CN102135699A

CN102135699A - 抖动校正装置

Info

Publication number: CN102135699A
Application number: CN2010105570766A
Authority: CN
Inventors: 长冈弘仁
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Aozhixin Digital Technology Co ltd
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: JP2011150136A; CN102135699B

Abstract

本发明是一种抖动校正装置，该抖动校正装置具备：基台部，其被相对于光轴固定；可动部，其保持摄像元件或光学元件，并在垂直于所述光轴的平面上相对于所述基台部移动；以及挠性印刷电路板，其基端部被固定于所述可动部，其末端部延伸到装置外，该抖动校正装置构成为：所述挠性印刷电路板具有在从所述光轴方向观察的情况下与所述可动部重叠，并且沿所述平面延伸的平面部，所述可动部在从所述光轴方向观察的情况下与所述挠性印刷电路板重叠的区域中，具有朝向所述挠性印刷电路板的所述平面部突出的凸形状的支撑部。

Description

抖动校正装置

技术领域

本发明涉及通过移动摄像元件或光学元件来减轻像的抖动的抖动校正装置。

背景技术

在照相机等摄像装置中，公知有以下的抖动校正装置：通过与该摄像装置的移动对应地移动配设在摄像镜头的光轴上的摄像元件或镜头(光学元件)来减轻成像面上的像的抖动。例如在日本特开2008-46418号公报中公开了移动摄像元件方式的抖动校正装置。在日本特开2008-46418号公报中公开的抖动校正装置具有在与受光面平行的平面上在两个方向上移动摄像元件的结构。

为了使抖动校正装置小型化，通常在保持并移动摄像元件或光学元件的可动部、和被固定的基台部之间的电连接中使用挠性印刷电路板。

挠性印刷电路板为平面状且以低负荷进行变形的变形方向确定，因此在保持并移动摄像元件或光学元件的可动部、和被固定的基台部之间进行电连接时，需要设为如下结构：在挠性印刷电路板上设置多个折弯部，挠性印刷电路板根据可动部在两个方向上的移动以低负荷进行变形。

例如，为了使抖动校正装置小型化，在从光轴方向观察与可动部重叠的位置上处理挠性印刷电路板时，存在挠性印刷电路板在该重叠位置上发生变形，并且与可动部发生干涉的问题。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种利用简单的结构提高挠性印刷电路板的处理自由度，从而能够实现小型化的抖动校正装置。

本发明的抖动校正装置是通过移动摄像元件或光学元件来减轻像的抖动的抖动校正装置，其特征在于具备：基台部，其被相对于光轴固定；可动部，其保持所述摄像元件或所述光学元件，并且在垂直于所述光轴的平面上相对于所述基台部移动；以及挠性印刷电路板，其基端部被固定于所述可动部，其末端部延伸到装置外，在该抖动校正装置中，所述挠性印刷电路板具有在从所述光轴方向观察的情况下与所述可动部重叠，并且沿所述平面延伸的平面部，所述可动部在从所述光轴方向观察的情况下与所述挠性印刷电路板重叠的区域中，具有朝向所述挠性印刷电路板的所述平面部突出的凸形状的支撑部。

附图说明

图1是示出摄像装置的前面侧的立体图。

图2是抖动校正装置和镜头镜筒的剖视图。

图3是从光轴方向观察抖动校正装置的正面图。

图4是抖动校正装置的后视图。

图5是抖动校正装置的背面侧的立体图。

图6是抖动校正装置的剖视图。

图7是挠性印刷电路板的立体图。

图8是在卸下挠性印刷电路板后的状态下的抖动校正装置的后视图。

图9是在卸下硬质基板后的状态下的抖动校正装置的后视图。

图10是基台部的立体图。

图11是第1可动部的立体图。

图12是第2实施方式的支撑部的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选方式。此外，在用于下述说明的各图中，为了将各结构要素设为在附图上能够识别程度的大小，针对每个结构要素使比例尺不同，本发明不仅仅限于这些图所记载的结构要素的数量、结构要素的形状、结构要素的大小的比率以及各结构要素的相对位置关系。

(第1实施方式)

