(57)【要約】【課題】撮像素子あるいは撮像素子制御用電子部品からの熱が十分に放熱され、良好な撮像信号が得られる手振れ補正ユニットを提供する。【解決手段】撮像素子を変位させて手振れ補正動作を行なう手振れ補正ユニット３において、固定部材５と、撮像素子１６と、上記撮像素子１２の受光面に平行な面内におけるＹ方向に沿って固定部材５に対して変位可能に支持されるＹ可動枠８と、Ｙ可動枠８を駆動するＹ駆動部７と、Ｙ可動枠８と共にＹ方向に沿って変位可能であり、撮像素子１６の受光面と平行な面内にて上記第一の方向と交差交するＸ方向に沿ってＹ可動枠８に対して変位可能に支持され、撮像素子１６を支持するＸ可動枠１０と、Ｘ可動枠１０を駆動するＸ駆動部９と、固定部材５に形状記憶合金からなる貫通部材１２を介して固定された状態でＸ可動枠１０と対向する位置に配置される放熱板１１とを具備する。【選択図】図１
2011254261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により結像される被写体像を受けて画像データを生成するための撮像素子を変位させて手振れ補正動作を行なう手振れ補正ユニットにおいて、
固定部材と、
上記撮像素子、および、または、該撮像素子の受光面に平行に配置された電子部品が固着されたプリント基板との少なくとも一方と、
上記撮像素子の受光面に平行な面内における第一の方向に沿って上記固定部材に対して変位可能に支持される第一の可動部材と、
上記第一の可動部材を駆動するための第一の駆動手段と、
上記第一の可動部材と共に上記第一の方向に沿って変位可能であり、上記撮像素子の受光面、および、または、上記プリント基板の平面と平行な面内において、上記第一の方向に対して交差する第二の方向に沿って上記第一の可動部材に対して変位可能に支持され、上記撮像素子を支持する第二の可動部材と、
上記第二の可動部材を駆動するための第二の駆動手段と、
上記第二の可動部材と対向する位置に配される放熱部材と、
上記放熱部材を上記固定部材に連結し、固定する形状記憶合金からなる貫通部材と、
を具備することを特徴とする手振れ補正ユニット。
【請求項２】
上記貫通部材の断面積に対して上記第二の可動部材に対向する上記放熱部材の平板面積を大きくしたことを特徴とする請求項１記載の手振れ補正ユニット。
【請求項３】
上記貫通部材は、複数個とし、上記固定部材に雌ネジ部材を介在して固定することを特徴とする請求項１記載の手振れ補正ユニット。
【請求項４】
上記貫通部材は、周囲温度が上昇すると、上記撮像素子と上記放熱部材との離間距離が減少する方向に変形することを特徴とする請求項１記載の手振れ補正ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手振れ補正ユニットの放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像素子を使用する撮像装置において、撮像動作が頻繁に繰り返された場合、撮像素子および撮像制御基板が高温になり、撮像信号にノイズ成分が増大する可能性がある。そのため、放熱構造を必要するが、特に上記撮像素子および撮像制御基板が可動である手振れ補正機構が組み込まれた撮像装置においては、可動体に対する放熱構造が必要となる。
【０００３】
そこで、特許文献１に開示された撮像装置は、撮像素子を適用する可動の撮像ユニットを備えた手振れ補正機構が組み込まれた装置に関するものである。図２３に示すように該撮像装置の撮像ユニット１８Ａは、装置外装体に固定支持される固定部材２２Ａに対して２次元駆動装置を介して変位可能に支持されており、カバーガラス５０Ａと、撮像素子４２Ａと、放熱板４４Ａと、信号処理回路基板４６Ａと、放熱シート５２Ａとを具備している。
【０００４】
放熱板４４Ａは、撮像素子４２Ａの背面側に密着して配されている。放熱板４４Ａと信号処理回路基板４６Ａとの間には、所定のスペースＳＡを設けるためにスペーサ４８Ａが配されている。放熱シート５２Ａは、信号処理回路基板４６Ａの各制御素子に密着した配されてる。撮像素子４２Ａの熱は、主に放熱板４４Ａを経て、さらに、信号処理回路基板４６Ａの制御素子の熱は、主に放熱シート５２Ａを経て空気を介して装置外に放熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４７６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に開示された撮像装置においては、撮像素子４２Ａおよび信号処理回路基板４６Ａの各制御素子の熱が主に一定隙間の空気を介して放熱されることから、必ずしも十分な放熱が期待できないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、撮像素子および撮像素子制御用電子部品からの熱が十分に放熱され、雑音のない良好な撮像信号が得られる手振れ補正ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