JP2010107788A - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】素子基板と処理基板間での高速で信頼性の高い信号伝送が可能であるとともに、素子基板の揺動の支障となることなく装置の小型化を実現する。
【解決手段】被写体光が入射される撮像素子が実装された素子基板11と、装置本体の振れを検知する振れ検知手段23と、振れ検知手段23による振れ情報に基づいて、素子基板11を前記被写体光の光軸に略垂直な面内で揺動させるブレ補正ユニット10と、素子基板11と所定の第1方向(X方向)に離れて配置された処理基板21と、素子基板11と処理基板21とを電気的に接続するための複数の線状導電部材31を平面状に並べて配列してなる配線部材30と、配線部材30の素子基板11に接続される一方の端部32における線状導電部材31の配列方向と、配線部材30の処理基板21に接続される他方の端部33における線状導電部材31の配列方向とが、それぞれ第1方向に沿っている。
【選択図】図2

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に関し、特に、撮像素子シフト方式の手ブレ補正機能を備える撮像装置に関する。
加速度センサ等の振動検出センサで手ブレを感知し、CCDなどの撮像素子(イメージセンサ)を、撮影光学系の光軸と直交する面内で揺動(シフト)させることによって、該手ブレを補正する撮像素子シフト方式の手ブレ補正機構を搭載したデジタルカメラが知られている(例えば、下記特許文献1参照)。
撮像素子が実装された素子基板は、撮影光学系の光軸と直交する面内でアクチュエータによって2軸方向に揺動可能とされ、振動検出センサからの検出値に応じて、該アクチュエータを駆動することによって、被写体の像と撮像面との相対位置関係を一定に保つようにしたものである。
撮像素子が実装された素子基板と、制御回路や画像処理回路等が実装された処理基板との電気的な接続には、下記特許文献2に開示されているように、可撓性を有する帯状のフレキシブル配線基板が用いられている。
フレキシブル配線基板は、その一端が素子基板と処理基板との配置の方向に略直交する方向に沿って素子基板に接続され、他端が同じく素子基板と処理基板との配置の方向に略直交する方向に沿って処理基板に接続され、素子基板の当該2軸方向の揺動に追従して変形できるように、その中間部分が該素子基板と処理基板との間の部分であって、素子基板と処理基板の板面に対して直交する側の部分に画成された空間部に湾曲した状態(撓ませた状態)で収納されている。
ここで、フレキシブル配線基板では信号の劣化やノイズの影響を受け易いことから、画像信号電送速度や画像処理速度の高速化に対応した高品質な信号電送を行うために、フレキシブル配線基板に代えて、シールドケーブル(同軸ケーブル)を採用することが考えられる。シールドケーブルはグランド(接地)された金属線で信号線を覆い、外部の環境から電気的に隔離することで、信号の歪み等の原因となる外部からの電磁気干渉を防ぎ、伝送される信号データの信頼性を維持することができる。
シールドケーブルは、信号線(内部導体)を中心として、絶縁部、シールド線(外部導体)、及び被覆部(シース)からなり、カメラヘの組み込みにあたっては、シールドケーブルを数本から数十本を並設して、その両端にコネクタを配置したコネクタ付きシールドケーブル(配線部材)として使用することができる。
しかしながら、このような複数のシールドケーブルからなる配線部材は、フレキシブル配線基板と比較して、その剛性が高くなり、フレキシブル配線基板と同じ屈曲半径とした場合には屈曲時の反力により素子基板に対する負荷が増大する。
従って、配線接続時のシールドケーブルの屈曲に伴う負荷を軽減するために、特許文献2で提案された構成に適用する場合には、シールドケーブルを撓ませて収納するための空間部を大きく確保する必要があり、カメラの大型化を招くことになる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、素子基板と処理基板間での高速で信頼性の高い信号伝送が可能であるとともに、素子基板の揺動の支障となることを抑制しつつ、装置の小型化を図ることを目的とする。
