、弾性変形することで前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるシート状放熱部材が弾性変形させられて前記撮像素子ユニットの撮像面が移動させられる。
【発明の効果】
【００２５】
本技術によれば、撮像素子ユニットを移動可能な構造としながら、撮像素子の冷却を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本技術を適用したカメラモジュールの一実施の形態に係る構成例を示す側面図である。
【図２】撮像素子ユニット、放熱部材、およびマザー基板を、図１の図中上方向から見た図である。
【図３】アクチュエータが駆動されたときのカメラモジュールにおける撮像素子ユニットの動きを説明する図である。
【図４】撮像素子ユニット、放熱部材、およびマザー基板を、図１の図中上方向から見た別の例を示す図である。
【図５】本技術を適用したカメラモジュールの別の構成例を示す側面図である。
【図６】本技術を適用したカメラモジュールにおいて、パラレルリンク方式を採用した場合の構成例を示す側面図である。
【図７】本技術を適用したカメラモジュールにおいて、撮像素子を、実装基板と撮像面側にて接続した場合の構成例を示す側面図である。
【図８】本技術を適用したカメラモジュールにおいて、レンズバレルに熱を排熱する場合の構成例を示す側面図である。
【図９】本技術を適用したカメラモジュールにおいて、レンズバレルに熱を排熱する場合の別の構成例を示す側面図である。
【図１０】本技術を適用したカメラモジュールのさらに別の構成例を示す側面図である。
【図１１】高分子アクチュエータの構成および動作原理を説明する断面図である。
【図１２】コの字型（あるいはＵ字型）の高分子アクチュエータを構成した場合の構成および動作原理を説明する断面図である。
【図１３】図１のカメラモジュールで図１２の高分子アクチュエータを採用した場合の構成を示す側面図である。
【図１４】図７のカメラモジュールで図１２の高分子アクチュエータを採用した場合の構成を示す側面図である。
【図１５】図１３または図１４のアクチュエータの構成例をさらに説明する図である。
【図１６】４つの高分子アクチュエータを円形に配置する場合の構成例を説明する図である。
【図１７】４つの高分子アクチュエータを矩形に配置する場合の構成例を説明する図である。
【図１８】撮像素子ユニットとマザー基板との電気的接続の例を説明する図である。
【図１９】撮像素子ユニットとマザー基板との電気的接続の別の例を説明する図である。
【図２０】本技術を適用した携帯電話機の一実施の形態に係る内部構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、ここで開示する技術の実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は、本技術を適用したカメラモジュールの一実施の形態に係る構成例を示す側面図である。このカメラモジュール１０は、例えば、デジタルカメラ、携帯電話機、スマートフォンなどに内蔵され、画像を撮像する機能を有している。また、このカメラモジュール１０は、例えば、手振れ補正機能などに対応しており、後述するように、アクチュエータにより撮像素子ユニットの位置をシフトさせることができる。
【００２９】
同図に示されるカメラモジュール１０は、レンズバレル１１、撮像素子ユニット１２、および、筐体ユニット１３により構成されている。
【００３０】
レンズバレル１１は、内部に光学レンズが配置された筒状の部品とされる。レンズバレル１１の内部の光学レンズにより集光された光が撮像素子ユニット１２の表面に結像して画像が撮影される。
【００３１】
撮像素子ユニット１２は、撮像素子２１および実装基板２２により構成されている。撮像素子２１は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサなどにより構成され、タイミング発生回路などが設けられた実装基板２２上に配置される。なお、撮像素子と実装基板との電気的な導通は、ワイヤーボンディング、はんだ接合、Ａｕ等の導電性材料によるバンプ接合等によって行われる。撮像素子２１は、図中上側の面が撮像面とされ、レンズバレル１１の内部の光学レンズにより集光された光を撮像面で受光して光電変換するようになされている。
【００３２】
筐体ユニット１３は、アクチュエータ３１、放熱部材３２、マザー基板３３、および筐体３４により構成されている。
【００３３】
アクチュエータ３１は、マザー基板３３に固定されており、例えば、ＶＣＭ、ピエゾ、ステッピングモータ、形状記憶合金、高分子アクチュエータなどにより構成され、撮像素子ユニット１２を図中上下方向に移動させる。また、アクチュエータ３１の図中上側の面は、放熱部材３２に接しており、撮像素子ユニット１２を図中上下方向に移動させる際には、放熱部材３２を弾性変形させるようになされている。