の手振れ補正ユニットは、撮影光学系により結像される被写体像を受けて画像データを生成するための撮像素子を変位させて手振れ補正動作を行なう手振れ補正ユニットにおいて、固定部材と、上記撮像素子、および、または、該撮像素子の受光面に平行に配置された電子部品が固着されたプリント基板との少なくとも一方と、上記撮像素子の受光面に平行な面内における第１の方向に沿って上記固定部材に対して変位可能に支持される第一の可動部材と、上記第一の可動部材を駆動するための第一の駆動手段と、上記第一の可動部材と共に上記第一の方向に沿って変位可能であり、上記撮像素子の受光面、および、または、上記プリント基板の平面と平行な面内において、上記第一の方向に交差する第二の方向に沿って上記第一の可動部材に対して変位可能に支持され、上記撮像素子を支持する第二の可動部材と、上記第二の可動部材を駆動するための第二の駆動手段と、上記第二の可動部材と対向する位置に配される放熱部材と、上記固定部材と上記放熱部材とを連結し、固定する形状記憶合金からなる貫通部材とを具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、撮像素子あるいは撮像素子制御用電子部品からの熱が十分に放熱され、雑音のない良好な撮像信号が得られる手振れ補正ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態としての手振れ補正ユニットを内蔵するデジタルカメラの要部縦断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図１のデジタルカメラに内蔵される手振れ補正ユニットにて放熱板と固定部材とを結合する貫通部材の結合部断面図
【図４】図１のデジタルカメラに内蔵される手振れ補正ユニットの撮像素子非動作状態における模式的断面図
【図５】図１のデジタルカメラに内蔵される手振れ補正ユニットの撮像素子動作状態における模式的断面図
【図６】図１のデジタルカメラに内蔵される手振れ補正ユニットの撮像素子動作状態にて該撮像素子が高温に達した状態における模式的断面図
【図７】図４の手振れ補正ユニットに組み込まれる適用される貫通部材の素材である形状記憶合金の温度に対する伸び率の変化を示す図
【図８】図４の手振れ補正ユニットにおける熱伝達経路図
【図９】図４の手振れ補正ユニットおよび従来の手振れ補正ユニットにおける外気温度に対する撮像素子と外気との温度差の変化を示す図
【図１０】図４の手振れ補正ユニットおよび従来の手振れ補正ユニットにおける撮像素子発熱量に対する撮像素子と外気との温度差の変化を示す図
【図１１】図４の手振れ補正ユニットにおける貫通部材が形状記憶合金である場合と、他種の金属である場合との各構造部材と外気との温度差を示す図
【図１２】本発明の第二実施形態としての手振れ補正ユニットの撮像素子非動作状態における模式的断面図
【図１３】図１２の手振れ補正ユニットの撮像素子動作状態における模式的断面図
【図１４】図１２の手振れ補正ユニットにおける熱伝達経路図
【図１５】図１２の手振れ補正ユニットおよび従来の手振れ補正ユニットにおける外気温度に対する撮像素子と外気との温度差の変化を示す図
【図１６】図１２の手振れ補正ユニットおよび従来の手振れ補正ユニットにおける外気温度に対する制御基板ユニットと外気との温度差の変化を示す図
【図１７】図１２の手振れ補正ユニットおよび従来の手振れ補正ユニットにおける撮像素子発熱量に対する撮像素子と外気との温度差の変化を示す図
【図１８】図１２の手振れ補正ユニットおよび従来の手振れ補正ユニットにおける制御基板ユニット発熱量に対する制御基板ユニットと外気との温度差の変化を示す図
【図１９】図１２の手振れ補正ユニットにおける貫通部材が形状記憶合金である場合と、他の金属で或る場合との各構造部材と外気との温度差を示す図
【図２０】本発明の第三実施形態としての手振れ補正ユニットの撮像素子動作状態における模式的断面図
【図２１】図２０の手振れ補正ユニットの撮像素子高温状態における模式的断面図
【図２２】図２０の手振れ補正ユニットにおける熱伝達経路図
【図２３】従来の手振れ補正ユニットの要部縦断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。  
本発明の一実施形態としての手振れ補正ユニットを内蔵する撮像装置であるデジタルカメラ１について、図１，２を用いて説明する。
【００１２】
デジタルカメラ１は、手振れ補正ユニット３および撮像制御部（図示せず）を内蔵するカメラ外装体２と、撮影光学系である撮影レンズ３１を内蔵する鏡筒部３０とからなる。
【００１３】
なお、図中、撮影レンズ３１の光軸をＯで示し、光軸Ｏ方向の被写体側を前方とし、光軸Ｏの結像側を後方（背面側）とする。また、光軸Ｏに対して垂直方向であって、通常のカメラ撮影姿勢にて左右方向をＸ方向とし、上下方向をＹ方向とする。
【００１４】