使用图1说明具有本实施方式的抖动校正装置1的摄像装置100的结构。如图1所示，摄像装置100是构成为具有以下部件的所谓数码相机：摄像镜头4、保持摄像镜头4的镜头镜筒3以及配设在该摄像镜头4的光轴O上的摄像元件2。此外，虽然未图示，但是在摄像装置100上配设有用于检测摄像装置100在预定轴上的移动量的由陀螺仪传感器等构成的位移检测部。

摄像元件2按照预定的定时输出与入射到受光面的光对应的电信号，例如通常可以采用被称作CCD(电荷耦合元件)或CMOS(互补型金属氧化膜半导体)传感器的形式、或其他各种形式的摄像元件。摄像元件2经由抖动校正装置1被保持在摄像装置100的壳体101内的预定位置上。

在以下的说明中，用“O”表示作为摄影光学系统的摄影镜头4的光轴，将与光轴O平行的轴设为Z轴。此外，将沿Z轴的方向(以下称作Z轴方向)中的、物体侧(被摄体侧)设为前方，将摄像镜头4的像侧(成像侧)设为后方。此外，在垂直于Z轴的平面上将彼此垂直的两个轴设为X轴和Y轴。

抖动校正装置1将在后面具体叙述，但是它具有以下结构：根据由位移检测部检测到的摄像装置100的移动量(光轴O的抖动量)，在与摄像镜头4的光轴O垂直的平面上(与摄像元件2的受光面平行的平面上)移动摄像元件2，由此来减轻摄像元件2的受光面上的被摄体像的抖动。即，抖动校正装置1构成为能够在XY平面上移动摄像元件2。这种移动摄像元件2来减轻像的抖动的方式通常称为传感器移动方式。

此外，在图1所示的本实施方式的摄像装置100中，收纳摄像镜头4的镜头镜筒3与壳体101构成为一体，但是镜头镜筒3也可以相对壳体101可拆装。

接着，参照图2至图11说明本实施方式的抖动校正装置1的结构。如图2所示，抖动校正装置1与保持摄像镜头4的镜头镜筒3构成为一体。在本实施方式中，作为一例，镜头镜筒3具有沿Z轴方向伸缩的所谓伸缩式镜筒的结构。镜头镜筒3通过具有电动马达等的未图示的驱动装置的驱动力进行伸缩动作。镜头镜筒3的结构是公知的，因此以下省略说明，仅对抖动校正装置1的结构进行说明。此外，抖动校正装置1当然也可以是与镜头镜筒3分离的结构。

图3是从Z方向前方侧观察卸下镜头镜筒3后的状态的抖动校正装置1时的、抖动校正装置1的正面图。此处，在本实施方式中，作为一例，摄像元件2的受光面从Z方向前方观察是长方形。此外，在本实施方式中，设为摄像元件2的受光面的长边与X轴大致平行，短边与Y轴大致平行。

抖动校正装置1构成为：在摄像镜头4的后方，以摄像元件2的受光面与摄像镜头4的光轴O垂直的方式保持摄像元件2，并且能够在与受光面平行的XY平面上在预定的移动范围内移动摄像元件2。

抖动校正装置1构成为大体上具备：基台部10，其相对于摄像镜头4的光轴O位置固定；可动部，其保持摄像元件2并能够相对于基台部10在XY平面上移动；以及驱动部，其产生使可动部相对于基台部10相对移动的驱动力。

此外，在抖动校正装置1中，配设有具有挠性的挠性印刷电路板(以下称作FPC)40和50，该挠性印刷电路板用于将抖动校正装置1与未图示的摄像装置100的电源装置、图像处理装置以及控制装置等电连接。

FPC 40主要与构成驱动部的多个电子部件电连接，末端部41向基台部10的外周方向延伸。此外，如图6所示，FPC 50的基端部54与安装有摄像元件2的硬质基板70连接，末端部55延伸到摄像装置1的装置外部。末端部41和55与设置在摄像装置100的壳体101内的未图示的电子连接器连接。FPC 40和50的具体情况将在后面介绍。

