JP2010286567A - ブレ補正機構および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動制御の向上を図るとともに省電力化を図ることができるブレ補正機構および撮像装置を提供すること。
【解決手段】基板１０４を支持するとともに光軸方向に直交する平面内において変位可能なブレ補正部材１０２、１０３と、基板１０４に搭載された撮像素子１０７に接続された一対のフレキシブル基板１２１、１２２と、を備え、一方のフレキシブル基板１２２が、当該一方のフレキシブル基板１２２を湾曲させることによって生じる反発力によって、他方のフレキシブル基板１２１を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めるように配置されるようにした撮像素子ユニット１００を構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、たとえば光軸に直交する平面内で撮像素子を移動させることによって手ブレなどの振動による撮像画像の画質低下を低減するブレ補正機構および撮像装置に関する。

従来、たとえばフレキシブル基板を、比較的大きな曲率でＵ字形状に曲げて（たわませて）、たわみやすい方向と、それと直交するたわみ難い方向との性質を利用して、ブレ補正部材を回転させずに平行移動するように支持するための支持部材の一部として用いるようにした技術があった（たとえば、下記特許文献１を参照。）。

また、従来、たとえばフレキシブル基板を曲げるときの弾性力を、ブレ補正部材にかかる重力を支える力として使用するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献２を参照。）。

また、従来、たとえばブレ補正部材に接続されるフレキシブル基板の途中に、曲げ軸が概９０度異なる複数の曲げ箇所を設けることにより、Ｘ、Ｙいずれの方向にも動きを妨げることなく、ブレ補正部材が移動することを可能とした技術があった（たとえば、下記特許文献３を参照。）。

また、従来、たとえばブレ補正部材に接続されるフレキシブル基板を途中で折り曲げ、その弾性力でブレ補正部材を付勢するように構成し、さらには、複数（対）のフレキシブル基板を対称に配置して、目的の方向以外に付勢力が発生することを防止するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献４を参照。）。

また、従来、たとえば補正部材に接続されるフレキシブル基板の弾性力を利用してはいないが、曲げ形状が対称となるように１対のフレキシブル基板を構成して、フレキシブル基板の弾性力により付勢力が発生するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献５を参照。）。

また、従来、たとえば補正部材に接続されるフレキシブル基板の弾性力を低減するために、位置検出センサの方式にしたがって、補正部材に接続する信号線を減じて銅箔パターンの数を減らすようにした技術があった（たとえば、下記特許文献６を参照。）。また、従来、たとえばフレキシブル基板の反力を計算するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献７を参照。）。

特開２０００−３３０１５５号公報 特開平１１−２５８６４９号公報 特開平０６−２８９４６５号公報 特開平１１−１８３９５３号公報 特開２０００−３２１６１１号公報 特開２００３−３３００５５号公報 特開２００４−０７７８５２号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された従来の技術では、たわみ部に対して１方向の動きを許容することになるため、異なる方向に移動可能となるたわみ部を２箇所以上に設ける必要があるが、撮像素子を補正部材として移動する場合には配線本数が多くフレキシブル基板の幅も広くなるため、異なる方向で２箇所の曲げ部を設けることは大きな空間を必要とすることになるという問題があった。

また、上述した特許文献２に記載された従来の技術では、フレキシブル基板が異なる素材を多層に重ねて構成しているので、温度変化による、弾性力が変わる可能性があり、安定して重力を支えることは難しいという問題があった。

また、上述した特許文献３に記載された従来の技術では、曲げ軸を９０度異ならせる場合、パターンも９０度方向を変える必要があり、撮像素子を補正部材として移動する場合にはパターンの本数が多く、パターンの総幅が広くなり、９０度引き回すスペースを得ることは難しいという問題があった。

また、上述した特許文献４、５に記載された従来の技術では、撮像素子を補正部材として移動する場合、信号線には様々な特性をもったものがあるため、必ずしも対称な形状をもった１対のフレキシブル基板として構成することができず、この技術の適用範囲が限定的であるという問題があった。

また、上述した特許文献６に記載された従来の技術では、補正部材に接続されるフレキシブル基板の弾性力を低減するために、補正部材に接続する信号線を減じて銅箔パターンの数を減らす工夫をしているが、撮像素子を補正部材として移動する場合には信号線を減らす方法には限りがあり、弾性力を低減する効果は十分に得られないという問題があった。また、信号によっては、シールドの必要なものもあり、多層のフレキシブル基板を使う必要があることもあるため、フレキシブル基板自体の弾性力を低減することは限界があるという問題があった。

