(57)【要約】【課題】厚み方向の小型化を図る。【解決手段】撮像素子１８は、撮影レンズにより結像する被写体光を受光する受光部を表面に有する。一対のＦＰＣ３１，３２は、一端が撮像素子１８に接続され、他端が左右に向けて延長されている。固体板２２は、撮影光軸１３ａ上に設けられた撮像用の開口２７を有し、開口２７に撮像素子１８を背後から嵌合して固定する。放熱シート２５は、撮像素子１８の背面に接触する素子接触部４１と、素子接触部４１から左右に延ばして設けられフレキシブル配線板３１，３２の背後を覆うＦＰＣシールド部４２，４３と、ＦＣＰシールド部４２，４３の幅方向の両方に突出して固定板２２に各々接触する固定板接触部４４〜４７と、を有し、フレキシブル配線板３１，３２を背後から覆ってシールド効果を付与しながら撮像素子１８で生じる熱を固定板２２に逃がす。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部を表面に有する光電変換素子と、
一端が前記光電変換素子に電気的に接続され、他端が前記表面と略平行な面内の少なくとも一方向に向けて延長されているフレキシブル配線板と、
前記受光部に光を通過させるための開口が設けられており、前記光電変換素子を固定する固定板と、
前記光電変換素子の背面に接触する素子接触部と、前記素子接触部から前記一方向に延ばして設けられ前記フレキシブル配線板の背後を覆うＦＰＣシールド部と、前記ＦＣＰシールド部の幅方向の両方に突出して前記固定板に各々接触する一対の固定板接触部と、を有する放熱シートと、
を備えたことを特徴とする放熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の放熱装置において、
前記フレキシブル配線板は、前記一方向と、その逆方向とに延びた一対で設けられており、
前記ＦＰＣシールド部は、前記素子接触部から前記一方向、及び他方向にそれぞれ延ばして前記各フレキシブル配線板の背後を個別に覆うにように一対設けられているとともに、
前記固定板接触部は、各ＦＰＣシールド部の両側にそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする放熱装置。
【請求項３】
請求項１記載の放熱装置において、
前記フレキシブル基板は、前記一方向を含む四方にそれぞれ延ばして設けられており、
前記ＦＰＣシールド部は、前記四方のそれぞれを背後から覆うように４個設けられているとともに、
前記固定板接触部は、各ＦＰＣシールド部の両側にそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする放熱装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の放熱装置において、
前記固定板接触部は、前方に折り曲げられて前記固定板の前面にそれぞれ接触することを特徴とする放熱装置。
【請求項５】
撮影レンズにより結像する被写体光を受光する受光部を表面に有する固体撮像素子と、
一端が前記固体撮像素子に電気的に接続され、他端が前記表面と略平行な面の少なくとも一方向に向けて延長されているフレキシブル配線板と、
前記撮影光軸上に設けられた撮像用の開口を有し、前記光電変換素子を固定する固定板と、
前記固体撮像素子の背面に接触する素子接触部と、前記素子接触部から前記一方向に延ばして設けられ前記フレキシブル配線板の背後を覆うＦＰＣシールド部と、前記ＦＣＰシールド部の幅方向の両方に突出して前記固定板に各々接触する一対の固定板接触部と、を有する放熱シートと、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱装置、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子は、駆動時に発生する熱により温度上昇を引き起こし、温度上昇に伴って暗電流等のノイズが発生する。この熱によるノイズは、画質低下等の撮像素子の機能低下を招き、撮像素子による高画質撮像を困難にする。
【０００３】