以下，说明抖动校正装置1的具体结构。基台部10是确定相对于摄像镜头4的光轴O的相对位置的部件。在本实施方式中，基台部10被固定在摄像装置100的壳体101的内部。此外，在如本实施方式那样镜头镜筒3和抖动校正装置1构成为一体的情况下，基台部10也可以构成为镜头镜筒3的一部分。

可动部构成为具备：第2可动部20，其以能够相对于基台部10在Y轴方向上移动的方式被支撑；以及第1可动部30，其以能够相对于第2可动部20在X轴方向上移动的方式被支撑，并保持摄像元件2。

驱动部构成为具备：第2电动机25，其是产生相对于基台部10在Y轴方向上移动第2可动部20的驱动力的致动器；以及第1电动机35，其是产生相对于第2可动部20在X轴方向上移动第1可动部30的驱动力的致动器。此外，驱动部构成为具备在第1电动机35和第2电动机25的原点找出动作时使用的由光电断路器构成的第1原点检测传感器36和第2原点检测传感器26。

更具体而言，如图10所示，在从Z轴方向观察的情况下，基台部10是中央设置有开口部64的大致矩形形状的框状部件。在基台部10的外周部，设置有用于安装第1电动机35和第2电动机25的第1电动机安装部66和第2电动机安装部65。此外，在基台部10的外周部，设置有用于安装第1原点检测传感器36和第2原点检测传感器26的传感器安装部68及67。

如图3和图9所示，在基台部10的开口部64的X轴方向两侧，分别固定有沿Y轴方向延伸的引导轴21及22。在开口部64内，引导轴21及22用于以相对于基台部10仅可在Y轴方向平移的方式支撑第2可动部20。即，第2可动部20在由引导轴21及22支撑的状态下，被限制了X轴方向和Z轴方向的移动以及绕X轴、Y轴和Z轴方向的转动。

此外，第2可动部20在由引导轴21及22支撑的状态下，为了消除松动，被弹簧23及24朝Y轴方向的一侧施力。

此外，在基台部10的外周部的背面侧上，形成有朝向Z轴方向后方开口的凹部、即FPC收纳部69。在本实施方式中，FPC收纳部69设置在大致矩形的框状的基台部10的、沿X轴方向延伸的边的一方。此外，FPC收纳部69具有以X轴方向为长度方向的大致矩形状的开口形状。FPC收纳部69是收纳有与摄像元件2电连接的FPC 50的折回部56的空间部，具体将在后面叙述。

此外，在基台部10的背面部上，形成有朝向Z轴方向后方突出的凸形状的凸起61、62及63。凸起61、62及63分别为预定直径的圆柱形状，在各自的基端部上设置有比末端侧直径扩大的抵接部61a、62a及63a。抵接部61a、62a及63a的Z轴方向后方侧的端部存在于同一XY平面上。即，抵接部61a、62a及63a的端部与保持摄像元件2的可动部移动的平面大致平行。

此外，3个凸起中的2个凸起61及62配置成它们之间夹着设置在基台部10上的FPC收纳部69的开口部。在本实施方式中，凸起61及62分别配置在FPC收纳部69的开口部的长度方向两侧、即X轴方向两侧。

在从Z轴方向观察的情况下，第2可动部20是在中央部具有开口部的框状部件。在第2可动部20的开口部的Y轴方向两侧，分别固定有沿X轴方向延伸的引导轴31及32。引导轴31及32用于在开口部内以相对第2可动部20仅可在X轴方向平移的方式支撑第1可动部30。即，第1可动部30在由引导轴31及32支撑的状态下，被限制了相对于第2可动部20的Y轴方向和Z轴方向上的移动，并且限制了绕X轴、Y轴和Z轴方向的转动。

如上所述，支撑第1可动部30的第2可动部20被支撑为仅可相对于基台部10在Y轴方向上平移，因此第1可动部30能够相对于基台部10在X轴方向和Y轴方向上相对平移。换言之，第1可动部30能够在与摄像镜头4的光轴O垂直的XY平面上平移。