また、上述した特許文献７に記載された従来の技術では、計算によって得られたフレキシブル基板の反力については制御方法にのみ反映させており、フレキシブル基板の適切な形状や組み合わせについては明らかにされておらず、消費電力の低減や制御性能の向上に寄与する反力の低減にはつながっていないという問題があった。また、上述した特許文献７に記載された従来の技術では、温度により、フレキシブル基板の特性が変化することには触れているが、フレキシブル基板の特性変化に応じた具体的な制御方法は示されていない。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、駆動制御の向上を図るとともに省電力化を図ることができるブレ補正機構および撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるブレ補正機構は、撮像素子または当該撮像素子が設けられた基板の少なくとも一方（以下「素子基板」という）を支持するとともに光軸方向に直交する平面内において変位可能なブレ補正部材と、配線方向における一端が前記素子基板に接続されるとともに前記配線方向における被固定部が固定部において固定され、前記一端と前記被固定部との間における少なくとも２箇所において伸長方向が反転するように湾曲された湾曲部と少なくとも２箇所の湾曲部間において直線形状をなす直線部とを備えた一対のフレキシブル基板と、を備え、前記一対のフレキシブル基板は、光軸を間にして相反する方向に伸長するとともに、相反する方向に湾曲され、一方のフレキシブル基板は、当該一方のフレキシブル基板を湾曲させることによって生じる反発力によって、他方のフレキシブル基板を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めるように配置されていることを特徴とする。

また、この発明にかかるブレ補正機構は、上記の発明において、前記一方のフレキシブル基板が、前記湾曲部における曲率および前記直線部の長さを調整することによって、他方のフレキシブル基板を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めるように配置されていることを特徴とする。

また、この発明にかかるブレ補正機構は、上記の発明において、前記一方のフレキシブル基板が、複数の湾曲部のうち少なくとも２つの前記湾曲部どうしの曲率が異なるように配置されていることを特徴とする。

また、この発明にかかる撮像装置は、上記のブレ補正機構と、前記ブレ補正機構が備えた撮像素子に外光を導入する光学部材と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、一方のフレキシブル基板を湾曲させることによって生じる反発力によって、他方のフレキシブル基板を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めることができる。これによって、いずれか一方のフレキシブル基板の反発力が強く作用することによって素子基板に対して意図しない方向への付勢力が作用することを抑制することができる。また、これによって、素子基板を定位置に位置づけておくために消費する電力を低減することができる。

この発明にかかるブレ補正機構および撮像装置によれば、素子基板に対して意図しない方向への付勢力が作用することを抑制することができるので駆動制御の向上を図ることができ、素子基板を定位置に位置づけておくために消費する電力を低減することができるので、省電力化を図ることができるという効果を奏する。

この発明にかかる実施の形態の撮像素子ユニットを示す説明図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態の撮像素子ユニットを示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態の撮像素子ユニットを示す説明図（その３）である。 この実施の形態におけるフレキシブル基板の形状の決定方法を示す説明図（その１）である。 この実施の形態におけるフレキシブル基板の形状の決定方法を示す説明図（その２）である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるブレ補正機構および撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

まず、この発明にかかる実施の形態の撮像素子ユニットについて説明する。この実施の形態においては、この発明にかかる実施の形態のブレ補正機構を搭載した撮像素子ユニットへの適用例について説明する。図１、図２および図３は、この発明にかかる実施の形態の撮像素子ユニットを示す説明図である。

図１および図２においては、この発明にかかる実施の形態の撮像素子ユニットを分解して斜め方向から見た状態を示している。図１においては、この発明にかかる実施の形態のブレ補正ユニットを対物側から見た状態を示している。図２においては、この発明にかかる実施の形態のブレ補正ユニットを接眼側から見た状態を示している。図３においては、この発明にかかる実施の形態のブレ補正ユニットを光軸を通る平面で切断した断面を示している。

図１、図２および図３において、この発明にかかる撮像素子ユニット１００は、鏡筒１０１と、ブレ補正部材１０２、１０３と、基板１０４と、後カバー１０５と、を備えている。鏡筒１０１は、光軸方向を中心とする略筒形状からなり、内周側にレンズなどの光学素子を保持している。また、鏡筒１０１は、光軸方向における接眼側の端部に設けられた、固定枠１０６を備えている。