そこで、撮像装置の放熱構造としては、撮像素子の背面と機器筺体との間に放熱部材を熱的に結合し、撮像素子で生じる熱を放熱部材により機器筺体に逃がす構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１９８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撮像素子の背面に放熱部材を設けると、放熱部材の配置スペースにより、例えばボディの厚みが厚くなり、カメラが大型となるという問題を有する。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、小型化を図った放熱装置、及び撮像装置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】
【０００７】
本発明を例示する放熱装置では、受光部を表面に有する光電変換素子と、一端が前記光電変換素子に電気的に接続され他端が前記表面と略平行な面内の少なくとも一方向に向けて延長されているフレキシブル配線板と、前記受光部に光を通過させるための開口が設けられており前記光電変換素子を固定する固定板と、前記光電変換素子の背面に接触する素子接触部と前記素子接触部から前記一方向に延ばして設けられ前記フレキシブル配線板の背後を覆うＦＰＣシールド部と前記ＦＣＰシールド部の幅方向の両方に突出して前記固定板に各々接触する一対の固定板接触部とを有する放熱シートと、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、フレキシブル配線板を背後から覆ってシールド効果を付与しながら光電変換素子で生じる熱を固定板に逃がす放熱シートを設けたため、厚み方向の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の撮像部を用いた電子カメラの要部を示す断面図である。
【図２】撮像部を示す分解斜視図である。
【図３】撮像ユニットを示す分解斜視図である。
【図４】放熱シートを示す展開図である。
【図５】撮像部を示す断面図である。
【図６】撮像部を示す斜視図である。
【図７】４つのＦＰＣを四方に突出して設けた他の例の撮像部を示す斜視図である。
【図８】図７で説明した撮像部で用いられる放熱シートを示す展開図である。
【図９】図７で説明した撮像部を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を適用した電子カメラ１１は、図１に示すように、カメラボディ１２と、撮影レンズ１３を有する交換レンズ１４とで構成されている。交換レンズ１４には、レンズマウント１５が設けられ、カメラボディ１２に設けたボディマウント１６に対して着脱自在に取り付けられる。カメラボディ１２には、ボディマウント１６の後に暗箱１７が内蔵されており、暗箱１７の後には、熱源となる固体撮像素子（以下「撮像素子」と称す）１８を有する撮像部１９が固定されている。暗箱１７は、撮影レンズ１３を透過した被写体光束を受光部１８ａに入射させるための開口２０と、撮影レンズ１３と撮像素子１８の受光部１８ａとの間を遮光状態に保つ箱部２１とを備える。なお、符号１３は、撮影光軸である。
【００１１】
撮像部１９は、図２に示すように、固定板２２、ガラス等の透過性基板２３を有する撮像ユニット２４、放熱シート２５、及び押圧板２６で構成されている。
固定板２２は、熱伝導性の高い性質（高熱伝導性）を有する材料で横長矩形状に作られており、略中央に配されており撮像用の開口２７と、複数の取付穴２８とが形成されている。開口２７の背面側の周縁には、一段凹んだ段差面２９が形成されており、段差面２９には、透過性基板２３が背面から嵌め込まれる。段差面２９は、透過性基板２３の前方への抜け止めと、上下左右での位置決めとの作用をなす。複数の取付穴２８は、暗箱１７に取り付けるための穴である。
【００１２】
撮像ユニット２４は、撮像素子１８、透過性基板２３、及び一対のフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ(Flexible Printed Circuits)）３１，３２で構成されている。
透過性基板２３には、詳しくは図３に示すように、裏面に左右（水平方向）に分けて、複数の導体パターン３４がそれぞれ形成されている。左右にある導体パターン３４の列は、受光部１８ａに入射する被写体光束を遮らない領域に形成されている。
【００１３】