上記撮像制御部は、撮像素子１６より出力される画像データ（撮像信号）を取り込み、画像処理を行って、記憶媒体（図示せず）に記録するための電気制御部であり、さらに、カメラ外装体２の手振れを検出するための手振れセンサを備えている。
【００１５】
手振れ補正ユニット３は、カメラ外装体２に固定支持される固定部材５と、固定部材５に支持され、固定部材５に対して第一の方向であるＹ方向に変位な第一の可動部材としてのＹ可動枠８と、固定部材に配置され、Ｙ可動枠８をＹ方向に駆動するための第一の駆動手段としてのＹ駆動部７と、Ｙ可動枠８に支持され、Ｙ可動枠８に対して第二の方向であるＸ方向に変位な第二の可動部材としてのＸ可動枠１０と、Ｙ可動枠８に支持され、Ｘ可動枠１０をＸ方向に駆動するための第二の駆動手段としてのＸ駆動部９と、Ｘ可動枠１０に固定支持される部材として光学フィルタ１７、撮像素子支持板１５および撮像素子１６と、固定部材５に貫通部材１２を介して支持され、撮像素子支持板１５と光軸Ｏ方向に対向する状態で配置される放熱部材としての放熱板１１とを備えている。
【００１６】
固定部材５は、熱拡散性のよいアルミニウム合金、ステンレス鋼や銅合金、あるいは、高熱伝導性樹脂で形成され、カメラ外装体２に支持部６を介して固定されて配されている。
【００１７】
Ｙ駆動部７およびＸ駆動部９は、ステッピングモータやボイスコイルモータなどのアクチュエータからなり、それぞれＹ可動枠８、または、Ｘ可動枠１０をＹ方向、または、Ｘ方向に沿って変位駆動する。
【００１８】
Ｙ可動枠８およびＸ可動枠１０は、それぞれアルミニウム合金、あるいは、高熱伝導性樹脂で形成されている。
【００１９】
撮像素子１６は、撮影レンズ３１により結像される被写体像を受けて画像データを生成するためのものであって、撮像素子受光面がＸＹ平面に沿った状態で撮像素子支持板１５に固着され、フレキシブル回路基板１９を介して上記撮影制御部に接続されている。
【００２０】
撮像素子支持板１５は、アルミニウム合金で形成される平板形状の部材であり、該支持板の平面部が上記撮像素子受光面に平行、すなわち、ＸＹ平面に沿った状態でＸ可動枠１０に固着されている。
【００２１】
放熱板１１は、熱拡散性のよいステンレス鋼板、銅板、高熱伝導性樹脂等からなる平板部材であり、該放熱板の平面部が撮像素子支持板１５と平行であって、通常の撮像素子非動作および動作状態で離間した状態で配置される。そして、放熱板１１の背面と固定部材５の前面の間には、Ｙ可動枠８のＹ方向長孔８ａを貫通する状態で複数本の貫通部材１２が密着して固着される。
【００２２】
貫通部材１２は、形状記憶合金からなる部材であり、温度によってマルテンサイトからオーステナイトへの相変態中に生じる長さの変化を利用する。そして、ＸＹ平面上の断面積が大きく、かつ、熱伝導率が高いもの、少なくとも熱伝導率１Ｗ／ｍＫ以上のものが望ましい。本実施形態においては、総断面積２０ｍｍ×２０ｍｍ、長さ４ｍｍ、熱伝導率１６Ｗ／ｍＫのものを適用する。但し、貫通部材１２の上記断面積は、放熱板１１の平面部面積より小さいものとする。なお、貫通部材１２の素材の温度に対する伸び率は図７に示される。貫通部材１２は、後述するように放熱板１１および固定部材５に対して接着、ネジ締結、あるいは、かしめにより固着される。
【００２３】
貫通部材１２の放熱板１１および固定部材５との結合構造について、図３の結合部断面図を用いて説明する。貫通部材１２の放熱板１１側の端部は、放熱板１１の凹部１１ａに嵌入し、接着固定される。一方、貫通部材１２の固定部材５側の端部にはナット部材１２ａが接着固定されている。ナット部材１２に固定部材５を当て付け、ビス１８を螺着して、固定部材５に貫通部材１２の端部が固定される。組み立て時には、予め、放熱板１１に固着された貫通部材１２をＹ可動枠８のＹ方向長孔８ａに挿通させ、貫通部材１２のナット部材１２ａに背面側から固定部材５を当て付け、ビス１８により固定部材５に固定する。
【００２４】
上述した構成を有するデジタルカメラ１にて、手振れ補正モードでの撮影を行う場合の動作について説明する。レリーズスイッチが押圧操作されてとき、上記手振れセンサによりカメラ外装体２の手振れが検出された場合、手振れユニット３にてカメラ外装体２の手振れ状態を補正するべく、Ｙ駆動部７およびＸ駆動部９が駆動され、Ｙ可動枠８、または、Ｘ可動枠１０がＹ方向、または、Ｘ方向に変位駆動される。該変位動作中に撮像素子１６の露光が行われる。撮像素子１６より手振れ補正がなされた撮像信号が上記撮像制御部に出力され、撮影画像データが上記記憶媒体に記録される。
【００２５】
ここで、上述した撮影動作が繰り返し行われ、撮像素子１６の温度が上昇したときの放熱状態について、図４〜６，８を用いて説明すると、デジタルカメラ１の撮影開始直後状態、あるいは、撮影待機状態では、撮像素子１６、あるいは、放熱板１１を支持する貫通部材１２の温度は、常温に近く、貫通部材１２の光軸Ｏ方向の長さは、図７に示した伸び率特性上、比較的に短い状態となっている。従って、図４に示すように撮像素子支持板１５と放熱板１１との間は、比較的に大きい離間距離Ｃ0だけ離間している。