特開2005−210319号公報 特開2006−81006号公報
この項の説明では、後述する実施形態を表す図面に示す部材等を示す符号を括弧を付して付記するが、これは単に理解の容易化のためであり、本発明の各構成要件は、これら部材等を示す符号を付した図面に示す部材等に限定されるものではない。
本発明の撮像装置は、被写体光が入射される撮像素子(4)が実装された素子基板(11)と、装置本体の振れを検知する振れ検知手段(23)と、前記振れ検知手段による振れ情報に基づいて、前記素子基板を前記被写体光の光軸(AX)に略垂直な面(X−Y平面)内で揺動させるブレ補正ユニット(10)と、前記素子基板と所定の第1方向(X方向)に離れて配置された処理基板(21)と、前記素子基板と前記処理基板とを電気的に接続するための複数の線状導電部材(31,41)を平面状に並べて配列してなる配線部材(30,40)とを備え、前記配線部材の前記素子基板に接続される一方の端部(32,42)における前記線状導電部材の配列方向と、該配線部材の前記処理基板に接続される他方の端部(33,43)における前記線状導電部材の配列方向とが、それぞれ前記第1方向に概略沿っていることを特徴とする。
本発明によれば、複数の線状導電部材を平面状に並べて配列してなる配線部材により素子基板と処理基板とを電気的に接続するようにしたので、従来のフレキシブル配線基板による接続と比較して、素子基板と処理基板間での高速で信頼性の高い信号伝送が可能になるとともに、配線部材の素子基板に接続される一方の端部における線状導電部材の配列方向と、配線部材の処理基板に接続される他方の端部における線状導電部材の配列方向とが、素子基板と処理基板の配置の方向(第1方向)に概略沿っているので、従来技術のように素子基板と処理基板との間に撓ませた状態で収納するための空間部を画成しなくても、配線部材を適宜に撓ませた状態で配置することが可能となり、素子基板の揺動の支障となることを抑制しつつ、装置の小型化を図ることができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの概略を示す断面図、図2は同じく要部を拡大した背面図である。図3〜図7は同じくコネクタ付きシールドケーブルの構成を示す図である。なお、以下の説明では、便宜的に、撮影レンズ2の光軸AXに沿う方向(図1において、左右方向)をZ方向とし、光軸AXに垂直な平面内において、カメラ1の左右方向(水平方向、図1において上下方向)を第1方向としてのX方向と、カメラ1の上下方向(垂直方向、図1において紙面に垂直な方向)を第2方向としてのY方向として説明する。
この実施形態のカメラ1は、コンパクトタイプのデジタルカメラである。但し、これに限定されず、一眼レフ方式のデジタルカメラ、その他の方式のデジタルカメラであってもよい。また、静止画を撮像可能なカメラにも限られず、動画を撮像可能なデジタルビデオカメラであってもよい。撮像装置は、その名称に限定されることもなく、携帯電話機やPDA等の静止画及び/又は動画の撮像が可能な撮像機能を備えるあらゆる電子装置等が含まれる。
カメラ1にはカメラ筐体3から突出する撮影光学系としての撮影レンズ(レンズ鏡筒)2が設けられ、撮影レンズ2から入射した被写体光が撮像素子4に入射結像される。撮像素子4はCCDやCMOS等からなるイメージセンサであり、後述するブレ補正ユニット10に設けられた撮像回路基板(素子基板)11に実装されている。
カメラ筐体3の撮影レンズ2の側部には、不図示の電池やコンデンサ等を配置するための格納スペース5が設けられている。格納スペース5の背後には、処理回路基板(処理基板)21が配置され、処理回路基板21上には、撮像素子4からの撮像信号を処理する画像処理用集積回路22、カメラ1の振動を検出する振動検出センサ(振れ検知手段)23、及び振動検出センサ23が検出した振動情報(振れ情報)に基づいて制御値を演算してブレ補正ユニット10を制御駆動するための制御用集積回路24等が実装されている。振動検出センサ23は、例えば加速度センサから構成される。