固定枠１０６は、ガイドポール２０１を備えている。ガイドポール２０１は、光軸に直交する平面における第１の方向（図１および図２における符号Ｘを参照）を配線方向とし、光路から退避した位置に設けられている。ガイドポール２０１は、光軸に直交する平面において第１の方向に交差（直交）する第２の方向（図１および図２における符号Ｙを参照）において、光路を間にして２箇所に設けられている。Ｘ方向およびＹ方向によって規定される平面は、光軸方向に直交している。

また、固定枠１０６には、マグネット２０２が設けられている。マグネット２０２は、光軸を第１の方向に通過する直線上に１つ、光軸を第２の方向に通過する直線上に１つ、それぞれ設けられている。２つのマグネット２０２のうち、光軸を第２の方向に通過する直線上に設けられたマグネット２０２は、ガイドポール２０１を間にして光軸から離間する側に設けられている。

ブレ補正部材１０２は、光軸方向において固定枠１０６に対向配置され、基板１０４に設けられた撮像素子１０７を開放する開口部１０８を備えている。この実施の形態においては、基板１０４によって素子基板が実現されている。開口部１０８は、撮像素子１０７の変位範囲を含み、当該変位範囲を外周側から囲むように開口している。撮像素子１０７が変位する構成については後述する。

また、ブレ補正部材１０２は、ガイドポール２０１に係合するガイド部１０９を備えており、ガイド部１０９をガイドポール２０１に当接させた状態でガイドポール２０１に沿ってスライド可能に設けられている。ブレ補正部材１０２は、ガイドポール２０１に沿ってスライドすることによって、光軸に直交する平面において第１の方向に変位可能とされている。

また、ブレ補正部材１０２は、ガイドポール１１０を備えている。ガイドポール１１０は、第２の方向を配線方向とし、光路から退避した位置であってかつ開口部１０８よりも外周側に設けられている。ガイドポール１１０は、光軸に直交する平面において第１の方向に沿って、光路を間にしてブレ補正部材１０２の両側に設けられている。ブレ補正部材１０２の両側に設けられたガイドポール１１０のうち一方の側に設けられたガイドポール１１０は、第２の方向において複数（この実施の形態においては２つ）に分割されている。

ブレ補正部材１０３は、基板１０４を支持する。基板１０４は、たとえばブレ補正部材１０３にねじを螺合することによってブレ補正部材１０３に固定されている。ブレ補正部材１０３は、ガイドポール１１０に係合するガイド部１１１を備えており、このガイド部１１１をガイドポール１１０に当接させた状態でガイドポール１１０に沿ってスライド可能に設けられている。ブレ補正部材１０３は、ガイドポール１１０に沿ってスライドすることによって、光軸に直交する平面において第２の方向に変位可能とされている。

また、ブレ補正部材１０３は、ブレ補正部材１０２に連結されているため、ブレ補正部材１０２がガイドポール２０１に沿ってスライドした場合には第１の方向にも変位する。すなわち、ブレ補正部材１０３は、光軸に直交する平面において第１の方向および第２の方向に変位することができ、これによって基板１０４に搭載された撮像素子１０７が光軸に直交する平面内の任意の位置に変位可能とされる。

また、ブレ補正部材１０３は、複数（この実施の形態においては２つ）のコイル１１２（１１２ａ、１１２ｂ）を備えている。コイル１１２は、光軸を第１の方向に通過する直線上（コイル１１２ａ）と、光軸を第２の方向に通過する直線上（コイル１１２ｂ）と、にそれぞれ設けられている。コイル１１２は、固定枠１０６に設けられたマグネット２０２（２０２ａ、２０２ｂ）にそれぞれ対向した状態で配置される。

基板１０４に搭載された撮像素子１０７の、光軸に直交する平面内における位置は、図示を省略する磁気センサを用いてマグネット２０２の磁力を検出し、検出した磁力に基づいてコイル１１２とマグネット２０２との相対的な位置関係を検出することによって特定することが可能とされている。

