(57)【要約】【課題】この発明は、簡易な構成で、高効率な熱移送を実現して、冷却効率の高効率化を図り得、且つ、設計を含む製作の自由度の向上を図り得るようにすることにある。【解決手段】吸熱側と放熱側が熱的に分離され、撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１からの熱をＦＰＣ基板１１の開口部１１１を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容されるヒートパイプ２１を備えて、撮像素子１０で発生した熱が、背面側絶縁シート１０１から対流及び放射によりヒートパイプ２１に熱移送され、その作動流体の相変化により吸熱して放熱すると共に、ＦＰＣ基板１１及び撮像素子１０の熱が素子支持部材２０に熱伝導により熱移送されて排熱されるように構成したものである。【選択図】図１
2008271487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部の設けられた印刷配線基板と、
この印刷配線基板上の開口部に背面側絶縁シートが対向されて該印刷配線基板に搭載される撮像素子と、
前記印刷配線基板及び撮像素子と熱的に結合されて配置される放熱部材と、
吸熱側と放熱側が熱的に分離され、前記撮像素子の背面側絶縁シートからの熱を前記印刷配線基板の開口部を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容される相変化流路と、
を具備することを特徴とする撮像素子モジュール。
【請求項２】
前記相変化流路は、吸熱側あるいは放熱側の一方が前記放熱部材に熱的に結合されることを特徴とする請求項１記載の撮像素子モジュール。
【請求項３】
前記相変化流路は、熱伝導性の高い合成樹脂でインサート成形されることを特徴とする請求項１記載の撮像素子モジュール。
【請求項４】
前記相変化流路は、伸縮自在な接続部材を介して形成されることを特徴とする請求項３記載の撮像素子モジュール。
【請求項５】
さらに、前記相変化流路に流体強制循環手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の撮像素子モジュール。
【請求項６】
前記流体強制循環手段は、圧電型ポンプ、導電型ポンプ、電気浸透流型ポンプのいずれかで構成されることを特徴とする請求項５記載の撮像素子モジュール。
【請求項７】
前記圧電型ポンプ及び導電型ポンプは、ダイヤフラム型であることを特徴とする請求項６記載の撮像素子モジュール。
【請求項８】
前記相変化流路は、流路方向が前記印刷配線基板の板面に対して平行に設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の撮像素子モジュール。
【請求項９】
前記相変化流路の吸熱部には、熱伝導材が前記撮像素子の絶縁シートに対向して設けられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の撮像素子モジュール。
【請求項１０】
前記熱伝導材は、銅、アルミニウム材または粒状黒鉛と繊維が充填されたポリフェニレンスルフィド樹脂で形成され、その表面にアルマイト処理あるいはエンボス（規または不規則凹凸形状）処理の少なくとも一方が施されることを特徴とする請求項９記載の撮像素子モジュール。
【請求項１１】
前記放熱部材は、互いに熱的に分離され、前記相変化流路の吸熱部及び放熱部に熱的に結合される第１及び第２の放熱部で形成されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか記載の撮像素子モジュール。
【請求項１２】
前記相変化流路は、ループ状のヒートパイプで形成されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか記載の撮像素子モジュール。
【請求項１３】
撮像レンズの装着されるレンズ本体と、
このレンズ本体の撮像レンズに対向して配置されるもので、開口部を有した印刷配線基板に対して撮像素子が、その背面側絶縁シートが前記開口部に対向され、且つ受光面が前記撮像レンズの光軸に一致されて搭載され、この撮像素子及び前記印刷配線基板に対して放熱部材が熱的に結合されて配置され、前記撮像素子の背面側絶縁シートからの熱を前記印刷配線基板の開口部を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容される吸熱側と放熱側が熱的に分離されて配置される相変化流路が設けられた撮像素子モジュールと、
を具備することを特徴とするレンズユニット。
【請求項１４】
さらに、前記撮像素子モジュールの撮像素子を二次元的に移動させて手振れを防止する手振れ防止機構を備えることを特徴とする請求項１３記載のレンズユニット。
【請求項１５】
さらに、前記撮像素子モジュールの撮像素子の受光面に光学フィルタ及び防塵機構を順に組付けたことを特徴とする請求項１３又は１４記載のレンズユニット。
【請求項１６】
撮像レンズの装着された機器筐体と、
この機器筐体の撮像レンズに対向して配置されるもので、開口部を有した印刷配線基板に対して撮像素子が、その背面側絶縁シートが前記開口部に対向され、且つ受光面が前記撮像レンズの光軸に一致されて搭載され、この撮像素子及び前記印刷配線基板に対して放熱部材が熱的に結合されて配置され、前記撮像素子の背面側絶縁シートからの熱を、前記印刷配線基板の開口部を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容される吸熱側と放熱側が熱的に分離されて配置される相変化流路が設けられた撮像素子モジュールと、
前記機器筐体に設けられ、前記撮像素子で取得した画像データを表示する表示部と、
を具備することを特徴とする携帯用電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばレンズユニット及び携帯用電子機器に係り、特に、その撮像素子モジュールの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の電子機器においては、電子部品である撮像素子や、制御回路を構成するＣＰＵ（中央演算装置）を内装する場合、防塵性を持たせたうえで、その熱対策を採ることが要請されている。このうち熱対策は、防塵性を高めると、電子部品の温度が上昇して、雑音レベルが上がると、電子カメラ装置の場合、画質の劣化を招くために、最近の撮像素子やＣＰＵの高性能化により、特に、重要な課題の一つとなっている。
【０００３】
そこで、このような放熱構造としては、液体冷却方式や空冷却方式の例えば特許文献１〜３が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、回路基板上に搭載されている集積回路素子の表面に冷却板を接触させ、微細の冷媒流路に冷却水などを供給し、冷却板を水冷させる液体冷却方式の構成が開示されている。そして、この冷却板と集積回路素子との間である熱接合部に熱伝導性の優れたコンパウンド等の熱伝導性可変形物質を介在させ、接触面積を増大させることにより、熱伝導性を良好とする試しも実施されている。
【０００５】
具体的には、セラミック板等の回路基板の一面側に多数の集積回路素子が搭載されている。そして、回路基板に設置される液体冷却モジュールは、冷媒流路から冷媒が供給される冷却板と、集積回路素子の表面との間に熱伝導性の優れたコンパウンド等の熱伝導性可変形物質が介在されており、スプリングのバネ圧により、冷却板と集積回路素子との熱接合を良好なものにしている。また、液体供給手段は、冷媒流路につなぐ冷媒供給管と、開閉弁と、メカニカルポンプを備えている。
【０００６】
また、特許文献２は、カメラボディ内の本体構造体に組み込まれ、撮影レンズを支持するボディ側マウントと、本体構造体の開口部に光軸に沿って配されるシャッタと、撮像ユニット等からなる空気冷却方式を採用した撮像装置が開示されている。即ち、撮像ユニットは、本体構造体に固定支持される撮像素子固定板、光学ローパスフィルタ、保護ガラス、ベアチップタイプの撮像素子が設けられ、撮像素子が、その非撮像面側表面に対して放熱板を構成する撮像素子固定板が接着固定されてボディ側マウントの表面から撮像素子の撮像面（光電変換面）までの光軸方向の距離を精度よく組み付けられる。そして、撮像素子は、その駆動に伴い発生した熱が、撮像素子固定板を介して放熱されることで、温度上昇が抑えられている。
