JP2016200740A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光軸方向に発生するフレキシブルプリント基板の反力を抑制する機構を提供すること。【解決手段】レンズ鏡筒と、撮像素子を有する第一の基板と、CPU等の電子部品を具備した第二の基板と、第一の基板と第二の基板に接続されるフレキシブルプリント基板と、第一の基板に配設され、熱伝導性を有する可撓性のシート部材と、前記第一の基板を前記レンズ鏡筒の光軸方向に移動させる駆動ユニットと、を有する撮像装置に於いて、前記略矩形状のフレキシブルプリント基板は、短辺乃至長辺の何れかに略平行に少なくとも2つ以上のスリットを形成し、該スリットは所定値以上の幅を有し、該フレキシブルプリント基板は上記スリットのうち１箇所に於いて該スリットの延長線上に折曲部を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置に於ける撮像素子の周りに具備されるフレキシブルプリント基板及び熱伝導性を有するシート部材に関する。

近年、監視カメラ等の撮像装置に於いて多画素化が進んでおり、撮像素子に於ける画素ピッチが小さくなっているため、撮像装置の焦点深度は浅くなる傾向にある。このため、フォーカスを合わせるためには高精度に撮像素子を焦点深度内に移動させる必要があり、撮像素子をレンズの光軸方向に移動させてフォーカス位置を調整するバックフォーカス調整機構が知られている。

特許文献１は、カム方式のバックフォーカス調整機構に関するものである。上記機構に於いて、カムの傾斜を長くすることで撮像素子の位置を微小に調整する形態が開示されている。上記機構は、撮像素子面の面内方向のガタを抑制する為の付勢部材と、光軸方向のガタを抑制する為の付勢部材と、を有している。

また、特許文献２は、フレキシブルプリント基板の反力を低減するものである。これは、スリットによりフレキシブルプリント基板部を分割し、分割した部分をスリットと垂直方向に折り曲げて立面部と取付面を形成するものである。

特開2009-128521号公報 特開2010-262092号公報

上記の特許文献１は、実際は、撮像素子を備えた基板とCPU等を備えた基板とを繋ぐフレキシブルプリント基板が上記バックフォーカス機構に配置される為、上記付勢部材の付勢力を阻害するようなフレキシブルプリント基板の反力が働き、撮像素子を精度よく移動できないという課題がある。

特許文献２は、上記取付面と撮像素子面が同一平面上にある為、撮像素子面内方向に大型化し、監視カメラの形状に不向きであるという課題があった。さらに、上記フレキシブルプリント基板は撮像素子の面内方向に発生する反力は抑制可能であるが、光軸方向に発生する反力は抑制できないという課題があった。

本発明は、レンズ鏡筒と、撮像素子を有する第1の基板と、CPU等の電子部品を具備した第二の基板と、第一の基板と第二の基板に接続されるフレキシブルプリント基板と、第一の基板に取り付けられる熱伝導性を有する可撓性のシート部材と、前記第一の基板をレンズ鏡筒に於ける光軸と平行に移動させる駆動ユニットと、を有する撮像装置に於いて、上記略矩形状のフレキシブルプリント基板は、短辺乃至長辺の何れかの略平行な方向に少なくとも2つ以上のスリットを形成し、該スリットは所定以上の幅を満たし、該フレキシブルプリント基板は上記スリットのうち１箇所に於いて該スリットの延長線上に折曲部を有すること、を特徴とする。

本発明によれば、上記撮像装置に於いて、1枚の略矩形状のフレキシブル基板及び略矩形状の熱伝導性を有する可撓性のシート部材は、短辺または長辺の何れかの略平行な方向に少なくとも2つ以上のスリットを形成し、該スリットは所定以上の幅を満たし、該シート部材は上記スリットのうち１箇所に於いて該スリットの延長線上に折曲部を有すること、を特徴とするため、フレキシブルプリント基板の反力を弱めることができ、撮像素子を精度よく移動できる。

更に、本発明によれば、フレキシブルプリント基板に於いて、撮像素子を具備する基板に配設される面と、CPU等の電子部品を具備する基板に配設される面と、が垂直をなす為、従来と比較して撮像素子面内方向の撮像装置の小型化が可能になる。

本発明を適用した監視カメラの外観図である。 本監視カメラに於ける駆動ユニットの図である。 本発明の第1実施形態に係るフレキシブルプリント基板の模式図である。 本発明の第2実施形態に係る駆動ユニットの上面図である。 本発明の第3実施形態に係る駆動ユニットの上面図である。 本発明の第4実施形態に係るシート部材の模式図である。 本発明の第5実施形態に係るシート部材の接着位置の模式図である。 本発明の第6実施形態に於ける駆動ユニットの斜視図である。

以下、添付図に従って本発明を撮像装置であるところの監視カメラに適用した場合の実施形態について詳しく説明する。

図1は本発明を適用した監視カメラの外観図であり、上カバー101、下カバー102、レンズ鏡筒103から構成される。下カバー102は金属材料で作られており、レンズ鏡筒103を着脱するマウントを形成している。