基板１０４は光軸に直交する平面をなす平板形状からなり、基板１０４の略中央部には撮像素子１０７が搭載されている。撮像素子１０７は、入射された光を電気に変換し、入射光の強度に応じた電気信号を出力する。撮像素子１０７は、具体的には、たとえばＣＣＤイメージセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）やＣＭＯＳイメージセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）などの固体撮像素子によって実現することができる。

基板１０４は、ブレ補正部材１０３に固定されているため、ブレ補正部材１０３と同様に変位することが可能とされている。すなわち基板１０４は、光軸に直交する平面内の任意の位置に変位することが可能とされている。基板１０４には、フレキシブル基板１２１、１２２の一端が接続されている。

フレキシブル基板１２１、１２２は、第２の方向において基板１０４の両端にそれぞれ接続されている。フレキシブル基板１２１、１２２は、光軸に直交する平面における第２の方向を配線方向として伸長（展延）する長尺形状からなる。フレキシブル基板１２１、１２２の一端は、接続部１２１ａ、１２２ａに接続されている。フレキシブル基板１２１、１２２は、接続部１２１ａ、１２２ａにおいて、基板１０４からの伸長（展延）方向が、光軸から離反する方向となるように接続されている。

後カバー１０５は、光軸方向において基板１０４よりも接眼側に設けられ、撮像素子１０７および基板１０４を接眼側から覆っている。後カバー１０５は、フレキシブル基板１２１、１２２の被固定部１２１ｂ、１２２ｂを固定する固定部３０１、３０２を備えている。この実施の形態においては、後カバー１０５によってカバー部材が実現されている。フレキシブル基板１２１、１２２の被固定部１２１ｂ、１２２ｂは、たとえばフレキシブル基板１２１、１２２における実際の物理的な端部とすることができる。

フレキシブル基板１２１、１２２の被固定部１２１ｂ、１２２ｂは、フレキシブル基板１２１、１２２における実際の物理的な端部に限るものではない。フレキシブル基板１２１、１２２の被固定部１２１ｂ、１２２ｂは、フレキシブル基板１２１、１２２の配線方向における中間位置であってもよい。この場合、フレキシブル基板１２１、１２２は、基板１０４側から後カバー１０５の外側に導通され、さらに後カバー１０５の外側に伸長（展延）する。

この実施の形態におけるフレキシブル基板１２１、１２２は、被固定部１２１ｂ、１２２ｂとされる中間位置において固定部３０１、３０２に固定されている。固定部３０１、３０２は、フレキシブル基板１２１、１２２の幅方向における両端部を、たとえば図示を省略するねじなどを用いて固定する。また、固定部３０１、３０２は、フレキシブル基板１２１、１２２の幅方向における後カバー１０５側の面に両面テープや接着剤などを用いて固定してもよい。

フレキシブル基板１２１の一端である接続部１２１ａと、被固定部１２１ｂと、はそれぞれ光軸方向に直交する平面に沿って配置されている。すなわち、接続部１２１ａと被固定部１２１ｂとは光軸方向に直交する平面方向に沿って並ぶようにして配置されている。フレキシブル基板１２２の一端である接続部１２２ａと、被固定部１２２ｂとはそれぞれ光軸方向に直交する平面に沿って配置されている。すなわち、接続部１２２ａと被固定部１２２ｂとは光軸方向に直交する平面方向に沿って並ぶようにして配置されている。

接続部１２１ａと接続部１２２ａ、あるいは、被固定部１２１ｂと被固定部１２２ｂとは、光軸方向において同位置に設けられていてもよいし、異なる位置に設けられていてもよい。接続部１２１ａと被固定部１２１ｂ、および、接続部１２２ａと被固定部１２２ｂとは、光軸方向における一端側（対物側あるいは接眼側）からフレキシブル基板１２１、１２２を見た場合に、接続部１２１ａと被固定部１２１ｂ、および、接続部１２２ａと被固定部１２２ｂとが光軸方向に直交する平面方向に沿って並ぶようにして配置されている。

後カバー１０５には、後カバー１０５の内側と外側とを連通するスリット１０５ａが設けられている。フレキシブル基板１２１、１２２は、スリット１０５ａを介して後カバー１０５の内側から外側に導通され、後カバー１０５の外側において後カバー１０５に固定されている。

後カバー１０５は、固定部３０１、３０２からフレキシブル基板１２１、１２２の一端方向に向かうフレキシブル基板１２１、１２２の伸長（展延）方向が、基板１０４の両端部におけるフレキシブル基板１２１、１２２の伸長（展延）方向とは反対方向となるようにフレキシブル基板１２１、１２２の被固定部１２１ｂ、１２２ｂを固定する。