【０００７】
また、特許文献３には、パッケージ、リードフレーム、カバーガラス等から成る撮像素子を回路基板上に実装して、回路基板に設けた開口部と、パッケージの裏面に可塑性シートを介在してペルチェ素子等の冷却素子の吸熱面を当接させた撮像素子揺動方式の手ブレ補正機能付き撮像ユニットが開示されている。このパッケージの裏面と、冷却素子の吸熱面との間に小型放熱部材を配置し、筐体側に大型放熱部材を配置して、両者の間を熱伝達部材で熱的に結合される。
【特許文献１】特開平０２−１４３１５２号公報
【特許文献２】特開２００６−３３２８９４号公報
【特許文献３】特開２００６−１７４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、メカニカルポンプからの冷媒液を導くための冷媒流路を必要とする構成上、冷媒液の流速損失により、冷却効率が劣るという問題を有する。また、冷媒流路の配置スペースがそれぞれ必要となることで、その設計の自由度が劣るうえ、機器筐体が大型となるという問題を有する。
【０００９】
また、特許文献２の構成では、撮像素子からの熱が熱輸送される放熱部材の放熱面積により、その放熱効率が決まるために、放熱量を高めると、機器筐体が大型となるという問題を有する。また、高速駆動する撮像素子の温度上昇に十分な放熱面積を確保することが困難なために撮像素子近傍の温度と放熱板全体の温度との温度差がなくなる飽和状態下となる。従って、撮像素子近傍の発熱温度をさらに下げることができない、いわゆる撮像素子近傍に、熱の淀みが起こり、その熱抵抗が大きいことで、放熱部材への効率的な熱輸送が困難であるという問題も有する。
【００１０】
また、特許文献３の構成では、ペルチェ素子をパッケージ型撮像素子の下面に配して、撮像素子を、ペルチェ素子を挟んで回路基板に搭載し、このペルチェ素子及び回路基板を介して放熱板に接合する構成のために、その組立作業が非常に面倒なうえ、その取付け精度により、放熱効率が低下されるという問題を有する。
【００１１】
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、高効率な熱移送を実現して、冷却効率の高効率化を図り得、且つ、設計を含む製作の自由度の向上を図り得るようにした撮像素子モジュール、撮像素子モジュールを用いたレンズユニット及び携帯用電子機器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】
【００１２】
この発明は、開口部の設けられた印刷配線基板と、この印刷配線基板上の開口部に背面側絶縁シートが対向されて該印刷配線基板に搭載される撮像素子と、前記印刷配線基板及び撮像素子と熱的に結合されて配置される放熱部材と、吸熱側と放熱側が熱的に分離され、前記撮像素子の背面側絶縁シートからの熱を前記印刷配線基板の開口部を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容される相変化流路とを備えて撮像素子モジュールを構成した。
【００１３】
上記構成によれば、撮像素子が駆動されると、その熱は、背面側絶縁シートから印刷配線基板の開口部を通り相変化流路に熱移送されると、該相変化流路の作動流体が相変化して吸熱され、流路内を移動して相変化して放熱する。同時に、印刷配線基板及び撮像素子の熱は、放熱部材に熱移送され、該放熱部材を介して排熱される。
【００１４】
これにより、撮像素子の熱を含む印刷配線基板の熱を効率良く放熱部材を介して放熱することができて、高効率な冷却が実現される。従って、モジュールの熱設計を含む製作の自由度の向上が図れる。
【００１５】
また、この発明は、撮像レンズの装着されるレンズ本体と、このレンズ本体の撮像レンズに対向して配置されるもので、開口部を有した印刷配線基板に対して撮像素子が、その背面側絶縁シートが前記開口部に対向され、且つ受光面が前記撮像レンズの光軸に一致されて搭載され、この撮像素子及び前記印刷配線基板に対して放熱部材が熱的に結合されて配置され、前記撮像素子の背面側絶縁シートからの熱を前記印刷配線基板の開口部を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容される吸熱側と放熱側が熱的に分離されて配置される相変化流路が設けられた撮像素子モジュールとを備えてレンズユニットを構成した。
【００１６】
上記構成によれば、撮像素子が駆動されると、その熱は、背面側絶縁シートから印刷配線基板の開口部を通り相変化流路に熱移送されると、該相変化流路の作動流体が相変化して吸熱され、流路内を移動して相変化して放熱する。同時に、印刷配線基板及び撮像素子の熱は、放熱部材に熱移送され、該放熱部材を介して排熱される。
【００１７】
これにより、ユニット本体内の撮像素子の熱を含む印刷配線基板の熱を効率良く放熱部材を介して放熱することができて、高効率な冷却が実現される。従って、その熱設計を含む製作の自由度の向上が図れる。
【００１８】
また、この発明は、撮像レンズの装着された機器筐体と、この機器筐体の撮像レンズに対向して配置されるもので、開口部を有した印刷配線基板に対して撮像素子が、その背面側絶縁シートが前記開口部に対向され、且つ受光面が前記撮像レンズの光軸に一致されて搭載され、この撮像素子及び前記印刷配線基板に対して放熱部材が熱的に結合されて配置され、前記撮像素子の背面側絶縁シートからの熱を、前記印刷配線基板の開口部を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容される吸熱側と放熱側が熱的に分離されて配置される相変化流路が設けられた撮像素子モジュールと、前記機器筐体に設けられ、前記撮像素子で取得した画像データを表示する表示部とを備えて携帯用電子機器を構成した。
【００１９】
上記構成によれば、撮像素子が駆動されると、その熱は、背面側絶縁シートから印刷配線基板の開口部を通り相変化流路に熱移送されると、該相変化流路の作動流体が相変化して吸熱され、流路内を移動して相変化して放熱する。同時に、印刷配線基板及び撮像素子の熱は、放熱部材に熱移送され、該放熱部材を介して排熱される。
【００２０】
これにより、機器筐体内の撮像素子の熱を含む印刷配線基板の熱を効率良く放熱部材を介して放熱することができて、高効率な冷却が実現される。従って、その熱設計を含む製作の自由度の向上が図れる。
【発明の効果】
【００２１】
以上述べたように、この発明によれば、簡易な構成で、高効率な熱移送を実現して、冷却効率の高効率化を図り得、且つ、熱設計を含む製作の自由度の向上を図り得るようにした撮像素子モジュール、撮像素子モジュールを用いたレンズユニット及び携帯用電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態に係る撮像素子モジュール、撮像素子モジュールを用いたレンズユニット及び携帯用電子機器について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１は、この発明の一実施の形態に係る撮像素子モジュール１を、携帯用電子機器である電子カメラに適用した場合を示すもので、いわゆるベアチップタイプの撮像素子１０は、その背面側に所定形状の背面側絶縁シート１０１が接着等により被着される。
【００２４】
なお、この撮像素子の背面側絶縁シート１０１上には、好ましくは例えば図示しない赤外線反射部材である熱反射部材が接合される。この熱反射部材は、例えばアルミニウム材で、鏡面仕上げされて形成され、その表面に金属箔や金属酸化物や赤外線カットフィルタ等のコーティング、または白色塗料のシートが接合されて、放射率が０．１〜０．６以下の表面処理が施される。この熱反射部材は、撮像素子１０からの熱を赤外線として熱放射し、外部からの赤外線を反射することから、放射熱による撮像素子１０の再温度上昇を抑えることができる。
【００２５】