【００３４】
なお、図１に示されるような大面積かつ狭ギャップの領域に設置するアクチュエータとしては、厚み方向に対して屈曲動作を行う形状記憶合金、高分子アクチュエータが好適である。形状記憶合金や、高分子アクチュエータは、薄く形成することが容易であり、また、表面積を大きくすることで、十分な変位量と駆動力を得ることができるため、大面積かつ狭ギャップの領域に配置し易いからである。
【００３５】
放熱部材３２は、熱伝導率が高く、弾性変形が可能な材料を用いてシート状に形成される。例えば、グラファイトシート、金属シート、あるいはまた樹脂と金属からなる複合部材シートなどが、熱伝導率が高く、弾性変形が可能な材料として用いられる。図１の例では、実装基板２２の図中下側の面がシート状の放熱部材３２と接触している。
【００３６】
また、シート状の放熱部材３２がアクチュエータ３１を包むように配置されている。すなわち、シート状の放熱部材３２は、図中の左端および右端の部分が緩やかに折り曲げられている。つまり、放熱部材３２は、図中中央の垂直方向（撮像面に入射する光の光軸方向）の軸を基準として線対称に内側に折り曲げられている。そして、シート状の放熱部材３２の左右両側の端部がマザー基板３３に接触して配置されている。
【００３７】
放熱部材３２をこのように配置することで、撮像素子ユニット１２の熱を、放熱部材３２を介してマザー基板３３および筐体３４に排熱することが可能であり、また、アクチュエータ３１の動きに合わせて放熱部材３２を弾性変形させることができる。
【００３８】
マザー基板３３は、例えば、画像信号に係る信号処理回路などが設けられた基板とされ、筐体３４上に固定されて配置される。
【００３９】
図２は、撮像素子ユニット１２、放熱部材３２、およびマザー基板３３を、図１の図中上方向から見た図である。
【００４０】
上述したように、実装基板２２の下（裏面）に接触する、シート状に形成された放熱部材３２が、左右両側の端部がマザー基板３３に接触して配置されている。なお、同図では、図示されてないが、実装基板２２の下の位置において、放熱部材３２の内部に包まれるようにアクチュエータ３１が配置されることになる。
【００４１】
図３は、アクチュエータ３１が駆動されたときのカメラモジュール１０における撮像素子ユニット１２の動きを説明する図である。
【００４２】
図３Ａは、アクチュエータ３１が図中上下方向に伸びたことにより、撮像素子ユニット１２の位置がレンズバレル１１に近づく方向にシフトした態様を示している。図３Ｂは、アクチュエータ３１が図中上下方向に縮んだことにより、撮像素子ユニット１２の位置がレンズバレル１１から遠ざかる方向にシフトした態様を示している。
【００４３】
また、図３Ａおよび図３Ｂのいずれにおいても、放熱部材３２が、アクチュエータ３１の伸縮に合わせて弾性変形している。
【００４４】
このように、本技術によれば、放熱部材３２を介して撮像素子ユニット１２の熱を排熱することができ、また、アクチュエータ３１の駆動の妨げにもならないようにすることができる。
【００４５】
ところで、アクチュエータ３１が駆動する際に、例えば、図３を参照して上述したように、放熱部材３２がアクチュエータ３１の伸縮に合わせて弾性変形する。従って、アクチュエータ３１には、放熱部材３２を弾性変形させるための駆動力が要求される。
【００４６】
例えば、アクチュエータ３１の駆動力が十分に大きくない場合、放熱部材３２の剛性を調整するようにしてもよい。例えば、図４に示されるように、放熱部材３２を構成することにより、放熱部材３２の剛性を減らすことが可能である。
【００４７】
図４は、撮像素子ユニット１２、放熱部材３２、およびマザー基板３３を、図１の図中上方向から見た別の例を示す図である。図４の例では、図２の場合と異なり、シート状の放熱部材３２が曲げられた部分に切り込み３２ａが設けられている。このように、放熱部材３２が弾性変形する際に、最も変形量が多い部分の一部を切り取ってしまうことにより、放熱部材３２の剛性を減らすことができる。
【００４８】
図１乃至図３を参照して上述した例においては、放熱部材３２が左右対称の形状で配置される例について説明したが、放熱部材３２が左右非対称の形状で配置されるようにしてもよい。放熱部材３２が左右非対称の形状で配置される場合の例を図５に示す。
【００４９】
図５は、本技術を適用したカメラモジュール１０の別の構成例を示す側面図である。図５においては、図１の場合と異なり、放熱部材３２が左右非対称の形状で配置されている。図５におけるその他の部分の構成は、図１の場合と同様なので、詳細な説明は省略する。
【００５０】