撮像素子１８は、ＣＣＤ、又はＣＭＯＳ型等で構成されている。具体的には、撮像素子１８は、シリコン基板等のサブストレートの表面に、被写体光を受光する受光部１８ａと、撮像機能に必要な各種回路を含む機能部(図示なし)と、機能部と電気的に接続された複数の電極３６とを備えるベアチップ状態の半導体素子である。
【００１４】
受光部１８ａは、２次元的に配置される複数の画素、マイクロレンズ、及びカラーフィルタ等を用いて実現される。受光部１８ａは、撮影レンズ１３と透過性基板２３とを含む撮影光学系を介して結像される被写体光を受光し、この受光した光を光電変換処理する。
機能部は、受光部１８ａの外側に形成され、ドライバ回路等の撮像機能の実現に必要な各種回路を含む。かかる機能部は、受光部１８ａによって光電変換処理された信号をもとに被写体の画像信号を生成する。複数の電極３６は、受光部１８ａ、及び機能部の外側周辺、すなわち、被写体光束を遮らない左右の領域に形成されている。
【００１５】
撮像素子１８は、各電極３６に設けたバンプを介して透過性基板２３の導体パターン３４のうち、一端に設けた複数の電極３７にフリップチップ実装される。また、複数の導体パターン３４のうち、他端の電極３８には、異方性導電膜を介してＦＰＣ３１，３２の一端に設けた複数の電極３９がそれぞれ接続される。
【００１６】
一対のＦＰＣ３１，３２は、透過性基板２３に対して一端３１ａ，３２ａが電気的な接続がなされた状態で、他端３１ｂ，３２ｂが左右両側に突出して配されている。この結果、一対のＦＰＣ３１，３２は、機能部によって生成された画像信号を、種々の画像処理を施す画像処理回路に送出するとともに、ドライバ回路等を制御するための制御信号等を機能部に伝送する。なお、ＦＰＣ３１，３２としては、画像処理部やドライバ回路等を実装するリジッド部を他端に有するものを用いてもよい。
【００１７】
放熱シート２５は、高熱伝導性と導電性の高い性質（高導電性）とを有する材料でシート状に形成されている。具体的には、放熱シート２５は、詳しくは図４に示すように、シートの略中心に配される素子接触部４１、素子接触部４１の左右両側に延ばして配される左・右ＦＰＣシールド部４２，４３、及び、左・右ＦＰＣシールド部４２，４３に対して上・下に延ばして配される固定板接触部４４〜４７で構成されている。素子接触部４１は、撮像素子１８の背面に接着剤により接着される。
【００１８】
左・右ＦＰＣシールド部４２，４３は、左・右ＦＰＣ３１，３２を背面から覆ってＦＰＣ３１，３２に電磁シールド性能を付与する。なお、左・右ＦＰＣシールド部４２，４３をＦＰＣ３１，３２の背面に接着剤で接着してもよい。４つの固定板接触部４４〜４７は、同図に示す点線の位置で固定板２２の表面に向けて折り返されて、図５に示すように、固定板２２の前面に接着剤により接着される。なお、接着剤としては、高熱伝導性と高導電性とを有するものを使用する。
【００１９】
放熱シート２５は、放熱性と電磁シールド性とが高い性質を持つ材料、例えばカーボングラファイト等の複合材料、銅箔やアルミ箔等の材料のものを用いるのが好適である。
押圧板２６は、図６に示すように、両端が固定板２２に固定され、これらの間に設けた押圧部４８で素子接触部４１を介して撮像素子１８を固定板２２に向けて押圧する。これにより、撮像ユニット２４は、固定板２２の開口２７から抜け出ることが防止される。押圧板２６も高放熱性と高導電性との性質を持つ材料で形成するのが望ましい。なお、押圧板２６で放熱シート２５を撮像素子１８に押し付けているので、素子接触部４１と撮像素子１８の背面とを接着剤で接着しなくてもよい。逆に、素子接触部４１と撮像素子１８の背面とを接着剤で接着する場合には、押圧板２６を省略してもよい。
【００２０】
ここで、本実施形態による撮像部１９の製造方法について簡単に説明する。まず、導体パターン３４を透過性基板２３の裏面左右に印刷工法等により形成する。その後、撮像素子１８の表面左右にある複数の電極３６のそれぞれにバンプを設ける。そして、撮像素子１８の各バンプを、透過性基板２３の導体パターン３４の一端に設けた各電極３７にフリップチップ接続して、撮像素子１８を透過性基板２３に固定する。その後、ＦＰＣ３１，３２の一端３１ａ，３２ａに設けた複数の電極３９を、導体パターン３４の他端にある複数の電極３８に異方性導電膜、例えば異方性導電接着フィルムにより接続する。これにより、撮影光軸１３ａに直交する姿勢で配置される透過性基板２３の背面から左右に一対のＦＰＣ３１，３２の他端３１ｂ，３２ｂが各々延びた形態で撮像ユニット２４が完成する。