上記撮像素子１０は、その背面側絶縁シート１０１が、例えば弾性変形自在なフレキシブル印刷配線基板（以下、ＦＰＣ基板と記す）１１に設けられた放熱用開口部１１１に対向されて該ＦＰＣ基板１１に搭載され、リード端子１０２を介してＦＰＣ基板１１と電気的に接続される（図２参照）。
【００２６】
この撮像素子１０には、受光面上にゴム枠１２内に組付けられた光学ローパスフィルタ１３が同軸的に配置される。光学ローパスフィルタ１３のゴム枠１２は、レンズ枠を構成する粒状黒鉛とカーボンまたはガラス繊維が充填されたポリフェニレンスルフィルド樹脂（以下ＰＰＳ樹脂と記す）成形材料等の熱伝導性の優れた材料製の枠部材１４内に設けられる保持部１５に支持される。そして、この枠部材１４の先端部には、シャッタ１６が上記光学ローパスフィルタ１３に対向して組付けられている。
【００２７】
そして、枠部材１４の保持部１５には、防塵機構を構成する透明ガラス基板１７が上記光学ローパスフィルタ１３とシャッタ１６の間において、その光学ローパスフィルタ１３上に、例えば圧電素子で構成される加振部材１８が介在された状態で、その上面側が押圧部材１９で加振自在に押圧されて気密を有して配置される。この透明ガラス基板１７は、加振部材１８が図示しない駆動制御部を介して駆動されて加振されると、押圧部材１９の弾性力に抗して気密を保った状態で振動して、その上面等に付着した埃等を除去して、光学ローパスフィルタ１３内への侵入を防止する。
【００２８】
また、上記撮像素子１０の背面側には、例えばアルミニウム、ステンレス鋼やＰＰＳ樹脂成形材料等の熱伝導性の優れた材料で形成される放熱部材を構成する素子支持部材２０が配置される。この素子支持部材２０には、上記ＦＰＣ基板１１の背面側にアルミニウム、ステンレス鋼を用いる場合に、熱伝導性の高い接着剤１１２等の手法、上記ＰＰＳ樹脂を用いる場合に、上記ＦＰＣ基板１１を直接支持するインサート成形（上記接着剤１１２を用いない）手法により接合されて組付けられる。
【００２９】
素子支持部材２０には、開口部２０１が上記撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１に対応して設けられ、この開口部２０１に対向して作動流体の相変化を利用して熱移送を行う相変化流路を構成する、例えばループ状の平板型ヒートパイプ２１の一部が対向配置される。この平板型ヒートパイプ２１としては、例えば古河電工時報  第１１４号に開示されている「１ｍｍ厚マイクロヒートパイプ」や日本金属産業（株）製の「熱伝導性に優れたヒートパイプ」等のパイプ内壁にいわゆるウイックが設けられた平板あるいは棒状のものが用いられる。
【００３０】
このヒートパイプ２１の凝縮部（放熱側）は、後述するアルミニウムやステンレス鋼等の熱伝導性の高い金属材料を用いたポンプ接続部材が配置される。また、ヒートパイプ２１は、銅または銅合金を用いているが、可塑性、量産性等から粒状黒鉛にアルミナ粉、ガラス繊維やカーボン繊維が充填されたＰＰＳ樹脂でインサート成形品に置き換えることも可能である。
【００３１】
上記素子支持部材２０には、例えば図示しない凹部がヒートパイプ２１の配置位置に形成され、この凹部（図示せず）に、例えば熱伝導性の優れた熱伝導材を介在して両面テープ等を用いてヒートパイプ２１の一部が収容されて相互の位置決めが行われて配置される。これにより、ヒートパイプ２１は、素子支持部材２０に対して容易に組付け配置することが可能となる。なお、素子支持部材２０に上記ＰＰＳ樹脂のインサート成形品を用いる場合には、素子支持部材２０に対して直接、ヒートパイプ２１を埋め込む構造となり、両面テープ等を使用しないことで、ヒートパイプ２１から素子支持部材２０への熱的結合（熱伝導）が著しく向上される。
【００３２】
ここで、素子支持部材２０は、例えば図示しない機器筐体である後述するカメラ本体９１（図４参照）に熱的に結合され、例えば撮像素子１０から熱伝導により熱移送された熱を、カメラ本体９１に熱移送して排熱可能に構成される。そして、上記枠部材１４が接合された素子支持部材２０は、例えば上記機器筐体（図示せず）に設けられたモジュール支持部に位置決めされて取付けられ、その光軸方向が位置決め固定されて配置される。
【００３３】
上記ヒートパイプ２１は、吸熱側となる例えば素子支持部材２０の開口部２０１の周囲部が放熱部材２２に支持されて熱的に結合される。このヒートパイプ２１には、純水、アルコールまたは周知の潜熱蓄積材や高温度（例えば、５９℃）で発色開始及び記憶可能な可逆熱変色性顔料を内包したマイクロカプセルの分散液を用いる等の作動流体が収容され、撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１から放射される熱を吸熱して、相変化により該熱を移送して、その相変化の反転により放熱を実行する。この放熱部材２２は、例えば上記素子支持部材２０に対して接着剤あるいは螺子部材を用いて取付けられる。
【００３４】
また、ヒートパイプ２１には、その管路中間部に流体循環手段を構成する、例えば特開２００３−２８０６８号等に開示されている公知の合成樹脂製ポンプまたはポンプと放熱部材２２に断熱部材を介在するダイヤフラム型の圧電型ポンプ（またはトロコイド型の小型ポンプ）２３が上記撮像素子１０の近傍に位置されて配されると共に、上記放熱部材２２と熱的に断たれた上記圧電型ポンプ２３を介在してポンプ接続部財２３１がある。このポンプ接続部材２３１が凝縮部となる。
【００３５】
ここで、凝縮部に上述したウイックを形成すると、例えば圧電型ポンプ２３を省略することも可能となる。この場合は、ポンプ接続部材２３１がヒートパイプ２１の凝縮部となり、この凝縮部と放熱部材２２との間に断熱部材（圧電型ポンプ２３の置き換え）を介在すると、放熱部材２２の熱がポンプ接続部材２３１に熱伝導することを抑えることが可能となる。
【００３６】
上記圧電型ポンプ２３は、例えばその圧電振動子の駆動周波数を制御して、その送り回数を制御して行われ、その吸熱側と放熱側における熱的な平衡を持たせて、その圧電定数を大きくして、その変位量を大きくするように駆動される。これにより、圧電型ポンプ２３の送り回数を制御する駆動回路が不要となる。
【００３７】
即ち、図示しない温度センサを備え、この温度センサによって、撮像素子１０の温度を一定時間毎に検出し、検出信号に基づいて動作時間を、例えば図示しないタイマーにより選択制御する。
【００３８】
具体的には、予め上記撮像素子１０の温度と駆動周波数の動作時間との関係を図示しないメモリに記憶して、撮像素子１０の温度上昇が始まり、所定時間が経過した状態で、上記温度センサ（図示せず）の検出信号に基づいて上記メモリの記憶情報から圧電型ポンプ２３の駆動時間、停止時間を制御する。これにより、電池の消費電力の軽減を図ることが可能となる。
【００３９】
例えば、圧電型ポンプ２３は、電子カメラにおける撮影モードや撮影画像を表示画面に表示する表示モードにおいて、上記温度センサ（図示せず）の検出信号に基づいて駆動することにより、作動流体が停止しないように強制循環させるように制御される。これにより、撮像素子１０の温度は、効果的に冷却することが可能となる。
【００４０】
また、上記ヒートパイプ２１は、流体循環手段である圧電型ポンプ２３を配置することなく、作動流体を、その相変化を利用して吸熱側と放熱側との間の循環を行うように構成してもよい。
【００４１】
また、上記ヒートパイプ２１は、例えば撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１に対向した外壁に赤外線を吸収する部材である熱吸収材２１２が接合されている。この熱吸収材２１２は、アルミニウム合金材で形成され、その表面側に黒色アルマイト処理、スプライン加工、あるいは上記粒状黒鉛とカーボンまたはガラス繊維が充填されたＰＰＳ樹脂、赤外線を散乱するための砂目処理やエンボス（規則または不規則な凹凸形状）処理等を施して０．９以上の放射率で、赤外線の反射率が低く熱吸収性を高めた熱吸収面２１１を形成すると、さらに良好な効果が期待される。これにより、ヒートパイプ２１には、その熱吸収面２１１で、撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１から素子支持部材２０の開口２０１を通して放熱及び対流により熱移送される熱を効率よく吸熱して、作動流体による高効率な相変化（気化）が実現できる。