図５Ａに示される構成においては、図１の場合と異なり、シート状の放熱部材３２の図中右側の端の部分が切り取られている。すなわち、図５Ａの例では、実装基板２２の図中下側の面がシート状の放熱部材３２と接触している。また、シート状の放熱部材３２がアクチュエータ３１を包むように配置されている。すなわち、シート状の放熱部材３２は、図中の左端の部分が、内側（図中右側）に緩やかに折り曲げられている。そして、シート状の放熱部材３２の左側の端部がマザー基板３３に接触して配置されている。
【００５１】
図５Ｂに示される構成においては、図１の場合と異なり、シート状の放熱部材３２の図中右側の端の部分が切り取られており、さらに、図中の左端の部分が別の方向に折り曲げられている。すなわち、図５Ｂの例では、実装基板２２の図中下側の面がシート状の放熱部材３２と接触している。また、シート状の放熱部材３２がアクチュエータ３１を包むように配置されている。すなわち、シート状の放熱部材３２は、図中の左端の部分が外側（図中左側）緩やかに折り曲げられている。そして、シート状の放熱部材３２の左側の端部がマザー基板３３に接触して配置されている。
【００５２】
カメラモジュール１０を、図５に示されるように構成することで、やはり、放熱部材３２を介して撮像素子ユニット１２の熱を排熱することができ、また、アクチュエータ３１の駆動の妨げにもならないようにすることができる。さらに、放熱部材３２の使用量を削減することによりコストを削減することも可能である。また、シート状の放熱部材３２の図中右側の端の部分が切り取られたことにより、マザー基板３３の図中右側の部分に大きな部品を実装することも可能となり、設計の自由度を向上させることができる。
【００５３】
ただし、図５の構成の場合、図１の場合と比較して、アクチュエータ３１が駆動する際に撮像素子ユニット１２左右斜め方向に傾く可能性があり、アクチュエータ３１の駆動時の撮像面の安定性に劣る。また、図５の構成の場合、図１の場合と比較して放熱部材３２とマザー基板３３との接触面積が減るため、排熱効率が低下する。
【００５４】
図５Ｂに示される構成の場合、撮像面をほぼ平行に移動させるようにするパラレルリンク方式を採用することもできる。
【００５５】
図６は、本技術を適用したカメラモジュール１０において、パラレルリンク方式を採用した場合の構成例を示す側面図である。
【００５６】
図６Ａに示されるように、パラレルリンク方式では、撮像素子ユニット１２の図中左右両端に、それぞれ支柱５１−１および支柱５１−２が配置される。また、支柱５１−１および支柱５１−２のそれぞれに接続された、図中水平方向に延在する接続部材５２−１および接続部材５２−２が設けられる。支柱５１−１および支柱５１−２は、比較的剛性の高い部材により構成され、接続部材５２−１および接続部材５２−２は、比較的剛性の低い部材により構成される。実装基板２２は、図中右側の端部が支柱５１−２に接着され、支柱５１−２と直角に固定される。
【００５７】
パラレルリンク方式では、アクチュエータ３１を駆動させた場合、支柱５１−２が常に支柱５１−１と平行に移動するように構成されている。このため、アクチュエータ３１が図中上下方向に伸びた場合、図６Ｂに示されるように、支柱５１−２が支柱５１−１と平行に、図中上方向に移動する。従って、実装基板２２も支柱５１−２と直角のまま図中上方向に移動するので、撮像素子２１の撮像面を安定して光軸方向に移動させることができる。
【００５８】
ところで、図１を参照して上述した例では、撮像素子２１と実装基板２２とを、撮像素子の撮像面裏面にて接続を行ったが、撮像素子２１と実装基板２２との接続を、撮像素子の撮像面側にて行うようにしてもよい。
【００５９】
図７は、本技術を適用したカメラモジュール１０において、撮像素子を、実装基板と撮像面側にて接続した場合の構成例を示す側面図である。
【００６０】
図７の構成の場合、図１の場合とは異なり、撮像素子２１の図中上側（撮像面側）に実装基板２２が配置されており、実装基板２２において、撮像素子２１の撮像面に対応する位置に開口部２２ａが設けられている。図７の場合、撮像素子２１の電極パッドと実装基板２２の電極パッドとがはんだ接合、Ａｕ等の導電性材料によるバンプ接合等により接続されている。図７におけるその他の部分の構成は、図１の場合と同様なので、詳細な説明は省略する。
【００６１】
以上においては、実装基板２２の下側（裏面側）に配置されたマザー基板３３、および筐体３４に、撮像素子ユニット１２の熱を排熱する場合の例について説明したが、例えば、レンズバレル１１に撮像素子ユニット１２の熱を排熱するようにしてもよい。
【００６２】
図８は、本技術を適用したカメラモジュール１０において、レンズバレル１１に撮像素子ユニット１２（撮像素子２１および実装基板２２）の熱を排熱する場合の構成例を示す側面図である。
【００６３】
図８の構成の場合、図１の場合とは異なり、筐体３４がレンズバレル１１を挟むようにして設けられている。また、シート状の放熱部材３２の図中の左端および右端の部分が緩やかに上に向かって折り曲げられている。そして、シート状の放熱部材３２の左右両側の端部がレンズバレル１１に接触して配置されている。