フレキシブル基板１２１、１２２は、一端が接続された接続部１２１ａ、１２２ａと被固定部１２１ｂ、１２２ｂとの間で、配線方向における異なる２箇所において、伸長（展延）方向が反転するように湾曲している。これによって、フレキシブル基板１２１、１２２は、後カバー１０５の内側において、光軸方向において略Ｓ字形状に湾曲した形状とされている。

フレキシブル基板１２１、１２２における２箇所の湾曲部分（以下「湾曲部」という）３１０（３１０ａ、３１０ｂ）、３２０（３２０ａ、３２０ｂ）は、それぞれ、伸長方向が反転するように湾曲している。ここで、反転とは、たとえば一端から被固定部１２１ｂ、１２２ｂに向かうフレキシブル基板１２１、１２２の向きが９０度より大きな角度で湾曲した状態となることを示す。湾曲部３１０、３２０は、おおよそ１８０度の角度あるいは１８０度以上の角度をなすように湾曲していることが好ましい。

フレキシブル基板１２１、１２２は、フレキシブル基板１２１における湾曲部３１０ａと湾曲部３１０ｂとの間およびフレキシブル基板１２２における湾曲部３２０ａと湾曲部３２０ｂとの間において直線形状をなしている。この実施の形態においては、湾曲部３１０ａと湾曲部３１０ｂとの間における直線形状をなす部分によって直線部を実現することができる。また、この実施の形態においては、湾曲部３２０ａと湾曲部３２０ｂとの間における直線形状をなす部分によって直線部が実現されている。以降、湾曲部３１０ａと湾曲部３１０ｂとの間における直線形状をなす部分を直線部３１０ｃとし、湾曲部３２０ａと湾曲部３２０ｂとの間における直線形状をなす部分を直線部３２０ｃとして説明する。

直線形状をなす長さは、接続部１２１ａ、１２２ａおよび被固定部１２１ｂ、１２２ｂの位置や、撮像素子ユニット１００の外径寸法などに応じて任意に決定することが可能であり、具体的には、たとえば後カバー１０５の内側に収容することが可能な程度の寸法とすることが可能である。

湾曲部３１０、３２０は、それぞれ、他部材に対するフレキシブル基板１２１、１２２の位置が固定される部分を起点として湾曲していることが好ましい。この実施の形態においては、具体的には、たとえば湾曲部３１０ａ、３２０ａは接続部１２１ａ、１２２ａを起点として湾曲され、湾曲部３１０ｂ、３２０ｂは固定部３０１、３０２を起点として湾曲されていることが好ましい。

上記の構成において、コイル１１２に通電すると、通電状態にあるコイル１１２から磁束が発生し、発生した磁束によって光軸に直交する平面内におけるコイル１１２ａとマグネット２０２ａとの相対的な位置関係、およびコイル１１２ｂとマグネット２０２ｂとの相対的な位置関係を変化させるような電磁力が発生する。コイル１１２ａに通電した場合は、第１の方向におけるコイル１１２ａとマグネット２０２ａとの位置関係を相対的に変化させるような電磁力が発生する。コイル１１２ｂに通電した場合は、第２の方向におけるコイル１１２ｂとマグネット２０２ｂとの位置関係を相対的に変化させるような電磁力が発生する。

マグネット２０２は固定枠１０６に取り付けられており、コイル１１２ａは光軸に直交する平面内の任意の位置に変位可能なブレ補正部材１０３に設けられているため、コイル１１２ａに通電がなされた場合、ブレ補正部材１０３はコイル１１２ａとともに第１の方向に移動する。コイル１１２ｂに通電がなされた場合、ブレ補正部材１０３はコイル１１２ｂとともに第２の方向に移動する。そして、コイル１１２ａ、１１２ｂに通電がなされた場合ブレ補正部材１０３はコイル１１２ａ、１１２ｂとともに光軸に直交する平面内の任意の位置に移動する。