【００４２】
ここで、撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１からの熱をヒートパイプ２１に熱伝導で移送させる場合には、例えば熱伝導性ゴム材を用いて背面側絶縁シート１０１とヒートパイプ２１の熱吸収面２１１との間を熱的に結合するように構成する。これにより、ヒートパイプ２１は、撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１と同長となり、熱伝導により、熱移送され、さらに冷却効率の向上を図ることが可能となる。  
また、撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１は、上記ヒートパイプ２１の外壁に接続するように構成してもよい。
【００４３】
例えば上記ヒートパイプ２１には、その放熱側に上記放熱部材２２と熱的に断たれた図示しない第２の放熱部材が熱的に結合されて配置される。これにより、ヒートパイプ２１は、その吸熱側及び放熱側に十分な相変化面積が得られ、上記熱対流及び熱放射により熱移送された熱を、効率よく吸熱及び放熱することが可能となり、撮像素子１０の高効率な冷却を実現することが可能となる。
【００４４】
また、上記素子支持部材２０には、ＦＰＣ基板１１が熱的に結合され、撮像素子１０で発生した熱及び該ＦＰＣ基板１１に搭載された他の電子部品の熱がＦＰＣ基板１１を経由して熱伝導により熱移送される。この素子支持部材２０に熱伝導された熱は、該素子支持部材２０から機器筐体（図示せず）に熱移送されて、放熱される。
【００４５】
上記構成により、撮像素子１０で発生した熱は、背面側絶縁シート１０１から対流及び熱伝導によりヒートパイプ２１の熱吸収面２１１に熱移送されると共に、熱伝導により素子支持部材２０に熱移送される。ここで、ヒートパイプ２１は、その熱吸収面２１１で熱を吸熱することで、その作動流体が相変化して気化され、流路内に移動して液化されて、放熱することにより、撮像素子１０の熱を排熱して冷却する。
【００４６】
同時に、撮像素子１０で発生した熱は、素子支持部材２０に熱伝導により熱移送され、素子支持部材２０を介して機器筐体（図示せず）等に排熱されて放熱される。これにより、撮像素子の高効率な熱制御が可能となる
このように、上記撮像素子モジュール１は、吸熱側と放熱側が熱的に分離され、撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１からの熱をＦＰＣ基板１１の開口部１１１を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容されるヒートパイプ２１を備えて、撮像素子１０で発生した熱が、背面側絶縁シート１０１から対流及び放射によりヒートパイプ２１に熱移送され、その作動流体の相変化により吸熱して放熱すると共に、ＦＰＣ基板１１及び撮像素子１０の熱が素子支持部材２０に熱伝導により熱移送されて排熱されるように構成した。
【００４７】
これにより、撮像素子１０の熱をヒートパイプ２１及び素子支持部材２０を介して放熱することができて、高効率な冷却が実現される。従って、モジュールの熱設計を含む製作の自由度の向上が図れる。
【００４８】
また、流体強制循環手段として、上記圧電型ポンプ２３に代えて図３に示す周知のＥＯ（電気浸透流）現象を利用した電気浸透流型ポンプ２３ａを用いて構成してもよい。但し、この図３においては、上記図１及び図２と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
電気浸透流型ポンプ２３ａは、例えばガラス基板部１００ａを有した外形が円形、楕円形、矩形、多角形等のガラス管１００で形成され、このガラス管１００のガラス基板部１００ａ内には、シリカ粉等の多孔質部材１０１が収容されて位置決め部材１０２及び蓋部材１０３を用いて位置決めされて密閉収容される。そして、ガラス管１００の下面側には、流入口１００ｂ及び流出口１００ｃが上記多孔質部材２を挟んで設けられ、この流入口１００ｂ及び流出口１００ｃは、上記ヒートパイプ２１にそれぞれ連結される。
【００５０】
このヒートパイプ２１には、上記ガラス管１００の流入口１００ｂ及び流出口１００ｃとの連結部間に例えば逆流防止用の逆止弁１０４が接着剤を用いて設けられる。この逆止弁１０４は、ヒートパイプ２１に循環される作動流体（例えば、アルコール、純水等）がガラス管１００の流入口１００ｂから供給されて該ガラス管１００の流出口１００ｃから排出されるように逆流を防止する。
【００５１】
また、ガラス管１００には、その上面側に短冊形状の正極端子１００ｄ及びＧＮＤ端子１００ｅが上記流入口１００ｂ及び流出口１００ｃに対応して設けられており、上記ヒートパイプ２１を支持する上記ポンプ接続部材２３１に破損防止用のクッション材１０５が介在されて取付け配置される。
【００５２】
なお、上記ポンプ接続部材２３１は、例えば熱伝導性の優れたアルミニウムやステンレス鋼等の金属材料や球状黒鉛とカーボン繊維が充填されたＰＰＳ樹脂を用いて構成してもよい。
【００５３】
上記ガラス管１００の正極端子１００ｄ及びＧＮＤ端子１００ｅは、上記ＦＰＣ基板１１に電気的に接続される。そして、このガラス管１００及びＦＰＣ基板１１は、その一部が上記放熱部材２２と熱的に結合される。
【００５４】
上記構成により、ガラス管１００の正極端子１００ｄ及びＧＮＤ端子１００ｅは、上記ＦＰＣ基板１１を介して直流の電圧が印加されると、その多孔質部材１０５に電流浸透流現象が発生して、その流入口１００ｂからの作動流体が正極端子１００ｄ側から多孔質部材１０５内を通りＧＮＤ端子１００ｅ側に流れて流出口１００ｃからヒートパイプ２１に排出される。これにより、作動流体は、ヒートパイプ２１内に循環供給される。
【００５５】
ここで、携帯用電子機器として、例えば電子カメラに適用する場合、後述するカメラ本体９１（図７参照）に配置されたモードを設定するモード設定ダイヤルを操作して行う、「通常撮影モード」や「ライブビュー表示モード」において、撮像素子１０の近傍の温度を、例えば後述する温度センサ３７（図７参照）を用いて検出して、その検出信号に基づいてガラス管１の正極端子１ｄ及びＧＮＤ端子１ｅ間に直流の定電圧を印加するように構成される。これにより、放熱部材２２は、ヒートパイプ２１を介して冷却され、撮像素子１０の熱制御が行われる。
【００５６】
また、上記直流電圧は、例えば上記温度センサ３７の検出信号が所定値以上か否か、あるいは上記「通常撮影モード」や「ライブビュー表示モード」等の設定モードの選択に応じて可変設定される。
【００５７】
具体的には、撮像素子１０の温度が所定値（例えば、６０℃）以上となった状態では、「ライブビュー表示モード」で、間欠駆動とし、その他の「通常撮影モード」や「連続撮影（連写）モード」で、予め設定した第１定電圧の連続駆動とする。また、撮像素子１０の温度が所定値（例えば、７０℃）以上となった状態では、「通常撮影モード」、「連続撮影（連写）モード」、「ライブビュー表示モード」の全てのモードで、第１定電圧に比べて高い第２定電圧の連続駆動とする。これにより、撮像素子近傍が高温と判断されたときに、ヒートパイプ２１の管内を流れる作動流体の速度を増加させた強制循環が行われ、撮像素子１０の温度上昇を効果的に抑制することが可能となる。
【００５８】
なお、上記「通常撮影モード」、「連続撮影（連写）モード」、「ライブビュー表示モード」の設定モードに応じて直流電圧を可変設定するポンプ制御方法は、上記圧電型ポンプ２３を用いた場合においても、同様に有効である。
【００５９】
次に、上記撮像素子モジュール１の使用形態について説明する。例えば上記撮像素子モジュール１は、図４に示すように携帯用電子機器である電子カメラのレンズユニットとして使用に供される。但し、この図４においは、図の便宜上、図１に示す光学ローパスフィルタ１３、防塵機構を構成する透明ガラス基板１７及びシャッタ１６を省略し、その他、上記図１及び図２と同一部分について、同一符合を付して詳細な説明を省略する。
【００６０】