此外，第1可动部30在被引导轴31及32支撑的状态下，为了消除松动，被弹簧33及34朝X轴方向的一侧施力。

更具体而言，如图11所示，在从Z轴方向观察的情况下，第1可动部30是在中央部具有开口部72的框状部件。在第1可动部30上固定有摄像元件2。摄像元件2在其受光面与XY平面平行的状态下，以经由第1可动部30的开口部72向Z轴方向前方露出的方式被固定在第1可动部30上。由此，摄像元件2在其受光面与光轴O垂直的状态下，由可动部保持为能够在与摄像镜头4的光轴O垂直的XY平面上平移。

如图6和图8所示，在摄像元件2的背面侧上，接合有由玻璃环氧树脂基板等构成的刚性较高的布线基板即硬质基板70。即，硬质基板70与第1可动部30一起在与摄像镜头4的光轴O垂直的XY平面上平移。在硬质基板70上，接合有将在后面具体叙述的FPC 50的基端部54。此外，也可以在硬质基板70上安装摄像元件2的周边电路部件。

此外，在第1可动部30的背面部上，形成有朝向Z轴方向后方突出的凸形状的支撑部71。支撑部71经由设置在硬质基板70上的通孔，比硬质基板70更朝Z轴方向后方侧突出。支撑部71的末端部(Z轴方向后方侧的端部)成为大致球面形状。

在第2可动部20和第1可动部30配设在基台部10的开口部64内的状态下、即组装了抖动校正装置1的状态下，支撑部71的末端部与形成在基台部10上的凸起61、62及63的抵接部61a、62a及63a位于大致同一平面上。

此外，在第1可动部30上，形成有第1原点标记(原点ドグ)74和第2原点标记73。第1原点标记74和第2原点标记73在组装了抖动校正装置1的状态下，以位于固定在基台部10上的第1原点检测传感器36和第2原点检测传感器26附近的方式从第1可动部30的外周部延伸出去。

尽管具体情况没有图示，但是驱动部由使第2可动部20在Y轴方向上移动的Y方向驱动部、和使第1可动部30在X轴方向上移动的X方向驱动部构成。Y方向驱动部除了前述的第2电动机25和第2原点检测传感器26以外，还具备在Y轴方向上延伸并由第2电动机25旋转驱动的进给丝杠、和与进给丝杠螺合并与第2可动部20接合的螺母。通过第2电动机25使进给丝杠旋转，由此与螺母接合的第2可动部20在Y轴方向上移动。此外，通过第2原点检测传感器26对从第1可动部30延伸出的第2原点标记73进行检测，由此进行第2电动机25的原点检测动作。

X方向驱动部除了前述的第1电动机35和第1原点检测传感器36以外，还具备在X轴方向上延伸并由第1电动机35旋转驱动的进给丝杠、和与进给丝杠螺合并与第1可动部30接合的螺母。通过第1电动机35使进给丝杠旋转，由此与螺母接合的第1可动部30在X轴方向上移动。此外，通过第1原点检测传感器36对从第1可动部30延伸出的第1原点标记74进行检测，由此进行第1电动机35的原点检测动作。

如上那样构成的驱动部的结构是众所周知的，因此省略详细说明。另外，驱动部也可以是通过直线电动机使可动部移动的结构。

此外，在本实施方式中，第2电动机25和第1驱动电动机35的外装被着色成与基台部10的外装不同的颜色。这样，通过使抖动校正装置1的结构部件与电动机的外装颜色不同，从而能够通过目视容易且可靠地确认电动机的组装状态。

接着，对配设在具有上面说明的结构的抖动校正装置1中的电子部件的电连接的结构进行说明。

如前所述，作为构成驱动部的电子部件的第1电动机35、第2电动机25、第1原点检测传感器36以及第2原点检测传感器26配设在基台部10的外周部。如图5所示，第1电动机35、第2电动机25、第1原点检测传感器36以及第2原点检测传感器26与延伸为包围基台部10的外周部的FPC 40连接。

从基台部10延伸出的FPC 40的末端部41与设置在摄像装置100的壳体101内的未图示的电子连接器连接，由此第1电动机35、第2电动机25、第1原点检测传感器36以及第2原点检测传感器26与摄像装置100的电源装置、图像处理装置以及控制装置等电连接。