【００６４】
また、図８の構成の場合、図１の場合とは異なり、アクチュエータ３１の図中下側が実装基板２２の上側の面（表面）と接触し、アクチュエータ３１の図中上側がレンズバレル１１の下側の面と接触している。つまり、図８の構成の場合、撮像素子ユニット１２の熱が、放熱部材３２を介してレンズバレル１１および筐体３４に排熱される。
【００６５】
なお、カメラモジュール１０を図８のように構成する場合、撮像素子２１の撮像面においてレンズバレル内の光学レンズにより集光された光を受光できるように、アクチュエータ３１を左右に分割して配置するか、または、環状に形成して配置する必要がある。
【００６６】
また、図８の構成の場合、図１の場合とは異なり、マザー基板３３が図示されていない。
【００６７】
例えば、撮像素子ユニット１２の裏面側に配置される部品などが排熱に適さない場合、または、マザー基板３３を撮像素子ユニット１２から離れた場所に配置したい場合など、図８の構成を採用するとよい。あるいはまた、レンズバレル１１の下に十分な空間を確保できない場合にも、図８の構成を採用するとよい。図８の構成を採用することで、例えば、図１の場合と比較して、アクチュエータ３１およびマザー基板３３の厚みの分だけ、省スペース化を図ることができる。
【００６８】
図８の構成の場合も、やはり放熱部材３２を介して撮像素子ユニット１２の熱を排熱することができ、また、アクチュエータ３１の駆動の妨げにもならないようにすることができる。
【００６９】
あるいはまた、撮像素子ユニット１２の裏面側に配置される部品などが排熱には適さないが、アクチュエータの支持には適している場合、図９に示されるような構成を採用することも可能である。
【００７０】
図９は、本技術を適用したカメラモジュール１０において、レンズバレル１１に撮像素子ユニット１２（撮像素子２１および実装基板２２）の熱を排熱する場合の別の構成例を示す側面図である。
【００７１】
図９の構成の場合、図８の場合とは異なり、撮像素子ユニット１２の裏面側にアクチュエータ支持部材３５が配置されており、アクチュエータ３１は、アクチュエータ支持部材３５の上に固定されて配置されている。
【００７２】
カメラモジュール１０を図９に示されるように構成することで、アクチュエータ３１の形状の制約などを回避することが可能であり、また、アクチュエータ支持部材３５の強度や安定度合に応じてアクチュエータ３１の駆動力を大きくすることもできる。
【００７３】
図１０は、本技術を適用したカメラモジュール１０のさらに別の構成例を示す側面図である。
【００７４】
図１０の構成の場合、図１の場合とは異なり、マザー基板３３の左右両側に熱伝導部材３６−１および熱伝導部材３６−２が設けられている。そして、シート状の放熱部材３２の左右の両端が、それぞれ熱伝導部材３６−１および熱伝導部材３６−２に挟み込まれている。
【００７５】
なお、熱伝導部材３６−１および熱伝導部材３６−２は、例えば、アルミ合金、銅などにより構成される。
【００７６】
すなわち、図１０の構成の場合、撮像素子ユニット１２の熱が、放熱部材３２を介して熱伝導部材３６−１および熱伝導部材３６−２に排熱される。また、図１０の構成の場合、アクチュエータ３１の動きに合わせて、放熱部材３２の中央付近が盛り上がったり、凹んだりするように、弾性変形させられる。図１０におけるその他の部分の構成は、図１の場合と同様なので、詳細な説明は省略する。
【００７７】
例えば、放熱部材３２が、折り曲げられた状態でその形状を保持することが困難な素材などで構成される場合、図１０に示される構成を採用するとよい。
【００７８】
次に、アクチュエータ３１の構成について説明する。上述したように、大面積かつ狭ギャップの領域に設置するアクチュエータとしては、厚み方向に対して屈曲動作を行う形状記憶合金、高分子アクチュエータが好適である。
【００７９】
図１１は、高分子アクチュエータ６０の構成および動作原理を説明する断面図である。
【００８０】
図１１Ａに示されるように、高分子アクチュエータ６０は、電極層６１、電極層６２、および電解質層６３により構成されている。すなわち、平板形状の電解質層６３と、電解質層６３を挟んで対向する表面に相互に絶縁状態で形成された電極層６１および電極層６２によって高分子アクチュエータ６０が構成されている。
【００８１】
図１１Ｂは、図１１Ａの高分子アクチュエータ６０が駆動（変形）する場合の例を示している。電極層６１と電極層６２との間に電位差を生じさせることにより、電極層６１と電極層６２の間で電解質層６３を介してイオンの移動が生じる。イオンの移動が生じると、図１１Ｂに示すように、電位の向きに応じて片方の電極層では延びが生じ、もう一方の電極層には縮みが生じる。図１１Ｂの例では、電極層６１は縮んでおり、電極層６２は伸びている。
【００８２】