即ち、上記撮像素子モジュール１は、例えば枠部材１４が位置決めピン２４を介してレンズユニットを構成するユニット基板１５に位置決めされた状態で、その素子支持部材２０及び枠部材１４が圧縮コイルばね２５を挟んで螺子部材２６を用いて上記ユニット基板に螺着されて組付けられる。
【００６１】
上記ユニット基板１５上には、レンズ光学系５０が組付けられる。このレンズ光学系５０には、撮像レンズ系が収納配置される。この撮像レンズ系は、例えば第１群の第１のレンズ５５ａ、第２群の第２及び第３のレンズ５５ｂ，５５ｃ、第３群の第４のレンズ２５ｄの３群４枚で構成され、その第２群の第２及び第３のレンズ５５ｂ，５５ｃを光軸Ｏ方向に移動させて焦点調節が行われる。
【００６２】
上記第1のレンズ５５ａと、第４のレンズ５５ｄは、それぞれホルダ５６ａ，５６ｄに収容され、このホルダ５６ａ，５６ｄを介して光軸上に位置決め固定されて配置される。そして、第２及び第３のレンズ５５ｂ、５５ｃは、ホルダ５６ｂに収容され、このホルダ５６ｂは、例えばガタ防止構造を有した案内機構５７に光軸に対応した矢印Ａ，Ｂ方向に移動自在に支持される。
【００６３】
このホルダ５６ｂは、直線螺子機構５８に光軸方向の矢印Ａ，Ｂ方向に直線移動自在に連結される。この直線螺子機構５８は、例えばステッピングモータ５９に駆動自在に連結され、このステッピングモータ５９の駆動に連動して回転駆動されて、上記ホルダ５６ａを矢印Ａ，Ｂ方向に直線移動される。この際、ホルダ５６ｂは、上記案内機構５７に案内されて矢印Ａ，Ｂ方向に移動されて、上記第２及び第３のレンズ５５ｂ，５５ｃを光軸方向に移動させて焦点調整を実行する。
【００６４】
このように上記撮像素子モジュール１は、電子カメラのレンズ光学系５０と組み合わせてレンズユニットを構成することにより、上述したように高効率な冷却を実現したうえで、その熱設計を含む製作の自由度の向上が図れるため、そのカメラ全体の小形化に寄与することが可能となる。
【００６５】
また、レンズユニット構造としては、その他、図５及び図６に示すようにレンズ側マウント部材８０を用いて上記ユニット基板１５に組付けるように構成してもよい。
【００６６】
即ち、レンズ側マウント部材８０には、印刷配線基板８１が配置され、この印刷配線基板８１上には、パッケージタイプの撮像素子１０ａが搭載されて電気的に接続される。この撮像素子１０ａの受光面には、保護ガラス８２が被着される。
【００６７】
そして、印圧配線基板８１の背面側には、上記相変化流路を構成するループ状の平板型のヒートパイプ２１が配置され、このヒートパイプ２１の外周部には、シリコンシートやグラファイトシート等の熱伝導材を被着した熱吸収面２１１が撮像素子に対向して設けられる。そして、ヒートパイプ２１の放熱側は、上記レンジ側マウント部材８０に熱伝導性に優れた接着剤を用いて接合される。
【００６８】
また、印刷配線基板２１の背面側には、素子支持部材８３が絶縁スペーサ部材８４を介在して螺子部材８５を用いて高さ調整自在に組付けられる。そして、素子支持部材８３と上記レンズ側マウント部材８０との間には、断熱部材８６が、例えば赤外線硬化型接着剤を用いて接合されて配され、相互間は、断熱部材を介して熱的に断たれて配置される。
【００６９】
上記レンズ側マウント部材８０には、取付け孔８０１が設けられ、この取付け孔８０１に図示しない螺子部材等を挿通させて上記ユニット基板１５に螺着することで、取付け配置される。また、レンズ側マウント部材８０には、その基端側に接点端子基板８７が配置され、接点端子基板８７を介してカメラ本体側と電気的に接続される。
【００７０】
また、上記撮像素子モジュール１は、例えば図７に示す一眼レフ用電子カメラのカメラ筐体であるカメラ本体９１に内装されて使用に供される。但し、この図７においは、上記図１及び図２と同一部分について、同一符合を付して詳細な説明を省略する。
【００７１】
即ち、一眼レフ用電子カメラは、カメラ本体９１に撮像光学系、ファインダー光学系、焦点検出光学系が配置される。このうち撮像光学系は、光路の順に撮影レンズ群９２ａ、ハーフミラー９２ｂ、反射ミラー５４で構成される。
【００７２】
この撮影レンズ群９２ａは、マウントを介してカメラ本体９１に着脱自在に組付けられる。ハーフミラー９２ｂは、撮影レンズ群９２ａからの光路を上記撮像素子モジュール１ｆの方向とファインダー光学系とに分割するように構成される。また、このハーフミラー９２ｂは、上記シャッタ８８と連動して持ち上がるクイックリターンミラーで構成されている。
【００７３】
反射ミラー９２ｃは、撮影レンズ群９２ａからの光を焦点検出光学系に導くように構成されている。また、反射ミラー９２ｃは、ハーフミラー９２ｂと連動して持ち上がるように構成され、持ち上げられたときに光路から外れて撮影レンズ群９２ａからの光が撮像素子モジュール１ｆに導かれて、撮影レンズ群９２ａからの光路を撮像素子モジュール方向と焦点検出光学系とに切替え設定される。
【００７４】
焦点検出光学系は、撮影レンズ群９２ａの結像面と等価な予定結像面９２ｄ近傍に配置されたコンデンサーレンズ９３ａと、このコンデンサーレンズ９３ａからの光を折曲げてカメラ本体９１内でコンパクトに収めるための反射ミラー９３ｂと、縦横方向にそれぞれ一対の開口絞りを持つ開口絞り群９３ｃと、再結像レンズ９３ｄが開口絞り９３ｃに対応して一体形成された再結像光学系９３ｅとの組み合わせと、光電変換素子列９３ｆとで構成されている。
【００７５】
また、一対の開口絞り９３ｃと対応する一対の再結像レンズ９３ｄとの組み合わせにおいて、それぞれの開口絞り９３ｃの中心及びそれに対応する再結像レンズ９３ｄは、撮影レンズ群９２ａの光軸から偏心している。ファインダー光学系は、ハーフミラー９２ｂで反射された方向の光路上において撮影レンズ群９２ａの結像面と等価な予定結像面に配置されたスクリーン９４ａと、ペンタダハプリズム９４ｂと、接眼レンズ９４ｃとで構成されている。
【００７６】
このように上記撮像素子モジュール１は、カメラ本体９１内に組付けることで、上述したように高効率な冷却を実現したうえで、その熱設計を含む製作の自由度の向上を図ることが可能となる。
【００７７】
なお、上記実施の形態では、弾性変形自在なＦＰＣ基板１１を用いて構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、ハードタイプの印刷配線基板を用いて構成することも可能で、同様に有効な効果が期待される。
【００７８】
また、この発明は、上記放熱構造に限ることなく、その他、例えば図８、図９及び図１０、図１１乃至図１５にそれぞれ示すように構成してよく、いずれも上記実施の形態による放熱構造と同様に有効な効果を期待することができる。但し、これら図８乃至図１５においては、上記図１乃至図５と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７９】
図８に示すモジュール構造は、上記ベアチップタイプの撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１がＦＰＣ基板１１に設けた開口部１１１内に収容するように該ＦＰＣ基板１１に搭載されて電気的に接続され、このＦＰＣ基板１１の開口部１１１の背面側には、相変化流路を構成するループ状の平板型ヒートパイプ２１（例えば外形状はループ状で、パイプ幅は撮像素子１０の寸法より小さく、略背面側絶縁シート１０１幅と同じである）の一部（吸熱部）が上記背面側絶縁シート１０１に対向されて配置されている。そして、上記ＦＰＣ基板１１の背面側には、アルミニウム材等の金属材料や粒状黒鉛にアルミナ粉、ガラス繊維やカーボン繊維が充填されたＰＰＳ樹脂でインサート成形された筒状の素子支持部材３０が配置されて、その一端部が熱的に結合される。
【００８０】
上記ヒートパイプ２１には、その外周部の上記背面側絶縁シート１０１に対向する部位に黒色アルマイト処理等が施されて熱吸収面２１１が形成される。この熱吸収面２１１は、素子支持部材３０の開口部３０１と熱伝導による熱結合が断たれており、撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１からの熱が熱対流及び熱放射により熱移送される。そして、このヒートパイプ２１の熱吸収面２１１を挟んだ両側の一部は、上記素子支持部材３０に接着剤３３４を介して接合されて支持され、熱伝導により熱的に結合される。