【００２６】
その後、撮影が繰り返され、撮像素子１６の温度が上昇すると、放熱板１１を支持する貫通部材１２の温度も上昇し、光軸Ｏ方向に伸びる。この貫通部材１２の伸びにより撮像素子支持板１５と放熱板１１との間が接近し、図５に示すようにより狭い離間距離Ｃ1となる。このように撮像素子支持板１５と放熱板１１との間が接近すると、撮像素子１６の熱は、撮像素子支持板１５から放熱板１１に伝熱しやすくなり、さらに、放熱板１１の熱は、貫通部材１２を通して固定部材５に伝熱され、外気に向けて放熱される。これによって撮像素子１６の温度上昇は抑えられ、雑音のない良好な撮像信号が撮像素子１６から出力される。
【００２７】
また、長時間撮影が繰り返され、加えて外気温度も高いようなとき、撮像素子１６が異常高温状態になり、雑音のない良好な撮像信号が出力できない状態、撮像不能状態になると、貫通部材１２がさらに光軸Ｏ方向に伸び、図６に示すように放熱板１１が撮像素子支持板１５に接触する。この接触状態では、撮像素子１６の熱は、撮像素子支持板１５から放熱板１１に伝熱されやすくなり、撮像素子１６の温度が急速に低下する。そして、撮像素子１６は、速やかに雑音のない良好な撮像信号を出力できる状態に戻される。
【００２８】
本実施形態の手振れ補正ユニット３の撮像素子１６の熱が外気に放熱される経路を図８の熱伝達経路図を用いて説明する。撮像素子１６の熱は、撮像素子支持板１５からＸ可動枠１０、Ｘ駆動部９、Ｙ可動枠８、Ｙ駆動部７、固定部材５へ伝わり、一方、撮像素子支持板１５から空気を介して、または、接触熱抵抗状態にて放熱板１１、貫通部材１２、固定部材５へ伝熱され、さらに、固定部材５から支持部６を介してカメラ外装体２へ、さらに、外気へ直接、または、空気を介して放熱される。
【００２９】
本実施形態の手振れ補正ユニット３と従来の手振れ補正ユニットにおける外気温度に対する撮像素子と外気との温度差の変化について、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記載）を用いたシミュレーションにより求めた結果を図９により説明する。
【００３０】
図９において、特性線Ｅａは、従来の手振れ補正ユニットにて放熱板１１なしの構造における外気温度に対する撮像素子と外気との温度差を示す。特性線Ｅｂは、手振れ補正ユニットにて放熱板１１を撮像素子支持板１５に対して一定の離間距離を保って配置する構造における外気温度に対する撮像素子と外気との温度差を示す。特性線Ｅｃは、本実施形態の手振れ補正ユニット３にて上述した放熱板１１と撮像素子支持板１５との離間距離が温度によって変化する構造を採用したときの外気温度に対する撮像素子と外気との温度差を示す。それぞれ撮像素子１６の発熱量０．５Ｗの場合を示している。
【００３１】
本実施形態の手振れ補正ユニット３では、上記従来のユニットに比較して撮像素子１６と外気との温度差が少なく、かつ、外気温度が高くなった場合、撮像素子と外気との温度差は、上記従来のユニットでは略一定、すなわち、外気と共に撮像素子の温度が高くなるが、本実施形態の手振れ補正ユニット３の場合は下がっていく。すなわち、撮像素子１６の温度が高くなる度合いが低い。
【００３２】
また、本実施形態の手振れ補正ユニット３と従来の手振れ補正ユニットにおける撮像素子発熱量に対する撮像素子と外気との温度差の変化について、ＰＣを用いたシミュレーションにより求めた結果を図１０により説明する。
【００３３】
図１０において、特性線Ｆａは、従来の手振れ補正ユニットにて放熱板１１なしの構造における撮像素子発熱量に対する撮像素子１６と外気との温度差を示す。特性線Ｆｂは、従来の手振れ補正ユニットにて放熱板１１を撮像素子支持板１５に対して一定の離間距離を保って配置する構造における撮像素子発熱量に対する撮像素子１６と外気との温度差を示す。特性線Ｆｃは、本実施形態の手振れ補正ユニット３にて上述した放熱板１１と撮像素子支持板１５との離間距離が温度によって変化する構造を採用したときの撮像素子発熱量に対する撮像素子１６と外気との温度差を示す。それぞれ外気温度４０°Ｃの場合を示している。
【００３４】
本実施形態の手振れ補正ユニット３では、上記従来のユニットの場合と同様に撮像素子発熱量が多いほど、撮像素子１６と外気との温度差も大きくなるが、所定の撮像素子発熱量の範囲で、特に発熱量の高いところでの撮像素子１６と外気との温度差は、上記従来のユニットよりも、本実施形態の手振れ補正ユニット３では少ない。すなわち、撮像素子１６の温度がより低く抑えられる。
【００３５】
次に形状記憶合金製の貫通部材を適用する本実施形態の手振れ補正ユニット３と形状記憶合金製ではない貫通部材を適用する手振れ補正ユニットとにおける各構成部材と外気との温度差について、ＰＣを用いたシミュレーションにより求めた結果を図１１により説明する。
【００３６】