このように、電解質層６３の両側で伸縮が逆となることにより、高分子アクチュエータ６０の各部で図１１Ｂに示されるような、高分子アクチュエータ６０の厚み方向に対する屈曲運動が生じることとなる。
【００８３】
図１２は、例えば、平板状の高分子アクチュエータを連結してコの字型（あるいはＵ字型）の高分子アクチュエータ６０を構成した場合の構成および動作原理を説明する断面図である。
【００８４】
図１２Ａには、高分子アクチュエータ６０の初期状態が示されており、図１２Ｂには、図１２Ａの高分子アクチュエータ６０が駆動（変形）する場合の例が示されている。図１２Ｂに示されるように、電極層６１が縮んで、電極層６２が伸びたことにより、高分子アクチュエータ６０の図中右側の部分が上下に大きく開いている。
【００８５】
図１３は、図１に示したカメラモジュール１０において、図１２を参照して上述したコの字型（あるいはＵ字型）の高分子アクチュエータを、アクチュエータ３１として採用した場合の構成を示す側面図である。図１３の例では、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側を中央に向けて配置したアクチュエータ３１−１およびアクチュエータ３１−２が設けられている。
【００８６】
なお、ここでは、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側が互いに中央に向けられているが、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側が互いに外側に向けられて配置されるようにしてもよい。
【００８７】
また、図１３の場合、初期状態において、高分子アクチュエータの開口側（アクチュエータ３１−１の右側、アクチュエータ３１−２の左側）が上下に開いた形状とされている。上述したように、高分子アクチュエータの２つの電極層間に電位差を生じさせることにより、アクチュエータ３１−１およびアクチュエータ３１−２が駆動し、撮像素子ユニット（撮像素子２１および実装基板２２）の位置を図中上下方向にシフトさせる。
【００８８】
図１４は、図８に示したカメラモジュール１０において、図１２を参照して上述したコの字型（あるいはＵ字型）の高分子アクチュエータを、アクチュエータ３１として採用した場合の構成を示す側面図である。図１４の例では、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側を中央に向けて配置したアクチュエータ３１−１およびアクチュエータ３１−２が設けられている。
【００８９】
なお、ここでは、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側が互いに中央に向けられているが、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側が互いに外側に向けられて配置されるようにしてもよい。
【００９０】
また、図１４の場合、初期状態において、高分子アクチュエータの開口側（アクチュエータ３１−１の右側、アクチュエータ３１−２の左側）が上下に開いた形状とされている。上述したように、高分子アクチュエータの２つの電極層間に電位差を生じさせることにより、アクチュエータ３１−１およびアクチュエータ３１−２が駆動し、撮像素子ユニット（撮像素子２１および実装基板２２）の位置を図中上下方向にシフトさせる。
【００９１】
図１５は、図１３または図１４のアクチュエータ３１−１およびアクチュエータ３１−２の構成例をさらに説明する図である。
【００９２】
図１５Ａは、図１３または図１４のアクチュエータ３１−１およびアクチュエータ３１−２を、光軸方向から見た図である。図１５Ｂは、図１５Ａの中央の点線におけるアクチュエータ３１−１およびアクチュエータ３１−２の断面図である。図１５Ｂにおいては、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側がそれぞれ中央に向けられている。
【００９３】
図１５Ｃは、図１５Ａの中央の点線におけるアクチュエータ３１−１およびアクチュエータ３１−２の断面図の別の例を示している。図１５Ｃにおいては、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側がそれぞれ外側に向けられている。
【００９４】
ところで、図１３と図１４を参照して上述した例では、２つの高分子アクチュエータを配置することにより、カメラモジュール１０のアクチュエータ３１を構成する例について説明したが、３つ以上の高分子アクチュエータを配置することにより、カメラモジュール１０のアクチュエータ３１を構成するようにしてもよい。
【００９５】