撮像回路基板11と処理回路基板21とは、略同一面(X−Y平面)内において、X方向に離れて(この実施形態では隣接して)配置されており、処理回路基板21は、カメラ筐体3内部に設けられた不図示のフレームに固定されており、撮像回路基板11はブレ補正ユニット10に揺動可能に支持されている。撮像回路基板11と処理回路基板21とは、一対のコネクタ付きシールドケーブル30,40により電気的に接続されている。
ブレ補正ユニット10は、X方向ステージ(第1方向移動部材)12、Y方向ステージ(第2方向移動部材)13、固定支持基板(固定支持部材)14を備えている。撮像素子4が実装された撮像回路基板11は、X方向ステージ12に搭載されている。X方向ステージ12には不図示の開口部が設けられており、該開口部に撮像素子4を配置することにより、撮影レンズ2から入射する被写体光が撮像素子4の撮像面に導かれる構成となっている。
X方向ステージ12は、X方向に沿って貫通する孔部12aを有しており、この孔部12aにX方向案内軸15が摺動自在に嵌合されることにより、X方向案内軸15に沿って摺動可能となっている。X方向案内軸15は、その両端がY方向ステージ13に形成された嵌合孔部13b,13cに嵌合固定されている。
Y方向ステージ13は、Y方向に沿って貫通する孔部13aを有しており、この孔部13aにY方向案内軸17が摺動自在に嵌合されることにより、Y方向案内軸17に沿って摺動可能となっている。Y方向案内軸17は、その両端が固定支持基板14に形成された嵌合孔部14a,14bに嵌合固定されている。固定支持基板14は、カメラ筐体3内部に設けられた不図示のフレームに固定されている。
固定支持基板14上には、X方向ステージ12をX方向案内軸15に沿って往復駆動(揺動)させるためのX方向アクチュエータ(第1駆動手段)16、及びY方向ステージ13をY方向案内軸17に沿って往復駆動(揺動)させるためのY方向アクチュエータ(第2駆動手段)18が配置されている。
X方向アクチュエータ16、及びY方向アクチュエータ18と処理回路基板21とは、配線基板50によって電気的に接続される構成となっていて、制御用集積回路24が送る駆動信号によってX方向アクチュエータ16、及びY方向アクチュエータ18を駆動することで、撮像素子4が実装された撮像回路基板11が適宜に揺動され、ブレ補正動作が行われるようになっている。
撮像回路基板11と処理回路基板21とを電気的に接続する配線部材としてのコネクタ付シールドケーブル30は、図3及び図4に示されているように、線状導電部材としてのシールドケーブル部31を複数本(例えば、30〜40本)、平面状に並べて配列し、その両端にそれぞれコネクタ部(第1接続部材、第2接続部材)32,33を配置して構成されている。
各シールドケーブル部31の長さは、この実施形態では、同一の長さとしている。コネクタ部32,33は略長方形となっており、その長手方向はシールドケーブル部31の配列方向に概略一致している。なお、各シールドケーブル部31のコネクタ部32,33が取り付けられた端部以外の中間部分は互いに分離しており、互いに拘束しない状態となっている。
コネクタ部32は撮像回路基板11に実装されたこれと対をなす不図示のコネクタ部に着脱自在に装着され、コネクタ部33は処理回路基板21に実装されたこれと対をなす不図示のコネクタ部に着脱自在に装着される。撮像回路基板11の不図示のコネクタ部、及び処理回路基板21の不図示のコネクタ部は、それぞれの長手方向がX方向に概略沿っており、この実施形態ではX方向に略一致して一直線上に配置されている。
コネクタ部32は、撮像回路基板11との接続部としての接点部32aを有しており、この接点部32aはシールドケーブル部31の配列に係る平面に対して略直交する方向を指向している。また、コネクタ部33は、処理回路基板21との接続部としての接点部33aを有しており、この接点部33aはシールドケーブル部31の配列に係る平面に対して略直交する方向であって、接点部32aと逆向きを指向している。ここでは、コネクタ部32とコネクタ部33とは、実質的に同一の構成を有しており、接点部32a,33aの指向方向が表裏逆向きに取り付けられた構成となっている。