図１１において、特性線Ｇｄは、形状記憶合金ではない金属製の貫通部材を適用する手振れ補正ユニットの構造における各構成部材と外気との温度差を示す。特性線Ｇｃは、形状記憶合金製の貫通部材を適用する本実施形態の手振れ補正ユニット３における各構成部材と外気との温度差を示す。それぞれ外気温度４０°Ｃであって、撮像素子１６の発熱量０．５Ｗである場合を示している。
【００３７】
本実施形態の手振れ補正ユニット３の特性線Ｇｃにおける撮像素子１６と固定部材５との温度差ｍｃは、外気との温度差で示される特性線Ｇｄにおける撮像素子１６と固定部材５との温度差ｍｄよりも低く、本実施形態の手振れ補正ユニット３における撮像素子１６の温度は、低く抑えられる。
【００３８】
以上、説明したように本実施形態の手振れユニット３を内蔵するデジタルカメラ１によれば、撮像素子支持板１５に対向して配される放熱板１１を形状記憶合金製の貫通部材１２で支える構造を採用して撮像素子１６の作動温度により撮像素子支持板１５と放熱板１１との隙間を変化させ、撮像素子１６の作動状態での伝熱性を向上させて撮像素子１６を高温状態になりにくくする。また、万一、撮像素子１６が異常高温状態に達したときには撮像素子支持板１５に放熱板１１を接触させ、撮像素子１６を急速冷却することで速やかに撮像可能な状態に戻すことができる。
【００３９】
なお、上述した第一実施形態の手振れ補正ユニット３において、貫通部材１２を挿通させるためにＹ方向長孔８ａを設けたＹ可動枠８を適用し、前述したように組み立て時に貫通部材１２と固定部材５との結合をＹ可動枠８装着後に行う必要があって、組み立て性がよくない。
【００４０】
そこで、上記Ｙ可動枠８に替えて、Ｙ駆動部としてリニアアクチュエータを適用することで枠形状ではないＹ方向に移動する直進のＹ可動部材を適用する変形例が考えられる。このＹ可動枠８にＸ駆動枠１０を駆動するＸ駆動部９が支持されている。
【００４１】
本変形例では第一実施形態における貫通部材挿通用のＹ方向長孔８ａを設けたＹ可動枠８が不要である。そして、貫通部材１２と固定部材５との結合を必ずしもナット部材１２ａを用いることなく、直接、接着固定する構造を採用することができ、手振れ補正ユニットの組み立て時に放熱板１１、貫通部材１２、固定部材５が一体化された状態でも組み付け可能となり、組立性が向上する。
【００４２】
また、第一実施形態の別の変形例として放熱板１１の撮像素子支持板１５との接触可能な平面部に接触センサを配する構成のものを提案することも可能である。この変形例では、撮像素子１６が異常高温状態になり、図６に示すように放熱板１１が撮像素子支持板１５に接触したことが上記接触センサで検出されたとき、撮像動作および手振れ補正動作を禁止するように制御する。
【００４３】
従って、本変形例によれば、撮像素子１６が異常高温状態に達したとき、放熱板１１が撮像素子支持板１５をさらに加圧することによる手振れ補正ユニット３の不具合発生を防止し、同時に不完全な手振れ補正処理動作を行わせないようにすることができる。
【００４４】
次に、本発明の第二の実施形態としての手振れ補正ユニットについて、図１２〜１９を用いて説明する。  
本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａは、第一の実施形態の場合と同様に撮像装置であるデジタルカメラに内蔵される。第一の実施形態の手振れ補正ユニット３に対して異なる構成として、図１２，１３に示すように撮像素子支持板１５の背面側に近接した状態で撮像素子１６の制御を行う電子部品２２が固着されたプリント基板である制御基板ユニット２０が支持され、該制御基板ユニット２０に対向し、隙間を有する状態で貫通部材１２に支持された放熱板１１が配置される。その他の固定部材５からＹ可動部８，Ｘ可動部１０，撮像素子１６等の構成は、第一の実施形態の手振れ補正ユニット３と同様であり、同一の符号を付す。以下、異なる部分について説明する。
【００４５】
手振れ補正ユニット３Ａにおいて、放熱板１１は、制御基板ユニット２０のプリント基板２１上に実装される制御素子等の電子部品２２に対向し、光軸Ｏ方向の隙間をもって配置され、固定部材５に貫通部材１２を介して支持される。
【００４６】
撮影が開始された状態、あるいは、撮影待機状態では、撮像素子１６、電子部品２２、あるいは、貫通部材１２の温度は、常温に近く、図１２に示すように制御基板ユニット２０の電子部品２２表面と放熱板１１との間は、比較的に大きい離間距離Ｐ0だけ離間している。
【００４７】
撮影が繰り返された状態で撮像素子１６、電子部品２２とともに貫通部材１２の温度が上昇すると、貫通部材１２の光軸Ｏ方向の長さが伸びる。この貫通部材１２の伸びにより制御基板ユニット２０の電子部品２２の表面と放熱板１１との間が接近し、図１３に示すようにより狭い離間距離Ｐ1となる。このように電子部品２２と放熱板１１との間が接近すると、撮像素子１６および電子部品２２の熱は、撮像素子支持板１５、あるいは、制御基板ユニット２０を経て放熱板１１へより伝熱しやすい状態になる。そして、放熱板１１の熱は、貫通部材１２を通して固定部材５に伝熱され、外気に向けて放熱される。これによって撮像素子１６および電子部品２２の温度上昇はともに抑えられ、雑音の乗らない良好な撮像信号、撮影画像信号が撮像素子１６および制御基板ユニット２０から出力されることになる。