ブレ補正部材１０３が光軸に直交する平面内の任意の位置に移動することにより、ブレ補正部材１０３に支持された基板１０４が撮像素子１０７とともに光軸に直交する平面内を移動する。接続部１２１ａ、１２２ａは、基板１０４とともに光軸に直交する平面内を移動する。フレキシブル基板１２１、１２２の被固定部１２１ｂ、１２２ｂが固定部３０１、３０２において固定されているため、基板１０４が光軸に直交する平面内を移動すると、接続部１２１ａと被固定部１２１ｂとの相対的な位置関係および接続部１２２ａと被固定部１２２ｂとの相対的な位置関係が変化する。

フレキシブル基板１２１、１２２の形状は、所定の決定方法にしたがって定められている。具体的には、フレキシブル基板１２１、１２２における湾曲部３１０、３２０の曲率や、直線部３１０ｃ、３２０ｃの長さは、以下に示す演算に基づいて定められている。

つぎに、この実施の形態におけるフレキシブル基板１２１、１２２の形状の決定方法について説明する。図４および図５は、この実施の形態におけるフレキシブル基板１２１、１２２の形状の決定方法を示す説明図である。フレキシブル基板１２１、１２２の実際の動作を正確に予測することは困難であるため、この実施の形態においては下記の（仮定１）、（仮定２）、（仮定３）であると仮定してフレキシブル基板１２１、１２２の形状を決定する演算をおこなう。

（１）フレキシブル基板１２１、１２２は、半径が均一の円弧状に湾曲する。
（２）フレキシブル基板１２１、１２２の各湾曲部３１０、３２０がなす円弧の接線方向に力が加わる。
（３）図４における角度θは、１８０ｄｅｇ以上とする。

上記の（仮定１）、（仮定２）、（仮定３）をふまえ、フレキシブル基板１２１、１２２上の任意の位置においてフレキシブル基板１２１、１２２に加わる荷重Ｐの負荷方向に対する変位δは、以下の（１）式によってあらわされる。
δ＝ｕ・ｃｏｓθ＋ｗ・ｓｉｎθ ・・・（１）

荷重Ｐのｕ方向における力Ｐ₁が作用することによる変位は、下記の（２）式および（３）式によってあらわされる。（２）式および（３）式において、Ｅはヤング率を示し、ａはフレキシブル基板１２１、１２２の曲率半径を示し、Ｉは可補償性を示す値とする。ヤング率Ｅ、可補償性Ｉについては、公知であるため説明を省略する。

また、荷重Ｐのｗ方向における力Ｐ₂が作用することによる変位は、下記の（４）式および（５）式によってあらわされる。

ここで、ｕ＝ｕ１＋ｕ２、ｗ＝ｗ１＋ｗ２であるため、ｕおよびｗは、下記の（６）式および（７）式によってあらわされる。

（１）式、（６）式および（７）式により、荷重方向の変位δは、下記の（８）式あるいは（９）式によってあらわされる。（８）式あるいは（９）式は、各フレキシブル基板１２１、１２２における荷重方向の変位δをあらわしている。

各フレキシブル基板１２１、１２２においては、湾曲することによって、それぞれ反力が発生している。この反力は、基板１０４に対して当該基板１０４を意図しない方向に付勢する付勢力として作用する。上記の図３に示したように、撮像素子ユニット１００においては、フレキシブル基板１２１、１２２が光軸を間にして相反する方向に湾曲されている。このため、この実施の形態においては、フレキシブル基板１２１、１２２の反発力どうしのバランスをとることによって、各フレキシブル基板１２１、１２２において生じている反発力の作用を中立状態とする必要がある。

上記の（９）式は、各フレキシブル基板１２１、１２２における荷重方向の変位δを示していることから、各フレキシブル基板１２１、１２２において生じている反発力の作用を中立状態とするためには、フレキシブル基板１２１における荷重方向の変位δ（上）とフレキシブル基板１２２における荷重方向の変位δ（下）との差分が０あるいは極力０に近づくことが好ましい。ここで、（上）、（下）は、それぞれフレキシブル基板１２１、１２２を便宜的に識別する識別子とする。

フレキシブル基板１２１における荷重方向の変位δ（上）とフレキシブル基板１２２における荷重方向の変位δ（下）との差分が０となる状態は、（９）式を用いることにより、下記の（１０）式であらわすことができる。

（１０）式において、フレキシブル基板１２１、１２２の曲率半径ａ（ａ（上）、ａ（下））、および角度θ（θ（上）、θ（下））は可変であるため、（１０）式を満たすようにａ（ａ（上）、ａ（下））、およびθ（θ（上）、θ（下））を調整することによって、各フレキシブル基板１２１、１２２において生じている反発力の作用を中立状態とすることができる。