例えば、４つの高分子アクチュエータを円形に配置することにより、カメラモジュール１０のアクチュエータ３１を構成するようにしてもよい。図１６は、４つの高分子アクチュエータを円形に配置する場合の構成例を説明する図である。この例では、それぞれ弧の形状をしたアクチュエータ３１−１乃至アクチュエータ３１−４が並べて配置されることにより、カメラモジュール１０のアクチュエータ３１が構成されている。
【００９６】
図１６Ａは、アクチュエータ３１−１乃至アクチュエータ３１−４を、光軸方向から見た図である。図１６Ｂは、図１６Ａの中央の点線におけるアクチュエータ３１−１（またはアクチュエータ３１−３）およびアクチュエータ３１−２（またはアクチュエータ３１−４）の断面図である。図１６Ｂにおいては、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側がそれぞれ中央に向けられている。
【００９７】
図１６Ｃは、図１６Ａの中央の点線におけるアクチュエータ３１−１（またはアクチュエータ３１−３）およびアクチュエータ３１−２（またはアクチュエータ３１−４）の断面図の別の例を示している。図１６Ｃにおいては、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側がそれぞれ外側に向けられている。
【００９８】
図１６では、４つの高分子アクチュエータを円形に配置する場合の例について説明したが、例えば、４つの高分子アクチュエータを矩形に配置することにより、カメラモジュール１０のアクチュエータ３１を構成するようにしてもよい。図１７は、４つの高分子アクチュエータを矩形に配置する場合の構成例を説明する図である。この例では、それぞれ直角に曲がった鉤の形状をしたアクチュエータ３１−１乃至アクチュエータ３１−４が並べて配置されることにより、カメラモジュール１０のアクチュエータ３１が構成されている。
【００９９】
図１７Ａは、アクチュエータ３１−１乃至アクチュエータ３１−４を、光軸方向から見た図である。図１７Ｂは、図１７Ａの中央の点線におけるアクチュエータ３１−１（またはアクチュエータ３１−３）およびアクチュエータ３１−２（またはアクチュエータ３１−４）の断面図である。図１７Ｂにおいては、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側がそれぞれ中央に向けられている。
【０１００】
図１７Ｃは、図１７Ａの中央の点線におけるアクチュエータ３１−１（またはアクチュエータ３１−３）およびアクチュエータ３１−２（またはアクチュエータ３１−４）の断面図の別の例を示している。図１７Ｃにおいては、２つのコの字型の高分子アクチュエータの開口側がそれぞれ外側に向けられている。
【０１０１】
例えば、図１６または図１７に示されるように、カメラモジュール１０のアクチュエータ３１を、４つの高分子アクチュエータに分割して構成することで、アクチュエータ３１−１乃至アクチュエータ３１−４を独立して駆動させることも可能となる。例えば、アクチュエータ３１−１乃至アクチュエータ３１−４のそれぞれを独立制御することで、撮像素子２１の撮像面のチルト制御が可能となる。例えば、撮像面の位置、チルト検出器等と組み合わせることで位置とチルトをフィードバック制御することも可能である。
【０１０２】
また、上述した例では、アクチュエータ３１を２つ、または４つに分割して構成する場合の例について説明したが、チルト制御の方向、精度などに応じて、それら以外の分割数を採用してもよい。
【０１０３】
ところで、カメラモジュール１０においては、撮像素子ユニット１２の実装基板２２とマザー基板３３とを電気的に接続する必要がある。図１８は、本技術を適用したカメラモジュール１０における撮像素子ユニット１２とマザー基板３３との電気的接続を説明する図である。なお、ここでは、例として図１に示されるカメラモジュール１０における電気的接続について説明する。
【０１０４】
図１８において、マザー基板３３には、コネクタ４１が設けられており、実装基板２２に接続されたフレキシブル基板４２の図中左側端部がコネクタ４１に結合されている。このようにすることで、フレキシブル基板４２の内部に配置された複数の信号線を介して実装基板２２とマザー基板３３との間で各種の信号が送受信される。
【０１０５】
なお、図１８に示されるようにフレキシブル基板４２を介して実装基板２２とマザー基板３３とを電気的に接続する場合、アクチュエータ３１が駆動する際に、放熱部材３２とともにフレキシブル基板４２を弾性変形させる必要がある。また、図１８においては、図中左側にのみフレキシブル基板４２が設けられているが、例えば、全体の剛性のバランスをとるために、図中右側にもフレキシブル基板が設けられるようにしてもよい。
【０１０６】
ところで、近年、カメラモジュールにおける高画素化、画像データの高速処理化が進んでいることから、実装基板２２とマザー基板３３との間での信号の送受信に用いる信号線の数も増える傾向にある。このため、フレキシブル基板４２は大型化し、また内部の信号線により剛性が高くなる傾向にある。