【００４８】
手振れ補正ユニット３Ａにおける撮像素子１６および制御基板ユニット２０の熱が外気に放熱される経路を図１４の熱伝達経路図を用いて説明する。撮像素子１６の熱は、撮像素子支持板１５からＸ可動枠１０、Ｘ駆動部９、Ｙ可動枠８、Ｙ駆動部７、固定部材５へ伝熱される。一方、撮像素子支持板１５から制御基板ユニット２０、放熱板１１に空気を介して伝熱され、さらに、貫通部材１２、固定部材５へ伝熱され、さらに、固定部材５から支持部６を介してカメラ外装体２へ、さらに、外気へ直接、または、空気を介して放熱される。
【００４９】
制御基板ユニット２０から放熱板１１への伝熱は、通常の撮影状態にあっては、制御基板ユニット２０と放熱板１１の間が上述したように比較的狭い離間距離Ｐ1に保たれることから、撮像素子１６や制御基板ユニット２０の電子部品２２が高温になることを防止することができる。
【００５０】
本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａと従来の手振れ補正ユニットにおける外気温度に対する撮像素子および制御基板ユニットと外気との温度差の変化について、ＰＣを用いたシミュレーションにより求めた結果を図１５，１６により説明する。
【００５１】
図１５において、特性線Ｈａは、従来の手振れ補正ユニットにて放熱板１１なしの構造における外気温度に対する撮像素子１６と外気との温度差を示す。特性線Ｈｂは、手振れ補正ユニットにて放熱板１１を制御基板ユニット２０に対して一定の離間距離を保って配置する構造における外気温度に対する撮像素子１６と外気との温度差を示す。特性線Ｈｃは、本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａにて上述した放熱板１１と制御基板ユニット２０との離間距離が温度によって変化する構造を採用したときの外気温度に対する撮像素子１６と外気との温度差を示す。それぞれ撮像素子１６および制御基板ユニット２０の発熱量０．５Ｗの場合を示している。
【００５２】
本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａでは、上記従来のユニットに比較して撮像素子１６と外気との温度差が少なく、かつ、外気温度が高くなった場合、撮像素子１６と外気との温度差は、上記従来のユニットでは略一定、すなわち、外気と共に撮像素子１６の温度が高くなるが、本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａでは下がっていく。すなわち、撮像素子１６の温度が高くなる度合いが低い。
【００５３】
図１６において、特性線Ｉａは、従来の手振れ補正ユニットにて放熱板１１なしの構造における外気温度に対する制御基板ユニットと外気との温度差を示す。特性線Ｉｂは、手振れ補正ユニットにて放熱板１１を制御基板ユニット２０に対して一定の離間距離を保って配置する構造における外気温度に対する制御基板ユニット２０と外気との温度差を示す。特性線Ｉｃは、本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａにて上述した放熱板１１と制御基板ユニット２０との離間距離が温度によって変化する構造を採用したときの外気温度に対する制御基板ユニット２０と外気との温度差を示す。それぞれ撮像素子１６および制御基板ユニットの発熱量０．５Ｗの場合を示している。
【００５４】
本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａでは、上記従来のユニットに比較して制御基板ユニット２０と外気との温度差が少なく、かつ、外気温度が高くなった場合、制御基板ユニット２０と外気との温度差は、上記従来のユニットでは略一定、すなわち、外気と共に制御基板ユニット２０の温度が高くなるが、本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａでは下がっていく。すなわち、制御基板ユニット２０の温度が高くなる度合いが低い。
【００５５】
また、本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａと従来の手振れ補正ユニットにおける撮像素子および制御基板ユニットの発熱量に対する撮像素子、または、制御基板ユニットと外気との温度差の変化について、ＰＣを用いたシミュレーションにより求めた結果を図１７，１８により説明する。
【００５６】