【００２１】
完成した撮像ユニット２４は、固定板２２に設けた開口２７に透過性基板２３を嵌め込み、開口２７の段差面２９に透過性基板２３の前面周縁を当接させる。その後、放熱シート２５を撮像ユニット２４の背後から被せる。このとき、要部である素子接触部４１を撮像素子１８の裏面に合わせ、そして、左・右ＦＰＣシールド部４２，４３で左・右のＦＰＣ３１，３２の背面を覆うように被せる。そして、４つの固定板接触部４４〜４７を固定板２２の前面に向けて折り返す。素子接触部４１、及び４つの固定板接触部４４〜４７には、事前に接着剤が塗布されており、よって、素子接触部４１が撮像素子１８の裏面に、また４つの固定板接触部４４〜４７が固定板２２の前面にそれぞれ接着される。最後に押圧板２６を螺子等の固着手段により固着することで撮像部１９が完成する。なお、固定板接触部４４〜４７を固定板２２の前面に折り返さずに、固定板２２の上・下端で接触、又は接着してもよい。
【００２２】
完成した撮像部１９は、図１で説明した暗箱１７に固定され、その後、一対のＦＰＣ３１，３２の他端３１ｂ，３２ｂを、予め決められたコネクト部（図示なし）に接続する。これにより、ＦＣＰ３１，３２に対してシールド効果を付与しながら、撮像素子１８で生じる熱を、放熱シート２５、及び固定板２２を介して暗箱１７に伝熱して暗箱１７からカメラボディ１２を介して外部に放熱することができる。
【００２３】
上記実施形態の撮像ユニット２４は、撮像素子１８を挟んだ左右にＦＰＣ３１，３２を設けているが、本発明ではこれに限らず、上下に設けた形態でもよく、また、撮像素子１８を背面から視て上下左右のうちのいずれか一方のみに、一つのＦＰＣを設けた形態としてもよい。どちらの場合も、放熱シート２５としては、ＦＰＣシールド部の幅方向の両端に固定板接触部を設ければよい。
【００２４】
また、図７に示すように、撮像素子１８を背面から視て上下左右の四方にＦＰＣ５０〜５３を設けてもよい。このような撮像ユニット５５の場合には、図８に示すような形態の放熱シート５６を用いる。
【００２５】
具体的には、放熱シート５６は、素子接触部５７の四方にＦＰＣシールド部５８〜６１をそれぞれ設け、そのうち左・右のＦＰＣシールド部５８，５９の上・下に、固定板接触部６２〜６５をそれぞれ設け、また、上・下のＦＰＣシールド部６０，６１の幅方向の両端にＦＰＣ折り返し部６６〜６９をそれぞれ設けた形状に作ればよい。そして、ＦＰＣ折り返し部６６〜６９は、図９に示すように、上・下に伸びるＦＰＣ５２，５３の前方に向けて折り返してＦＰＣ５２，５３を包み込む。なお、折り返し部６６〜６９をＦＰＣ５２，５３の前面に接着剤で接着しもてよい。
【００２６】
また、四方に延ばして設けたＦＰＣ５０〜５３のうちのいずれかを省略し、ＦＰＣを三方に延ばした形態としてもよい。この場合には、素子接触部に対して固定板接触部を前記三方に伸ばした展開形状で放熱シートを作ればよい。
【００２７】
上記実施形態では、熱源を固体撮像素子１８として説明しているが、本発明ではこれに限らず、フォトダイオード等の光電変換素子としてもよい。
また、上記各実施形態では、カーボングラファイトや銅箔等の放熱シートとして説明しているが、本発明ではこれに限らず、表面に高導電性を有するフィルム等で作った偏平袋体の中に冷却機能を有するゲル状の熱媒体を内包した放熱シートとしてもよい。これを用いる場合、ゲル状の熱媒体が小さな加圧で塑性変形するため、発熱面が凹凸状でも広面積で密着させることができ、吸熱性、及び放熱性の効率を向上させることができる。
【００２８】
さらに、本発明の撮像装置は、電子カメラに限らず、メモリーカードやハードディスクに映像音声を録画する機能が付いたビデオカメラや、カメラ付き携帯電話機等でもよい。また、電子顕微鏡装置に用いられる撮像装置としてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１１  電子カメラ
１９  撮像部
１３ａ  撮影光軸
２２  固定板
２４，５５  撮像ユニット
２５，５６  放熱シート
２６  押圧板
３１，３２  ＦＰＣ
【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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