这样，在本实施方式的抖动校正装置1中，由沿着基台部10的外周部配设的FPC 40统一进行构成驱动部的多个电子部件的电气接线，由此实现小型化。

另一方面，以可移动的方式保持在可动部上的摄像元件2经由硬质基板70与FPC 50连接。大体上，FPC 50的基端部54与硬质基板70接合，其末端部55向抖动校正装置1的外部方向延伸。

具体而言，如图6所示，本实施方式的FPC 50的基端部54通过锡焊或各向异性导电粘接剂等被接合到硬质基板70前方的面上。此外，如图7所示，FPC 50具有6个面50a～50f，它们由在5个部位折弯1张挠性的薄膜状基板而构成。FPC 50的形成有基端部54的面50a与XY平面大致平行。FPC 50的面50a以预定宽度从基端部54朝向设置在基台部10上的FPC收纳部69侧延伸。FPC 50具有至少能够配置与摄像元件2连接的电气布线的宽度。

此外，FPC 50在FPC收纳部69的开口部上朝向Z轴方向前方折弯，并朝向FPC收纳部69的底面侧延伸(面50b)。此外，朝向FPC收纳部69的底面侧延伸的面50b在折回部56上被折成U字状或V字状，并朝向FPC收纳部69的开口侧延伸(面50c)。

在该FPC 50的、在FPC收纳部69内弯折的面50b和50c上，在中央部设置有沿延伸方向设置的切口即狭缝59。由此，通过在FPC 50的折回部56上设置狭缝，能够减轻在折回部56附近使FPC 50变形的负荷。

此外，FPC 50在从FPC收纳部69突出后，在折弯部57中，被折弯成大致直角，使得与具有基端部54的面50a的背面侧重叠(面50d)。即，FPC 50的面50d在从Z轴方向观察的情况下，被配设成与抖动校正装置1的可动部重叠。

在该FPC 50的面50d上，在从基台部10朝Z轴方向后方突出设置的3个凸起61、62及63所对应的位置上，形成有通孔51、52及53。通孔51、52及53具有能够将具有预定直径的凸起61、62及63压入内部的形状。具体而言，在本实施方式中，通孔51、52及53是椭圆形状，其宽度方向比凸起61、62及63的直径小，长度方向比凸起61、62及63的直径大。

此外，凸起61、62及63也可以是在基端部上沿周向挖有槽的形状、或直径朝向基端侧变小的所谓的倒锥形形状。由此，通过使凸起61、62及63的基端侧的直径比末端侧小，能够更加牢固地固定FPC 50。

通过在通孔51、52及53内压入凸起61、62及63，直到FPC 50的面50d与抵接部61a、62a及63a抵接为止，FPC 50在相对于基台部10定位的状态下被固定。

在该状态下，FPC 50的面50d与抖动校正装置1的可动部移动的平面即XY平面大致平行。此外，在该状态下，从作为可动部的第1可动部30朝向Z轴方向后方突出设置的支撑部71的末端部与FPC 50的面50d抵接。

从Z轴方向观察，固定在基台部10上的FPC 50的面50d延伸至不与基台部10重叠的位置为止，并朝向Z轴方向前方被折弯(面50e)。该面50e被进一步朝离开基台部10的方向折弯(面50f)。在面50f上，设置有FPC 50的末端部55。

从基台部10延伸出的FPC 50的末端部55与设置在摄像装置100的壳体101内的未图示的电子连接器连接，从而摄像元件2与摄像装置100的电源装置、图像处理装置以及控制装置等电连接。

在上述的本实施方式中，可以不使用螺钉、粘接剂、双面胶等接合用的部件，而通过不使用工具的手工作业，将FPC 50固定到抖动校正装置1上。

此外，在本实施方式中，在从Z轴方向观察的情况下，在FPC 50相对于在XY平面上移动的可动部发生重叠的区域(面50d)中，设置有从作为可动部的第1可动部30朝向FPC 50突出的支撑部71。因此，根据本实施方式，具有挠性的FPC 50的面50d通过支撑部71被保持为保证与XY平面大致平行的平面形状的状态。