図１７において、特性線Ｊａは、従来の手振れ補正ユニットにて放熱板１１なしの構造における撮像素子発熱量に対する撮像素子と外気との温度差を示す。特性線Ｊｂは、従来の手振れ補正ユニットにて放熱板１１を制御基板ユニット２０に対して一定の離間距離を保って配置する構造における撮像素子発熱量に対する撮像素子と外気との温度差を示す。特性線Ｊｃは、本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａにて上述した放熱板１１と制御基板ユニットとの離間距離が温度によって変化する構造を採用したときの撮像素子発熱量に対する撮像素子１６と外気との温度差を示す。それぞれ外気温度４０°Ｃの場合を示している。
【００５７】
本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａでは、上記従来のユニットの場合と同様に撮像素子発熱量が多いほど、撮像素子１６と外気との温度差も大きくなるが、所定の撮像素子発熱量の範囲で、特に発熱量の高いところでの撮像素子１６と外気との温度差は、上記従来のユニットよりも、本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａでは少ない。すなわち、撮像素子１６の温度がより低く抑えられる。
【００５８】
図１８において、特性線Ｋａは、従来の手振れ補正ユニットにて放熱板１１なしの構造における制御基板ユニット発熱量に対する制御基板ユニット２０と外気との温度差を示す。特性線Ｋｂは、手振れ補正ユニットにて放熱板１１を制御基板ユニット２０に対して一定の離間距離を保って配置する構造における制御基板ユニット発熱量に対する制御基板ユニット２０と外気との温度差を示す。特性線Ｋｃは、本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａにて上述した放熱板１１と制御基板ユニットとの離間距離が温度によって変化する構造を採用したときの制御基板ユニット発熱量に対する制御基板ユニット２０と外気との温度差を示す。それぞれ外気温度４０°Ｃの場合を示している。
【００５９】
本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａでは、上記従来のユニットの場合と同様に制御基板ユニット発熱量が多いほど、制御基板ユニット２０と外気との温度差も大きくなるが、所定の制御基板ユニット発熱量の範囲で、特に発熱量の高いところでの制御基板ユニット２０と外気との温度差は、上記従来のユニットよりも、本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａでは少ない。すなわち、制御基板ユニット２０の温度がより低く抑えられる。
【００６０】
次に形状記憶合金製の貫通部材を適用する本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａと形状記憶合金製ではない貫通部材を適用する手振れ補正ユニットとにおける各構成部材と外気との温度差について、ＰＣを用いたシミュレーションにより求めた結果を図１９により説明する。
【００６１】
図１９において、特性線Ｌｄは、形状記憶合金製ではない貫通部材を適用する手振れ補正ユニットの構造における各構成部材と外気との温度差を示す。特性線Ｌｃは、形状記憶合金製の貫通部材を適用する本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａにおける各構成部材と外気との温度差を示す。それぞれ外気温度４０°Ｃであって、撮像素子１６および制御基板ユニット２０のそれぞれ発熱量０．５Ｗである場合を示している。
【００６２】
本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａの特性線Ｌｃにおける制御基板ユニット２０と固定部材５との温度差ｎｃは、特性線Ｌｄにおける制御基板ユニット２０と固定部材５との温度差ｎｄよりも低くなるため、本実施形態の手振れ補正ユニット３Ａにおける撮像素子１６、制御基板ユニット２０を含む周辺の温度は、低く抑えられる。
【００６３】
以上、説明したように本実施形態の手振れユニット３Ａを内蔵するデジタルカメラ１によれば、制御基板ユニット２０に対向して配される放熱板１１を形状記憶合金製の貫通部材１２で支える構造を採用することにより、撮像素子１６および制御基板ユニット２０の作動温度により制御基板ユニット２０と放熱板１１との隙間を変化させることで撮像素子１６および制御基板ユニット２０の高温状態での伝熱性をよくし、撮像素子１６および制御基板ユニット２０をともに高温になる状態を防止することができる。
【００６４】
本発明の第三の実施形態としての手振れ補正ユニットについて図２０〜２２を用いて説明する。  
本実施形態の手振れ補正ユニット３Ｂは、撮像装置であるデジタルカメラに内蔵され、第一の実施形態の手振れ補正ユニット３に対して異なる構成として、図２０，２１に示すように撮像素子支持板１５に光軸Ｏ方向に対向して配される放熱板２５に対して撮像素子支持板１５背面側である放熱板２５の前面に放熱シート２６を貼り付ける構造を採用する。放熱板２５の背面側には固定部材５との間に第一の実施形態の場合と同様に形状記憶合金製の貫通部材１２が固着される。その他の固定部材５からＹ可動部８，Ｘ可動部１０，撮像素子１６等の構成は、第一の実施形態の手振れ補正ユニット３と同様であり、同一の符号を付す。以下、異なる部分について説明する。