シールドケーブル部31としては、図5に示されているように、複数(又は単一)の金属線からなる信号線(内部導体)104を絶縁部105で覆い、その周囲に複数の金属線からなるシールド線(外部導体)106を配置して、その周囲を被覆部(シース)107で被覆することにより構成される同軸ケーブルを用いている。
シールド線106をグランド(接地)することにより、信号線104を外部の環境から電気的に隔離することができ、信号線104を伝送される信号の歪み等の原因となる外部からの電磁気的干渉を防ぎ、伝送される信号データの高い信頼性を実現することができる。
なお、線状導電部材としての複数のシールドケーブル部41の両端にそれぞれコネクタ部42,43を取り付けてなるコネクタ付きシールドケーブル40は、コネクタ付きシールドケーブル30と同一の構成を有しているものとし、その説明は省略する。
このように構成されたコネクタ付きシールドケーブル30は、図6及び図7に示されるように、その中間部分において、各シールドケーブル部31が略同一の曲率の半円弧形状となるように、略180度湾曲されるとともに、略180度捩られた状態で、図2に示されるように、コネクタ部32が撮像回路基板11の対応するコネクタ部に、コネクタ部33が処理回路基板21の対応するコネクタ部に接続される。
これにより、コネクタ部32とコネクタ部33とはそれぞれの長手方向がX方向に略一致して一直線上に配置されるとともに、各シールドケーブル部31は緩やかな撓みが与えられた状態で、撮像回路基板11及び処理回路基板21に接続固定される。コネクタ付きシールドケーブル40も同様に、コネクタ部41が撮像回路基板11の対応するコネクタ部に、コネクタ部42が処理回路基板21の対応するコネクタ部に接続固定される。
コネクタ付きシールドケーブル30と、コネクタ付きシールドケーブル40とは、X方向に平行な仮想線(図2において、符号Lで表示)に対して互いに対称に配置、即ち、コネクタ付きシールドケーブル30は+Y方向に突出するように撓み、コネクタ付きシールドケーブル40は−Y方向に突出するように撓んだ状態で取り付けられている。
これと逆に、コネクタ付きシールドケーブル30を−Y方向に突出するように撓ませ、コネクタ付きシールドケーブル40を+Y方向に突出するように撓ませた状態で取り付けるようにしてもよい。なお、コネクタ付きシールドケーブル30,40は、特に限定はされないが、図2、図6及び図7に示したように湾曲させられた状態が自然状態、即ち、外部から力が作用しない状態においてそのような形状を保持するように構成されることが望ましい。
本実施形態によると、揺動される撮像回路基板11と固定された処理回路基板21との電気的な接続を、上述したような構成を有するコネクタ付きシールドケーブル30,40を用い、上述したような配置で行うようにしたので、撮像回路基板11の動きを阻害することが少ないとともに、撮像回路基板11と処理回路基板21との間に従来技術のような比較的に大きい空間部を設ける必要がないので、より小型化を図ることができる。
加えて、コネクタ付きシールドケーブル30,40を構成する各シールドケーブル部31,41は同軸ケーブルを用いているので、高速で且つ信頼性の高い信号伝送が可能である。
また、コネクタ付きシールドケーブル30と、コネクタ付きシールドケーブル40とを、X方向に平行な仮想線(図2において、符号Lで表示)に対して互いに対称に配置したので、撮像回路基板11のY方向の揺動に対する、各コネクタ付きシールドケーブル30,40による抵抗がバランスされ、撮像回路基板11の円滑な動作が可能である。
ところで、上述した実施形態では、撮像回路基板11を支持するX方向ステージ12をY方向ステージ13に支持させるようにしたが、これと逆に、撮像素子4が実装された撮像回路基板11をY方向ステージ13に支持し、Y方向ステージをX方向ステージ12に支持させる構成としてもよい。
但し、各アクチュエータ16,18に対する負荷が分散されるという観点からは、上述した実施形態のように、撮像回路基板11を支持するX方向ステージ12をY方向ステージ13に支持させる方が好ましい。このように構成すると、X方向アクチュエータ16として各コネクタ付きシールドケーブル30,40からのX方向の反力とX方向ステージ12(撮像素子4及び撮像回路基板11等を含む)の荷重に対応した駆動力のものを、Y方向アクチュエータ18として、X方向ステージ12(撮像素子4及び撮像回路基板11等を含む)の荷重とY方向ステージ13の荷重とに対応した駆動力のものを採用することができ、X方向アクチュエータ16への負荷とY方向アクチュエータ18への負荷とをバランスさせることができるからである。