【００８１】
この素子支持部材３０は、その内壁部にフィン案内溝３０２が設けられ、このフィン案内溝３０２には、放熱部材を構成するシリコンゲル材等の熱伝導材３１を挟持して配置された第１及び第２の放熱部材３２，３３が移動自在に収容される。この第１及び第２の放熱部材３２，３３には、対向して複数のフィン３２１，３３１が設けられ、相互間が熱伝導材を介して熱結合されている。
【００８２】
このうち第２の放熱部材３３には、その一端部に透孔３３３を有した取付け部３３２が設けられ、この取付け部３３２の透孔３３３が上記素子支持部材３０に設けられた図示しない螺子孔に対向されて該素子支持部材３０に載置される。
【００８３】
そして、取付け部３３２上には、透孔３４１を有したスペーサ部材３４が積重され、このスペーサ部材３４上には、上記ＦＰＣ基板１１が上記素子支持部材３０を包み込むように折返された一部が載置される。このＦＰＣ基板１１上には、例えばステンレス鋼やアルミニウム製の押え部材３５が積重されて配置される。
【００８４】
これらＦＰＣ基板１１及び押え部材３５には、透孔１１２，３５１が上記スペーサ部材３４の透孔３４１に対応して設けられ、この各透孔３５１，１１２，３４１，３３３には、螺子部材３６が挿入されて上記素子支持部材３０で、ヒートパイプ２１の両側に穿設された螺子孔（図示せず）に螺着されて上記素子支持部材３０に熱的に結合されて位置決め配置される。
【００８５】
また、上記ＦＰＣ基板１１には、例えば温度センサ３７が搭載され、この温度センサ３７で上記第１及び第２の放熱部材３２，３３内の温度が検出される。この温度センサ３７は、第１及び第２の放熱部材３２，３３内の周囲温度を検出して図示しない制御部に出力する。この制御部（図示せず）は、温度センサ３７の検出信号に基づいて、その温度が所定時間以上、所定の温度以上であるのを検出した状態で、危険信号を生成して図示しない表示部に動作停止等の危険を表示したりする。
【００８６】
さらに、上記撮像素子１０には、例えばその撮像面の周囲部に、例えば本出願人による特願２００６−２２２７０９号の図４、図５に示される手振れ防止機構を構成する粒状黒鉛にガラス繊維やカーボン繊維が充填されたＰＰＳ樹脂でインサート成形された移動枠３８に支持された押え部材３９が係合され、その面方向が一定に維持された状態で、移動枠３８を介して二次元的に移動されて、いわゆる手振れ補正が可能に構成される。この移動枠３８は、例えば図示しない結合手段を介して上記押え部材３９に熱的に結合され、その駆動に伴う熱が結合手段を介して排熱される。
【００８７】
ここで、上記ヒートパイプ２１には、温度センサ３７に対して並列的に上記圧電型ポンプ２３（あるいは上記電気浸透流型ポンプ２３ａ）を組付け配置するように構成してもよい。そして、この圧電型ポンプ２３（あるいは上記電気浸透流型ポンプ２３ａ）は、上述したように駆動して、ヒートパイプ２１内の作動流体を強制循環させる。
【００８８】
これにより、２次元方向に移動される撮像素子１０、または撮像素子駆動用の図示しないＴＧ（タイミングジェネレータ）を含む撮像素子１０の画像出力信号を、保持、利得制御すると共に、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換を行うＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）ＩＣ素子などから発生する熱源による撮像素子１０の温度上昇を抑制することも可能となる。
【００８９】
図９に示すモジュール構造は、上記ベアチップタイプの撮像素子１０を用いて構成したもので、同様にＦＰＣ基板１１には、撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１に対応して開口部１１１が形成される。そして、この開口部１１１の背面側には、例えば銅等の金属材料製の放熱部材を構成する素子支持部材４０が対向配置される。この素子支持部材４０には、開口部４０１が上記開口部１１１に対向して設けられ、この開口部４０１には、上記相変化流路を構成する平板型ループ状のヒートパイプ２１の一部が撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１に対向するように配置される。
【００９０】
このヒートパイプ２１には、その素子支持部材４０の開口部４０１に対応する部位に同様に黒色アルマイト処理等が施されて熱吸収面２１１が形成される。この熱吸収面２１１は、素子支持部材４０の開口部４０１と熱伝導による熱結合が断たれると共に、断熱部材４１を介してヒートパイプ２１の放熱側とも熱的に断たれており、上記撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１からの熱が熱対流及び熱放射により熱移送される。そして、このヒートパイプ２１の熱吸収面２１１を挟んだ両側の一部は、上記素子支持部材４０に支持されて熱伝導により熱的に結合される。
【００９１】
上記ヒートパイプ２１の放熱側には、例えば図示しない機器筐体と熱的に結合されるアルミニュウム等で形成される放熱部材４２が熱的に結合される。この放熱部材４２は、上記断熱部材４１を介してヒートパイプ２１に熱吸収面２１１を支持して、該ヒートパイプ２１を素子支持部材４０に組付け配置する。これにより、ヒートパイプ２１は、その熱吸収面２１１が、断熱部材４１により放熱部材４２と熱的に断たれ、上記撮像素子１０の背面側絶縁シート１０１からの熱が熱対流及び熱放射により熱移送されると、作動流体が相変化により吸熱して気化され、放熱側において液化されて排熱する。
【００９２】
そして、ヒートパイプ２１には、上記圧電型ポンプ２３が配管接続される。圧電型ポンプ２３は、例えば上記素子支持部材４０に支持されて配置され、上記ヒートパイプ２１内に作動流体を循環供給する。また、この圧電型ポンプ２３は、その他、図９に示すように放熱部材４２に取付けてヒートパイプ２１に対して配管接続するようにしてもよい。
【００９３】
ここで、圧電型ポンプ２３に代えて上記電気浸透流型ポンプ２３ａを放熱部材４２に取付けてヒートパイプ２１に配管接続するように構成してもよい。
【００９４】
なお、上記撮像素子１０上には、光学ローパスフィルタ４３が支持部材４３１に支持されて状態で、パッキン部材４３２が介在されて組付けられる。そして、この光学ローパスフィルタ４３上には、防塵機構を構成する透明ガラス基板４３３が圧電素子等で構成される加振部材４３４及び押圧部材４３５が介在されて組付けられる。この透明ガラス基板４３３は、加振部材４３４が図示しない駆動制御部を介して駆動されて加振されると、押圧部材４３５の弾性力に抗して気密を保った状態で振動して、その上面等に付着した埃等を除去して、光学ローパスフィルタ４３内への侵入を防止する。
【００９５】
また、図１１及び図１２に示すモジュール構造は、撮像素子１０ａは、例えばベアチップタイプの撮像素子１０ａが、いわゆるハードタイプの印刷配線基板６１にアルミニウム等の金属材料や粒状黒鉛とカーボン繊維や非結晶（ガラス）の繊維等が充填されたＰＰＳ樹脂のインサート成形品の素子支持部材６２を介して搭載される。
【００９６】
この素子支持部材６２には、位置決めピン６２１が印刷配線基板６１に対向して突設され、この位置決めピン６２１が印刷配線基板６１の挿通孔６１１に挿入されて相互間が位置決めされて組付けられる。これにより、撮像素子１０ａは、その受光面が撮像レンズに対して光軸が一致されて組付けることが可能となる。
【００９７】
上記素子支持部材６２には、開口部６２２と開口部６０１が設けられ、この撮像素子支持部材６２を挟み、上記撮像素子１０ａの背面側より突出されたリード端子１０２ａが挿通され、該リード端子１０２ａが上記印刷配線基板６１に半田等により電気的に接続される。
【００９８】
そして、この印刷配線基板６１の背面側には、例えば電子カメラを構成するバックライト６３及びＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）６４の収容されたシールド部材６５が、取付け具６６及び螺子部材６７を用いて組付けられている。また、撮像素子１０ａの背面側絶縁シート１０１ａや上記撮像素子支持部材６２に設けられた開口部６２２及び開口部６０１を設けず、撮像素子１０ａと撮像素子支持部材６２との熱結合は、熱伝導のみにすることもできる。