フレキシブル基板１２１、１２２の曲率半径は、たとえばフレキシブル基板１２１、１２２を構成する導線やフィルムの材質を変えることによって調整することができる。フレキシブル基板１２１、１２２の曲率半径は、導線あるいはフィルムのいずれか一方の材質を変えることによって調整してもよいし、導線およびフィルムの材質を変えることによって調整してもよい。また、フレキシブル基板１２１、１２２の曲率半径は、たとえばフレキシブル基板１２１、１２２を構成するフィルムの厚さを変えることによって調整してもよい。

ヤング率Ｅは、温度に依存して変化し得るパラメータであるため、温度Ｔに依存する関数として、上記の（１０）式に基づいて下記の（１１）式によってあらわすことができる。下記の（１１）式においては、上記の（１０）式においてＥで示されていた部分が関数Ｔに置き換えられている。

上記の（１１）式において、点線で囲んだ部分を定数αとして置き換えると、上記の（１１）式は下記の（１２）式によってあらわすことができる。

撮像素子ユニット１００においては、フレキシブル基板１２１における湾曲部３１０ａ、３１０ｂと、フレキシブル基板１２２における湾曲部３２０ａ、３２０ｂと、の曲率は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

また、撮像素子ユニット１００においては、フレキシブル基板１２１における湾曲部３１０ａと湾曲部３１０ｂとの曲率は、それぞれ異なっていてもよいし、同じ曲率であってもよい。また、撮像素子ユニット１００においては、フレキシブル基板１２２における湾曲部３２０ａと湾曲部３２０ｂとの曲率は、それぞれ異なっていてもよいし、同じ曲率であってもよい。

以上説明したように、この発明にかかる実施の形態のブレ補正機構を備えた撮像素子ユニット１００は、素子基板の一例としての基板１０４を支持するとともに光軸方向に直交する平面内において変位可能なブレ補正部材１０２、１０３と、配線方向における一端が基板１０４に接続されるとともに配線方向における被固定部１２１ｂ、１２２ｂが固定部３０１、３０２において固定され、一端と被固定部１２１ｂ、１２２ｂとの間における少なくとも２箇所において伸長方向が反転するように湾曲された湾曲部３１０（３１０ａ、３１０ｂ）、３２０（３２０ａ、３２０ｂ）と少なくとも２箇所の湾曲部３１０（３１０ａ、３１０ｂ）、３２０（３２０ａ、３２０ｂ）間において直線形状をなす直線部３１０ｃ、３２０ｃとを備えた一対のフレキシブル基板１２１、１２２と、を備え、一対のフレキシブル基板１２１、１２２は、光軸を間にして相反する方向に伸長するとともに、相反する方向に湾曲され、一方のフレキシブル基板１２２（あるいは１２１）は、当該一方のフレキシブル基板１２２（あるいは１２１）を湾曲させることによって生じる反発力によって、他方のフレキシブル基板１２１（あるいは１２２）を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めるように配置されていることを特徴としている。

この実施の形態のブレ補正機構を備えた撮像素子ユニット１００によれば、一方のフレキシブル基板１２２（あるいは１２１）を湾曲させることによって生じる反発力によって、他方のフレキシブル基板１２１（あるいは１２２）を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めることができる。

これによって、いずれか一方のフレキシブル基板１２２（あるいは１２１）の反発力が強く作用することによって基板１０４に対して意図しない方向への付勢力が作用することを抑制することができる。また、これによって、基板１０４を定位置に位置づけておくために消費する電力を低減することができる。

すなわち、この実施の形態のブレ補正機構を備えた撮像素子ユニット１００によれば、基板１０４に対して意図しない方向への付勢力が作用することを抑制することによって駆動制御の向上を図ることができ、かつ、基板１０４を定位置に位置づけておくために消費する電力を低減することによって省電力化を図ることができる。

また、この発明にかかる実施の形態のブレ補正機構を備えた撮像素子ユニット１００は、一方のフレキシブル基板１２２が、湾曲部３２０（３２０ａ、３２０ｂ）における曲率および直線部３２０ｃの長さを調整することによって、他方のフレキシブル基板１２１を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めるように配置されていることを特徴としている。