一方、撮像素子4が実装された撮像回路基板11をY方向ステージ13に支持し、Y方向ステージ13をX方向ステージ12に支持させる構成とすると、X方向アクチュエータ16として各コネクタ付きシールドケーブル30,40からのX方向の反力とY方向ステージ12(撮像素子4及び撮像回路基板11等を含む)の荷重とX方向ステージ13の荷重に対応した駆動力のものを、Y方向アクチュエータ18として、Y方向ステージ13(撮像素子4及び撮像回路基板11等を含む)の荷重に対応した駆動力のものを採用することになり、X方向アクチュエータ12への負荷がY方向アクチュエータ13への負荷に対して大きくなるからである。
なお、上述した実施形態では、コネクタ付きシールドケーブル30の一方の端部のコネクタ部32の長手方向(シールドケーブル部31の端部における配列方向)と、他方の端部のコネクタ部33の長手方向(シールドケーブル部31の端部における配列方向)とを、X方向に略一致させて一直線上に配置するものとしたが、一方のコネクタ部32の長手方向と他方のコネクタ部33の長手方向は、それぞれX方向に略一致していればよく、一方のコネクタ部32と他方のコネクタ部33とがY方向に位置が異なっていてもよい。
また、一方のコネクタ部32の長手方向と他方のコネクタ部33の長手方向とは、それぞれがX方向に必ずしも一致していなくてもよく、X方向に概略沿っていればよい。ここで、「X方向に概略沿っている」とはX方向に対してある程度の角度(±45度程度以内の角度)をもって斜交していてもよいことを意味する。この場合において、一方のコネクタ部32の長手方向と他方のコネクタ部33の長手方向とが、互いに略平行な状態でX方向に斜交していても、ハの字状又は逆ハの字状に配置された状態でX方向に斜交していてもよい。
さらに、上述した実施形態では、コネクタ付きシールドケーブル30をその中間部分を半円弧状に180度湾曲させた状態で更に180度捩って配置したものを例示したが、捩りを加えずに半円弧状に湾曲させた状態で用いてもよい。この場合には、コネクタ付きシールドケーブル30を構成する各シールドケーブル部31の長さは、上述と同様に同じ長さでもよいし、湾曲時に内側となるものを外側のものよりも順次短くなるようにしてもよい。
また、コネクタ付きシールドケーブル30の捩り角度は、360度、540度等であってもよい。コネクタ付きシールドケーブル30を捩らないで、又は360度捩って用いる場合には、図8及び図9に示すように、コネクタ部32,33に設けられる接続部32a,33aの指向方向を同じ向きとする。上述した各種の変形例は、コネクタ付きシールドケーブル40についても同様に適用することができる。
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
本発明の実施形態のデジタルカメラの全体構成を示す水平面で切断した断面図である。 本発明の実施形態のデジタルカメラの要部構成を示す背面図である。 本発明の実施形態のコネクタ付きシールドケーブルの撓み及び捩りを与えない状態における平面図である。 本発明の実施形態のコネクタ付きシールドケーブルの撓み及び捩りを与えない状態における側面図である。 本発明の実施形態のコネクタ付きシールドケーブルの拡大断面図である。 本発明の実施形態のコネクタ付きシールドケーブルの撓み及び捩りを与えた状態における側面図である。 本発明の実施形態のコネクタ付きシールドケーブルの撓み及び捩りを与えた状態における平面図である。 本発明の実施形態の他のコネクタ付きシールドケーブルの側面図である。 本発明の実施形態の他のコネクタ付きシールドケーブルの平面図である。
符号の説明