【０１０７】
例えば、フレキシブル基板４２の大型化、高剛性化を回避するために、実装基板２２とマザー基板３３との間で送受信される信号の一部が、ミリ波などの無線で送受信されるようにしてもよい。
【０１０８】
図１９は、本技術を適用したカメラモジュール１０における撮像素子ユニット１２とマザー基板３３との電気的接続を説明する図である。なお、ここでは、例として図１に示されるカメラモジュール１０における電気的接続について説明する。
【０１０９】
図１９において、マザー基板３３には、コネクタ４１が設けられており、実装基板２２に接続されたフレキシブル基板４２の図中左側端部がコネクタ４１に結合されている。このようにすることで、フレキシブル基板４２の内部に配置された複数の信号線を介して実装基板２２とマザー基板３３との間で各種の信号が送受信される。
【０１１０】
また、図１９の場合、実装基板２２上に無線通信部４３−１が設けられており、マザー基板３３上に無線通信部４３−２が設けられている。このようにすることで、実装基板２２とマザー基板３３との間で送受信される信号の一部が、ミリ波などの無線で送受信される。
【０１１１】
カメラモジュール１０を図１９のように構成することで、例えば、図１８の場合と比較して、カメラモジュール１０の小型化が容易になり、また、アクチュエータ３１の駆動力とフレキシブル基板４２の剛性の調整も容易となる。
【０１１２】
上述したように、本技術を適用したカメラモジュールは、例えば、携帯電話機、スマートフォンなどの電子機器に搭載される。図２０は、本技術を適用した携帯電話機の一実施の形態に係る内部構成例を示すブロック図である。
【０１１３】
図２０に示される携帯電話機１００おいて、通信アンテナ１１２は、例えば内蔵アンテナであり、通話や電子メール等のパケット通信のための信号電波の送受信を行う。通信回路１１１は、送受信信号の周波数変換、変調と復調等を行う。
【０１１４】
スピーカ１２０は、携帯電話機１００に設けられている受話用のスピーカや、リンガ（着信音）、アラーム音等の出力用スピーカであり、制御・演算部１１０から供給された音声信号を音響波に変換して空気中に出力する。
【０１１５】
マイクロホン１２１は、送話用及び外部音声集音用のマイクロホンであり、音響波を音声信号に変換し、その音声信号を制御・演算部１１０へ送る。
【０１１６】
表示部１１３は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスと、そのディスプレイの表示駆動回路とを含み、制御・演算部１１０から供給された画像信号により、上記ディスプレイ上に例えば電子メール等の各種文字や画像を表示し、また、カメラ部１２４から撮影画像が供給された時にはその撮影画像を表示する。
【０１１７】
操作部１１４は、携帯電話機１００の筐体上に設けられているテンキーや発話キー、終話／電源キー等の各キーや十字キー，シャッターボタン，水平撮影モードスイッチ等の各操作子と、それら操作子が操作された時の操作信号を発生する操作信号発生器とからなる。なお、携帯電話機１００がタッチパネルを備えている場合には、当該タッチパネルも操作部１１４に含まれる。
【０１１８】
カメラ部１２４は、例えば、上述したカメラモジュール１０に相当する機能ブロックとされる。すなわち、カメラ部１２４として、本技術を適用したカメラモジュール１０が配置される。カメラ部１２４により撮影された画像信号は、制御・演算部１１０により種々の画像処理が施された後、表示部１１３のディスプレイ画面上に表示されたり、圧縮等されてメモリ部１１６に保存等される。
【０１１９】
メモリ部１１６は、当該端末の内部に設けられている内蔵メモリと、いわゆるＳＩＭ（Subscriber Identity Module）情報等を格納する着脱可能なカード状メモリとを含む。内蔵メモリは、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）とからなる。ＲＯＭは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ（NAND-type flash memory）或いはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能なＲＯＭからなる。ＲＯＭには、例えば、ＯＳ（Operating System）プログラム、制御・演算部１１０が各部を制御するための制御プログラム、様々なアプリケーションプログラム、辞書データ、着信音やキー操作音等の音データ、カメラ部１２４により撮影された画像データなどが格納される。
【０１２０】
ＲＡＭは、制御・演算部１１０が各種のデータ処理を行う際の作業領域として、随時データを格納する。
【０１２１】