【００６５】
放熱板２５に貼付される放熱シート２６は、熱伝導性のよい弾性変形可能な材料からなり、撮像素子支持板１５に接触したときの応力緩和部材として作用し、例えば、シリコンゴム、アクリル製エラストマ等で形成される。
【００６６】
手振れ補正ユニット３Ｂにおいて、撮影開始直後状態、あるいは、撮影待機状態、あるいは、撮影状態では、図２０に示すように撮像素子支持板１５と放熱板２５側の放熱シート２６との間の隙間Ｑは、貫通部材１２の温度によって変化し、該温度が高い程、隙間Ｑが減少し、撮像素子１６の熱が放熱板２５側により伝熱しやすい状態となり、撮像素子１６の放熱が行われる。
【００６７】
万一、撮像素子１６が異常な高温状態になると貫通部材１２が光軸Ｏ方向に伸び、図２１に示すように隙間Ｑがなくなり、撮像素子支持板１５と放熱シート２６が接触する状態になる。放熱シート接触状態は、撮像素子支持板１５から放熱シート２６、放熱板２５への高熱伝達可能状態であり、急速な冷却がなされ、撮像素子１６は、速やかに撮像可能な状態に戻される。また、この放熱シート接触状態では放熱シート２６が光軸Ｏ方向に圧縮変形するため、撮像素子支持板１５および該支持板に固着されている撮像素子１６やＸ可動枠１０に無理な力が作用しない。すなわち、放熱シート２６が応力緩和材として機能する。
【００６８】
本実施形態の手振れ補正ユニット３Ｂの撮像素子１６の熱が外気に放熱される経路を図２２の熱伝達経路図を用いて説明する。撮像素子１６の熱は、撮像素子支持板１５からＸ可動枠１０、Ｘ駆動部９、Ｙ可動枠８、Ｙ駆動部７、固定部材５へ伝わり、一方、撮像素子支持板１５から空気、または、接触熱抵抗状態にて放熱シート２６、放熱板１１、貫通部材１２、固定部材５へ伝熱され、さらに、固定部材５から支持部６を介してカメラ外装体２へ、さらに、外気へ直接、または、空気を介して放熱される。
【００６９】
撮像素子支持板１５から放熱シート２６、放熱板１１への伝熱は、通常の撮影状態にあっては、撮像素子支持板１５と放熱シート２６の間が上述したように比較的狭い離間距離Ｑに保たれるので、撮像素子１６が高温になることを防止できる。さらに、万一、撮像素子１６が異常高温状態になったときは、撮像素子支持板１５と放熱シート２６とが接触することから両者の間には接触熱抵抗が作用し、伝熱しやすい状態になる。従って、撮像素子１６は異常高温状態状態から速やかに温度が低下して良好な撮像信号が出力可能な状態になる。
【００７０】
以上、説明したように本実施形態の手振れ補正ユニット３Ｂを内蔵するデジタルカメラによれば、前述した第一実施形態による効果に加えて、さらに、撮像素子１６が異常高温になった場合、撮像素子支持板１５に放熱板２５側の放熱シート２６が接触することで急速冷却が可能である。さらに、放熱シート２６が撮像素子支持板１５に接触したとき、撮像素子支持板１５、撮像素子１６、Ｘ可動枠１０等に異常な当接力が作用することが阻止され、手振れ補正ユニット３Ｂに動作不良、破損等が発生することがない。
【００７１】
本実施形態の手振れ補正ユニット３Ｂの変形例として放熱シート２６の撮像素子支持板１５との接触可能な平面部に接触センサを配する構成のものを提案することが可能である。この変形例では、撮像素子１６が異常高温状態になり、図２１に示すように放熱シート２６が撮像素子支持板１５に接触したことが上記接触センサで検出されたとき、撮像動作および手振れ補正動作を禁止するように制御する。
【００７２】
従って、本変形例によれば、撮像素子１６が異常高温状態に達したとき、放熱板１１により放熱シート２６を介して撮像素子支持板１５が加圧されることによる手振れ補正ユニット３の不具合発生を防止するとともに不完全な手振れ補正処理動作を禁止することができる。
【００７３】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の手振れ補正ユニットは、撮像素子あるいは撮像素子制御用電子部品からの熱が十分に放熱され、良好な撮像信号が得られる手振れ補正ユニットとしての利用が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
５…固定部材
７…Ｙ駆動部（第一の駆動手段）
８…Ｙ可動枠（第一の可動部材）
９…Ｘ駆動枠（第二の駆動手段）
１０…Ｘ可動枠（第二の可動部材）
１１,２５…放熱板（放熱部材）
１２…貫通部材
１６…撮像素子
２０…制御基板ユニット（電子部品が固着されたプリント基板）
２２…電子部品
３１…撮影レンズ（撮影光学系）
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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