1…デジタルカメラ、2…撮影レンズ、3…カメラ筐体、4…撮像素子、10…ブレ補正ユニット、11…撮像回路基板、12…X方向ステージ、13…Y方向ステージ、14…固定支持基板、15…X方向案内軸、16…X方向アクチュエータ、17…Y方向案内軸、18…Y方向アクチュエータ、21…処理回路基板、22…画像処理用集積回路、23…振動検出センサ、24…制御用集積回路、30,40…コネクタ付きシールドケーブル、31,41…シールドケーブル部、32,33,42,43…コネクタ部、32a,33a…接点部、104…信号線、105…絶縁部、106…シールド線、107…被覆部、AX…光軸。

Claims (8)

  1. 被写体光が入射される撮像素子が実装された素子基板と、
    装置本体の振れを検知する振れ検知手段と、
    前記振れ検知手段による振れ情報に基づいて、前記素子基板を前記被写体光の光軸に略垂直な面内で揺動させるブレ補正ユニットと、
    前記素子基板と所定の第1方向に離れて配置された処理基板と、
    前記素子基板と前記処理基板とを電気的に接続するための複数の線状導電部材を平面状に並べて配列してなる配線部材とを備え、
    前記配線部材の前記素子基板に接続される一方の端部における前記線状導電部材の配列方向と、該配線部材の前記処理基板に接続される他方の端部における前記線状導電部材の配列方向とが、それぞれ前記第1方向に概略沿っていることを特徴とする撮像装置。
  2. 前記素子基板と前記処理基板とは、略同一面内において前記第1方向に隣接配置されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記線状導電部材のそれぞれは、同軸ケーブルであることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
  4. 前記配線部材は、該配線部材の前記一方の端部における前記線状導電部材の配列方向に長手方向を有する略長方形をなすとともに、前記素子基板に着脱可能に接続される第1接続部材と、該配線部材の前記他方の端部における前記線状導電部材の配列方向に長手方向を有する略長方形をなすとともに、前記処理基板に着脱可能に接続される第2接続部材とを有することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の撮像装置。
  5. 前記第1接続部材は、前記素子基板との接続部が、前記線状導電部材の前記配列に係る平面に対して略直交する方向を指向して設けられ、
    前記第2接続部材は、前記処理基板との接続部が、前記線状導電部材の前記配列に係る平面に対して略直交する方向であって、前記第1接続部材の前記接続部と逆向きを指向して設けられたことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
  6. 前記配線部材は、その中間部分において、略180度捩られた状態で、前記第1接続部材及び前記第2接続部材のそれぞれの長手方向が前記第1方向に略一致するように配置されたことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
  7. 前記配線部材として、互いに略同一の構成を有する第1配線部材及び第2配線部材を設け、該第1配線部材及び該第2配線部材を、前記第1方向に平行な仮想線に対して互いに対象に配置したことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の撮像装置。
  8. 前記ブレ補正ユニットは、
    固定支持部材と、
    前記固定支持部材上に、前記被写体光の光軸に略垂直な平面であって前記第1方向に略直交する第2方向に移動可能に支持された第2方向移動部材と、
    前記第2方向移動部材上に、前記第1方向に移動可能に支持され、前記素子基板を支持する第1方向移動部材と、
    前記第1方向移動部材を前記第1方向に駆動する第1駆動手段と、
    前記第2方向移動部材を前記第2方向に駆動する第2駆動手段と、
    を備えることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の撮像装置。
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