制御・演算部１１０は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）からなり、通信回路１１１における通信の制御、音声処理及びその制御、画像処理及びその制御、カメラ部１２４における撮影制御、その他各種信号処理や各部の制御等を行う。また、制御・演算部１１０は、メモリ部１１６に格納されている各種の制御プログラムやアプリケーションプログラムの実行及びそれに付随する各種データ処理等を行う。
【０１２２】
その他、図示を省略しているが、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星電波を用いた現在位置検出部、非接触型ＩＣカード等で用いられる非接触通信を行う非接触通信部、各部へ電力を供給するバッテリとその電力をコントロールするパワーマネージメントＩＣ部、外部メモリ用スロット、デジタル放送の受信チューナ部とＡＶコーデック部など、一般的な携帯電話機１００に設けられる各構成要素についても備えている。
【０１２３】
ここでは、本技術を適用したカメラモジュールが携帯電話機に搭載される例について説明したが、本技術を適用したカメラモジュールが、例えば、スマートフォン、タブレット型端末、コンパクトデジタルカメラ、デジタル一眼レフカメラ、ビデオカメラ、監視カメラなどの各種の電子機器に搭載されるようにすることも可能である。
【０１２４】
また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１２５】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
【０１２６】
（１）
撮像素子および実装基板を含んで構成される撮像素子ユニットと、
前記撮像素子ユニットの一部および前記撮像素子ユニット以外の部品に接触し、弾性変形することで前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるシート状放熱部材と、
前記シート状放熱部材を弾性変形させて前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるアクチュエータと
を備えるカメラモジュール。
（２）
前記シート状放熱部材は、前記撮像面に入射する光の光軸と平行な軸を基準とし、線対称に折り曲げられている
（１）に記載のカメラモジュール。
（３）
前記シート状放熱部材の一部に切り込みが設けられている
（１）または（２）に記載のカメラモジュール。
（４）
前記撮像素子ユニット以外の部品が、信号処理回路を含むマザー基板である
（１）乃至（３）のいずれかに記載のカメラモジュール。
（５）
前記撮像素子ユニット以外の部品が、光学レンズを内蔵したレンズバレルである
（１）乃至（４）のいずれかに記載のカメラモジュール。
（６）
前記アクチュエータが、前記撮像素子ユニットの前記撮像面の裏面側に配置されている
（１）乃至（５）のいずれかに記載のカメラモジュール。
（７）
前記アクチュエータは、厚み方向に対して屈曲動作を行う形状記憶合金、または高分子アクチュエータである
（１）乃至（６）のいずれかに記載のカメラモジュール。
（８）
前記アクチュエータが、前記撮像素子ユニットの前記撮像面と平行な面上において複数に分割され、前記分割されたアクチュエータのそれぞれが独立して駆動される
（１）乃至（７）のいずれかに記載のカメラモジュール。
（９）
前記実装基板とは異なる基板と、フレキシブル基板を介して電気的に接続される
（１）乃至（８）のいずれかに記載のカメラモジュール。
（１０）
前記実装基板とは異なる基板と、前記実装基板との間で送受信される信号の一部を無線により送受信する無線通信部をさらに備える
（９）に記載のカメラモジュール。
（１１）
撮像素子および実装基板を含んで構成される撮像素子ユニットと、
前記撮像素子ユニットの一部および前記撮像素子ユニット以外の部品に接触し、弾性変形することで前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるシート状放熱部材と、
前記シート状放熱部材を弾性変形させて前記撮像素子ユニットの撮像面を移動させるアクチュエータとを有するカメラモジュールを備える
電子機器。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  カメラモジュール，  １１  レンズバレル，  １２  撮像素子ユニット，  １３  筐体ユニット，  ２１  撮像素子，  ２２  実装基板，  ３１  アクチュエータ，  ３２  放熱部材，  ３３  マザー基板，  ４１  コネクタ，  ４２  フレキシブル基板，  ４３−１，  ４３−２  無線通信部，  １００  携帯電話機，  １２４  カメラ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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