【００９９】
このシールド部材６５は、熱伝導性のよいアルミニウム等で形成され、例えば機器筐体である電子カメラを構成する後カバー６８に熱伝導により熱的に結合されて組付けられている。この後カバー６８は、図示しない前カバー及び中枠でカメラ筐体を構成する。
【０１００】
上記印刷配線基板６１には、開口６１２及び切欠き部６１３がヒートパイプ６９に対応して所定の間隔に設けられる。この開口６１２及び切欠き部６１３には、相変化流路を構成するループ状のヒートパイプ６９が挿通されて該ヒートパイプ６９が印刷配線基板６１の上面側から背面側に配管される。
【０１０１】
このヒートパイプ６９は、例えばウイックの形成された上記日本金属産業（株）製の熱伝導性に優れたヒートパイプを用い、撮像素子１０ａの背面側から、その吸熱側に熱が加わると、その毛細管現象により作動流体が熱を奪って蒸発し、気圧を上げて他端側の気圧の低い側に流れる相変化を利用するもので、印刷配線基板６１の背面側において、熱伝導性のよいアルミニウム等で形成された複数のパイプ支持部材７０を介して上記シールド部材６５に支持されて熱伝導により熱的に結合される。
【０１０２】
ここで、内壁にウイックと呼ばれる毛細管作用を持つヒートパイピ６９内では、凝縮した作動流体が再び、ウイックの毛細管により吸熱側へ還流し、この蒸発、凝縮、及び還流のサイクルが実行され、撮像素子１０ａの温度上昇を抑制することができる。そして、上記印刷配線基板６１には、温度センサ３７が、例えば上記パイプ支持部材７０間の空間を利用（図示しない熱伝導性の高いゴム材を介在して支持する）して搭載され、リード線７１１を介して電気的に接続される。
【０１０３】
上記ヒートパイプ６９のパイプ支持部材７０間には、図１３に示すように上記温度センサ７１に変えて圧電型ポンプ７２を接続配管するようにしてもよい。また、このヒートパイプ６９は、パイプ支持部材７０に支持された部位の近傍を、例えば軸方向に伸縮自在なベローズ型接続管７３を用いて配管接続するように構成することにより、簡便な配管接続を行うことが可能となる。なお、図１３中７２１，７２２は、作動液に流入口及び流出口で、７２３は、圧電部である。
【０１０４】
ここで、ヒートパイプ６９は、素子支持部材６２の開口部６０１及び開口部６２２を通して撮像素子１０ａの背面側絶縁シート１０１ａからの熱が対流及び熱放射により熱移送されると、その作動流体が相変化により吸熱して気化され、放熱側において液化されて排熱する。同時に、撮像素子１０ａの熱は、パッケージ本体６０、素子支持部材６２及び印刷配線基板６１を介してシールド部材６５に熱伝導により熱移送されて放熱される。
【０１０５】
また、上記印刷配線基板６１に実装されるＣＰＵ（中央演算装置）や、ＡＦＥＩＣ素子等の電子部品の発熱は、該印刷配線基板６１の部品搭載部位の背面側と上記シールド部材６５との間にシリコンシート等の熱伝導材を介在してシールド部材６５に直接的に熱伝導するように熱的に結合する。これにより、印刷配線基板６１に実装した電子部品の熱は、素子支持部材６２に熱伝導するのが抑えられてシールド部材６５を介して効率よく放熱され、素子支持部材６２の構成の簡略化が図れる。
【０１０６】
なお、上記ヒートパイプ６９は、その素子支持部材６２の開口部６２２に対向する外周部に黒色アルマイト処理等を施して熱吸収面を形成するように構成してもよい。これにより、撮像素子１０ａからの熱対流及び熱放射による熱のヒートパイプ６９への熱移送の促進を図ることが可能となる。
【０１０７】
また、このモジュール構造においては、上記印刷配線基板６１に代えて上述した自在状に形成されたＦＰＣ基板（図９中二点鎖線で示す）７４を用いて構成するようにしてもよい。この場合、ＦＰＣ基板７４は、上記ヒートパイプ６９の配管方向に対して直交する方向に引き出すように構成することにより、ＦＰＣ基板７４を電気的に接続するための接続コネクタとヒートパイプ６９とが干渉することがなくなり、その組立て作業の簡便化を図ることが可能となる。
【０１０８】
さらに、上記圧電型ポンプ７２に代えて図１４に示すように上記電気浸透流型ポンプ２３ａをヒートパイプ６９に配して構成したり、図１５に示すように周知の可塑性樹脂チューブ６９ａを用いるいわゆるダイヤフラム型の導電型ポンプ２３ｂを配して構成することも可能である。但し、図１４及び図１５においては、上記図１２と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１０９】
図１４に示す例では、上記ガラス管１００内にシリカ粉等の多孔質部材１０１が位置決め部材１０２及び蓋部材１０３を介して位置決め収容された電気浸透流型ポンプ２３ａが、クッション部材１０５を介在して電極支持部材１０６に組付けられ、この電極支持部材１０６がシールド部材６５に取付けられる。ガラス管１００には、その下面側に流入口１００ｂ及び流出口１００ｃが上記多孔質部材１０１を挟んで設けられ、この流入口及び流出口１００ｂ、１００ｃが、上記ヒートパイプ６９の流入側及び流出側に連結される。
【０１１０】
上記ガラス管１００には、正極端子１００ｄ及びＧＮＤ端子１００ｅが流入口１００ｂ及び流出口１００ｃに対応して設けられ、この正極端子１００ｄ及びＧＮＤ端子１００ｅは、ガラス管１００上に突設されてＦＰＣ基板７４（図１２参照）に電気的に接続される。これらガラス管１００及びＦＰＣ基板７４は、電極支持部材１０６を介して上記シールド部材６５に熱的に結合される。
【０１１１】
上記ガラス管１００の正極端子１００ｄ及びＧＮＤ端子１００ｅは、上記ＦＰＣ基板７４を介して直流の電圧が印加される。すると、ガラス管１００内の多孔質部材１００４に電流浸透流現象が発生して、ヒートパイプ６９の作動流体は、その流出側からガラス管１００の流入口１００ｅに導かれて多孔質部材１０４内を通り、その流出口１００ｃからヒートパイプ６９の流出側に排出される。これにより、作動流体は、ヒートパイプ６９内に循環供給され、撮像素子１０ａの熱制御が行われる。
【０１１２】
また、図１５に示す例では、ヒートパイプ６９に代えて、例えば外形を矩形形状に形成したパイプ状の可塑性樹脂チューブ６９ａが、上記パイプ支持部材７０を用いてシールド部材６５に取付け配置される。この可塑性樹脂チューブ６９ａは、上記パイプ支持部材７０間に、基板支持部材１１０が外挿される。この基板支持部材１１０内の可塑性樹脂チューブ６９ａの外壁面には、正の電圧の印加される複数、例えば３枚の第１の導電シート１１１が軸方向に所定の間隔に設けられる。そして、この３枚の第１の導電シート１１１に対向する可塑性樹脂チューブ６９ａの外壁面には、負の電圧の印加される第２の導電シート１１２が設けられる。
【０１１３】
こうち第２の導電シート１１２は、基板支持部材１１０に接合される。他方の第１の導電シート１１１は、基板支持部材１１０上に配置される上記ＦＰＣ基板７４にボンディングワイヤ等の図示しない金属細線を用いて電気的に接続される。
【０１１４】
上記第１及び第２の導電シート１１１，１１２には、その第１の導電シート１１１に正の遅延した電圧（例えば図中右側を印圧した後、図中中央側、図中左側）が順に印加され、その第２の導電シート１１２に負の電圧が印加される。ここで、可塑性樹脂チューブ６９ａは、その軸方向に静電力が順に付与されて、順に側壁が閉じたり、開いたりすることにより、その作動流体を軸方向に移動させる、いわゆるポンプ力が発生される。これにより、可塑性チューブ６９ａ内の作動流体は、強制循環され、撮像素子１０ａの熱制御が行われる。
【０１１５】
これら圧電型ポンプ２３、電気浸透流型ポンプ２３ａ及び導電型ポンプ２３ｂは、いわゆるマイクロポンプと称されて振動源となる可動部が存在しないことで、画像信号のＳ/Ｎ比を低く抑えることができるうえ、少ない消費電力で、撮像素子１０（１０ａ）や電子部品の高精度な熱制御を実現することが可能となる。
【０１１６】