由此，能够防止由于FPC 50的变形而引起的、FPC 50与除支撑部71以外的可动部部位之间的干涉，而无需在FPC 50上粘贴具有刚性的板部件等来补充刚性。此外，支撑部71的与FPC 50抵接的末端部为大致球状，因此能够减小FPC 50和支撑部71之间的滑动阻力，将由于实施本发明而导致的移动可动部时的负荷增大量抑制到最小限度。

此外，将FPC 50固定到基台部10上的3点中的2点被配设成在其间夹着固定在基台部10上的面50d与形成有折回部56的面50c之间的折弯部57。在XY平面上移动抖动校正装置1的可动部的情况下，会对折弯部57施加使折弯部57附近变形的力。在本实施方式中，通过以夹着施加了这种力的折弯部57的方式设置2点的固定点，能够将FPC 50可靠地固定在基台部10上。

如上所述，根据本实施方式，能够削减构成抖动校正装置1的部件个数，并且削减组装所需的工时数。此外，能够在从光轴O方向观察与可动部重叠的位置上处理FPC 50而不需使用保持用的板部件，因此能够提高FPC 50的处理自由度而不增加部件个数，从而能够使抖动校正装置1进一步小型化。

此外，在本实施方式中，支撑部71设置在第1可动部30上，但是支撑部71只要是设置在相对于基台部10在XY平面上移动的部件上的方式即可。例如，支撑部71也可以设置在第2可动部20上。

(第2实施方式)

以下，参照图12说明本发明的第2实施方式。以下，仅说明与第1实施方式的不同点，对于与第1实施方式相同的结构要素标注相同标号，并适当省略说明。

在本实施方式的抖动校正装置中，仅设置在第1可动部30上的支撑部71的结构不同。在本实施方式的支撑部71a中，被以转动自如的方式将支撑球79埋入末端部。根据本实施方式，能够进一步减小FPC 50、和与FPC 50抵接的支撑部71之间的滑动阻力，能够通过减小移动可动部所需的负荷，实现摄像元件2的位置控制的响应性提高以及驱动部的小型化。

另外，本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离权利要求和说明书总体所体现的发明主旨或思想的范围内进行适当变更，伴随这种变更的抖动校正装置也包括在本发明的技术范围内。

例如，上述实施方式的抖动校正装置具有通过移动摄像元件来减少像抖动的方式，但是本发明的抖动校正装置也可以是通过移动镜头或棱镜等光学元件来减少像抖动的方式。

本发明的抖动校正装置不限于在上述实施方式中说明的摄像装置，还能够应用于具有摄影功能的电子设备，例如录音设备、便携电话、PDA、个人计算机、游戏机、数字媒体播放机、电视、GPS、钟表等所具备的镜头镜筒。

此外，本发明的抖动校正装置不限于具有摄影功能的电子设备，能够应用于镜头更换式照相机用的镜头镜筒，还能够应用于配备在投影仪等投影型显示装置上的镜头镜筒。此外，本发明的镜头镜筒还能够应用于望远镜或双筒望远镜等其它方式的光学设备。

Claims

1.一种抖动校正装置，其通过移动摄像元件或光学元件来减轻像的抖动，该抖动校正装置的特征在于具备：

基台部，其被相对于光轴固定；

可动部，其保持所述摄像元件或所述光学元件，并在垂直于所述光轴的平面上相对于所述基台部移动；以及

挠性印刷电路板，其基端部被固定于所述可动部，其末端部延伸到装置外，

所述挠性印刷电路板具有在从所述光轴方向观察的情况下与所述可动部重叠，并且沿所述平面延伸的平面部，

所述可动部在从所述光轴方向观察的情况下与所述挠性印刷电路板重叠的区域中，具有朝向所述挠性印刷电路板的所述平面部突出的凸形状的支撑部。

2.根据权利要求1所述的抖动校正装置，其特征在于，

所述基台部具有朝向所述平面部突出的凸形状的凸起，

所述挠性印刷电路板的所述平面部具有通孔，通过在所述通孔内压入所述凸起，将所述平面部固定至所述基台部。