湾曲部３２０（３２０ａ、３２０ｂ）の曲率の調整に代えて、湾曲部３１０（３１０ａ、３１０ｂ）の曲率を調整するようにしてもよい。また、直線部３２０ｃの長さの調整に代えて、直線部３１０ｃの長さを調整するようにしてもよい。

この実施の形態のブレ補正機構を備えた撮像素子ユニット１００によれば、簡易な構成によって、一方のフレキシブル基板１２２を湾曲させることによって生じる反発力によって、他方のフレキシブル基板１２１を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めることができる。

また、この発明にかかる実施の形態のブレ補正機構を備えた撮像素子ユニット１００において、一方のフレキシブル基板１２２が、複数の湾曲部のうち少なくとも２つの湾曲部どうしの曲率（この実施の形態においては湾曲部３１０ａと湾曲部３１０ｂ）が異なるように配置するようにした場合、湾曲部３１０ａと湾曲部３１０ｂとの曲率を異ならせるという簡易な方法によって、一方のフレキシブル基板１２２を湾曲させることによって生じる反発力を利用して、他方のフレキシブル基板１２１を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めることができる。

また、この発明にかかる実施の形態の撮像装置は、この発明にかかる実施の形態のブレ補正機構と、このブレ補正機構が備えた撮像素子１０７に外光を導入する光学部材と、を備えたことを特徴としている。この発明にかかる実施の形態の撮像装置によれば、一方のフレキシブル基板１２１を湾曲させることによって生じる反発力によって、他方のフレキシブル基板１２２を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めることができる。

これによって、いずれか一方のフレキシブル基板１２１（あるいは１２２）の反発力が強く作用することによって基板１０４に対して意図しない方向への付勢力が作用することを抑制することができる。また、これによって、基板１０４を定位置に位置づけておくために消費する電力を低減することができる。

すなわち、この発明にかかる実施の形態の撮像装置によれば、基板１０４の駆動制御の向上を図ることにより撮像装置を用いて撮像した画像の品質向上を図ることができ、また、基板１０４を定位置に位置づけておくために消費する電力を低減することにより撮像装置における省電力化を図ることができる。

以上のように、この発明にかかるブレ補正機構および撮像装置は、光軸に直交する平面内で撮像素子を移動させることによって手ブレなどの振動による撮像画像の画質低下を低減する際に有用であり、特に、撮像素子に対してフレキシブル基板を介して信号を入力する構成のブレ補正機構および当該ブレ補正機構を備えた撮像装置に適している。

１００ 撮像素子ユニット
１０２、１０３ ブレ補正部材
１０４ 基板
１０７ 撮像素子
１２１、１２２ フレキシブル基板
１２１ｂ、１２２ｂ 被固定部
３０１、３０２ 固定部
３１０（３１０ａ、３１０ｂ） 湾曲部
３２０（３２０ａ、３２０ｂ） 湾曲部
３１０ｃ、３２０ｃ 直線部

Claims (4)

1. 撮像素子または当該撮像素子が設けられた基板の少なくとも一方（以下「素子基板」という）を支持するとともに光軸方向に直交する平面内において変位可能なブレ補正部材と、
   配線方向における一端が前記素子基板に接続されるとともに前記配線方向における被固定部が固定部において固定され、前記一端と前記被固定部との間における少なくとも２箇所において伸長方向が反転するように湾曲された湾曲部と少なくとも２箇所の湾曲部間において直線形状をなす直線部とを備えた一対のフレキシブル基板と、
   を備え、
   前記一対のフレキシブル基板は、光軸を間にして相反する方向に伸長するとともに、相反する方向に湾曲され、
   一方のフレキシブル基板は、当該一方のフレキシブル基板を湾曲させることによって生じる反発力によって、他方のフレキシブル基板を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めるように配置されていることを特徴とするブレ補正機構。
2. 前記一方のフレキシブル基板は、前記湾曲部における曲率および前記直線部の長さを調整することによって、他方のフレキシブル基板を湾曲させることによって生じる反発力を打ち消すあるいは弱めるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のブレ補正機構。
3. 前記一方のフレキシブル基板は、複数の湾曲部のうち少なくとも２つの前記湾曲部どうしの曲率が異なるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のブレ補正機構。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載のブレ補正機構と、
   前記ブレ補正機構が備えた撮像素子に外光を導入する光学部材と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。

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