よって、この発明は、上記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、上記実施の形態には、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。
【０１１７】
例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１１８】
また、この発明は、上記図１乃至１５に示す実施の形態に基づいて、次のような構成を得ることもできる。
【０１１９】
（付記１）
撮像素子と、
前記撮像素子と電気的に接続された印刷配線基板と、
前記印刷配線基板上に搭載され、前記撮像素子と熱的に結合されて配置される撮像素子支持板と、
吸熱側と放熱側が熱的に分離され、前記撮像素子の背面側から発生した熱を前記撮像素子支持板を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容される相変化流路と、
を具備することを特徴とする撮像素子モジュール。
【０１２０】
（付記２）
撮像レンズの装着されるレンズ本体と、
撮像素子と、
前記撮像素子と電気的に接続された印刷配線基板と、
前記印刷配線基板上に搭載され、前記撮像素子と熱的に結合されて配置される撮像素子支持板と、
このレンズ本体に対向し、且つ前記撮像素子の受光面が前記撮像レンズの光軸に一致されて搭載されて前記撮像素子支持板と熱的に結合されて配置されるもので、吸熱側と放熱側が熱的に分離され、前記撮像素子の背面側から発生した熱を前記撮像素子支持板を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容される相変化流路が設けられた撮像素子モジュールと、
を具備することを特徴とするレンズユニット。
【０１２１】
（付記３）
撮像レンズの装着された機器筐体と、
撮像素子と、
前記撮像素子と電気的に接続された印刷配線基板と、
前記印刷配線基板上に搭載され、前記撮像素子と熱的に結合されて配置される撮像素子支持板と、
前記機器筐体の撮像レンズに対向し、且つ前記撮像素子の受光面が前記撮像レンズの光軸に一致されて搭載されて前記撮像素子支持板と熱的に結合されて配置されるもので、吸熱側と放熱側が熱的に分離され、前記撮像素子の背面側から発生した熱を前記撮像素子支持板を通して吸熱して相変化により熱移送して放熱する作動流体の収容される相変化流路が設けられた撮像素子モジュールと、
前記機器筐体に設けられ、前記撮像素子で取得した画像データを表示する表示部と、
を具備することを特徴とする携帯用電子機器。
【０１２２】
（付記４）
前記撮像素子近傍に温度センサを備え、前記温度センサの検出信号に基づいて前記撮像素子モジュールの相変化流路の作動流体を、トロコイド型ポンプ、圧電型ポンプ、電気浸透流型ポンプあるいは導電型ポンプのいずれかを用いて強制循環することを特徴とする付記３記載の携帯用電子機器。
【０１２３】
（付記５）
前記撮像素子近傍に温度センサを備え、前記温度センサの検出信号及び設定モードに基づいて前記撮像素子モジュールの相変化流路の作動流体を、トロコイド型ポンプ、圧電型ポンプ、電気浸透流型ポンプあるいは導電型ポンプのいずれかを用いて強制循環することを特徴とする付記３記載の携帯用電子機器。
【０１２４】
（付記６）
前記トロコイド型ポンプ、圧電型ポンプ、電気浸透流型ポンプあるいは導電型ポンプは、設定モードに応じて選択的に連続駆動あるいは間欠駆動されることを特徴とする付記５記載の携帯用電子機器。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】この発明の一実施の形態に係る撮像素子モジュールを示した断面図である。
【図２】図１の光学ローパスフィルタ、防塵機構及びシャッタを省略して、撮像素子の受光面側から見た状態を示した平面図である。
【図３】図１の撮像素子モジュールに電気浸透流型ポンプを組込んだ状態を示した断面図である。
【図４】図１の撮像素子モジュールを用いたレンズユニットを説明するために示した断面図である。
【図５】図４のレンズユニットの変形例で、レンズ側マウント部材を用いて組付ける構成を示した一部断面図である。
【図６】図５のレンズ側マウント部材を受光面側から見た状態を示した平面図である。
【図７】図１の撮像素子モジュールを用いた一眼レフ用電子カメラを説明するために示した構成説明図である。
【図８】この発明の他の実施の形態に係る撮像素子モジュールの構成を説明するために示した断面図である。
【図９】この発明の他の実施の形態の係る撮像素子モジュールの構成を説明するために示した断面図である。
【図１０】図９の撮像素子モジュールの変形例を示した分解断面図である。
【図１１】この発明の他の実施の形態の係る撮像素子モジュールの構成を説明するために示した断面図である。
【図１２】図１１の撮像素子モジュールを撮像素子の受光面側から見た状態を示した平面図である。
【図１３】図１１の撮像素子モジュールに圧電型ポンプを組込んだ状態を示した断面図である。
【図１４】図１１の撮像素子モジュールに電気浸透流型ポンプを組込んだ状態を示した断面図である。
【図１５】図１１の撮像素子モジュールに導電型ポンプを組込んだ状態を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１…撮像素子モジュール、１０，１０ａ…撮像素子、１０１，１０１ａ…絶縁シート、１０２，１０２ａ…リード端子、１１…ＦＰＣ基板、１１１…開口部、１１２…接着剤、１２…ゴム枠、１３…光学ローパスフィルタ、１４…枠部材、１５…保持部、１６…シャッタ、１７…透明ガラス基板、１８…加振部材、１９…押圧部材、２０…素子支持部材、２０１…開口部、２１…ヒートパイプ、２１１…熱吸収面、２１２…熱吸収材、２２…放熱部材、２３…圧電型ポンプ、２３ａ…電気浸透流型ポンプ、２３ｂ…導電型ポンプ、２３１…ポンプ接続部材、２４…位置決めピン、２５…圧縮コイルばね、２６…螺子部材、３０…素子支持部材、３０１…開口部、３０２…フィン案内溝、３１…熱伝導材、３１，３２…第１及び第２の放熱部材、３２１，３３１…フィン、３３２…取付け部、３３３…透孔、３３４…接着剤、３４…スペーサ部材、３４１…透孔、３５…押え部材、３６…螺子部材、３７…温度センサ、３８…移動枠、３９…押え部材、４０…素子支持部材、４０１…開口部、４１…断熱部材、４２…放熱部材、４３…光学ローパスフィルタ、４３１…支持部材、４３２…パッキン部材、４３３…透明ガラス基板、４３４…加振部材、４３５…押圧部材、５０…レンズ光学系、６０１…開口部、６１…印刷配線基板、６１１…挿通孔、６１２…開口、６１３…切欠き部、６２…素子支持部材、６２１…位置決めピン、６２２…開口部、６３…バックライト、６４…ＬＣＤ、６５…シールド部材、６６…取付け具、６７…螺子部材、６８…後カバー、６９…ヒートパイプ、６９ａ…可塑性樹脂チューブ、７０…パイプ支持部材、７１…温度センサ、７１１…リード線、７２…圧電型ポンプ、７３…ベローズ型接続管、８０…マウント部材、９１…カメラ本体、１００…ガラス管、１００ａ…ガラス基板部、１００ｂ…流入口、１００ｃ…流出口、１００ｄ…正極端子、１００ｅ…ＧＮＤ端子、１０１…多孔質部材、１０２…位置決め部材、１０３…蓋部材、１０４…逆止弁、１０５…クッション部材、１１０…１１１…基板支持部材、第１の導電シート、１１２…第２の導電シート。
【図１】
2008271487.tif 000003
【図２】
2008271487.tif 000004
【図３】
2008271487.tif 000005
【図４】
2008271487.tif 000006
【図５】
2008271487.tif 000007
【図６】
2008271487.tif 000008
【図７】
2008271487.tif 000009
【図８】
2008271487.tif 000010
【図９】
2008271487.tif 000011
【図１０】
2008271487.tif 000012
【図１１】
2008271487.tif 000013
【図１２】
2008271487.tif 000014
【図１３】
2008271487.tif 000015
【図１４】
2008271487.tif 000016
【図１５】
2008271487.tif 000017