図2(a)は監視カメラに於ける撮像素子を移動させる駆動ユニット201を示す斜視図であり、図2(b)はその分解斜視図である。下カバー102には、ベース部214が固定される。レンズ鏡筒103の光軸と平行な方向をZ方向とし、撮像素子面の長辺と平行な方向をX方向、撮像素子面の短辺と平行な方向をY方向とする。ベース部214はZ方向と平行なストレート部を有する案内軸213と引っ掛け部215とを有する。なお、案内軸は下カバーに形成されてもよい。ホルダ204は案内軸213が通る穴216と、穴216の近傍に配設される引っ掛け部211と、ベース部214に形成された引っ掛け部215に対向し且つ矢印X方向と平行に配設された引っ掛け部203を形成し、撮像素子を有する第一基板206を具備する。

穴216に案内軸213を通してホルダ204が支持固定され、Z方向に自由に移動することができる。下カバー102に於いて、引っ掛け部211と対向し且つZ方向と平行に配設された引っ掛け部212が形成される。スクリューを有した駆動源209はスクリューがZ方向と平行になるように外装部102に固定され、ホルダ204と螺合する。フレキシブルプリント基板207は一端が第一基板206に接続され、もう一端がCPU等の電子部品を実装した第二基板202に接続される。熱伝導性を有する可撓性のシート部材208は、一端が撮像素子と平行な面内に固定され、もう一端は外装部に於ける撮像素子と垂直な面に固定される。

引っ掛け部203と引っ掛け部215に配置された付勢部材205はXY平面内に於けるホルダ204の移動を抑制し、引っ掛け部211と引っ掛け部212に配置された付勢部材はZ方向に生じるホルダ204の移動を抑制する。

次に、本発明の第一実施形態について説明する。図3(a)は折り曲げ前のフレキシブルプリント基板207を第1基板206のレンズ取付面の裏方向から見た状態を示している。図3(b)は、折り曲げ後のフレキシブルプリント基板207を第一基板206、第二基板202に接続した状態を示している。矩形状のフレキシブルプリント基板207に於いて、長辺方向に交互に3本のスリット304、307、309が形成される。フレキシブルプリント基板207の自由端の一端は撮像素子を有する第一基板206に接続される取付部306となり、自由端のもう一端はCPU等を有する第二基板202に接続される取付部301となる。

第二基板202に接続される端に最も近いスリット309の延長線上に折曲部302を設け、撮像素子と垂直なXZ平面に第2基板202及び取付部301が配置される。スリットの延長線上に位置するフレキシブルプリント基板部を中継部303、305、308とする。駆動ユニット201の駆動時に於いて、ホルダは、スリット304、307、309の幅だけY方向に変位できる為、フレキシブルプリント基板207のY方向に於ける反力を抑制できる。尚、スリット304、307、309の幅は、Y方向に於けるホルダ204の移動量以上が必要である。又、駆動ユニット201の駆動時に於いて、中継部303、305、306が曲がることにより、フレキシブルプリント基板のZ方向に於ける反力を抑制することができる。

次に第二実施形態について説明する。なお、前述した第一実施形態と同一のものには、前記第一実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。フレキシブルプリント基板207に於いて取付部306を案内軸213の近くに配設する。なお、第一基板206上のコネクタ217に於いても同様とする。図3は駆動ユニット201の上面図であり、(a)は取付部306及びコネクタ217を案内軸213の近くに配設したものを示し、(b)は離れた位置に配設したものを示す。ホルダ204をZ方向に駆動させると第1基板206の取付部306はフレキシブルプリント基板207の反力を受ける。図3で示すように、(b)に比べて(a)は、ホルダを支持する案内軸213と取付部が近いため、ホルダ204のXZ平面に於けるあおりを防止できる。

次に、第三実施形態について説明する。なお、前述した第一実施形態と同一のものには、前記第一実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。前記駆動ユニット201に於いて、被写体と反対側に於ける駆動ストローク端を端aとする。第一基板206に於いて、結像面と対向する面を第1取付面とする。前記駆動ユニット201が端aに位置する状態に於ける第1取付面を第1面501とする。Z方向に於いて、第1面501よりも被写体側を−側、第1面501よりも被写体と対向する側を＋側とする。

図5(a)は折曲部302及びコネクタ218が＋側に位置し、第1取付面と第1面501が同一平面上に位置する状態を表す。図5(b)は折曲部302及びコネクタ218が＋側に位置し、第1取付面が第1面501よりも−側に位置する状態を表す。図5(a)の状態の場合、フレキシブルプリント基板207には反力が働かないが、図5(b)の場合はフレキシブルプリント基板207は図5(a)の状態に戻ろうとするため、常に＋側に反力が働く。駆動ユニット201に於いて、ホルダ204をZ方向に付勢する付勢部材205が必要であり、付勢部材205の付勢力とフレキシブルプリント基板207の反力の方向が異なるため精度が出ないという問題があった。

しかし、折曲部302及びコネクタ218を第1面501よりも＋方向に配設することで付勢部材210の付勢力とフレキシブルプリント基板207の反力の方向を統一できる。

次に、本発明に於ける第四実施形態について説明する。なお、前述した第一実施形態と基本的に同一のものには、前記第一実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。図6(a)は折り曲げ前の熱伝動性を有する可撓性のシート部材208を第一基板206をレンズ取付面の裏方向から見た状態を示している。図6(b)は折り曲げ後のシート部材208を示している。矩形状のシート部材208に於いて、長辺方向に交互に3本のスリット304、307、309が形成される。自由端の一端602は撮像素子と平行な面上に接続され、自由端のもう一端は下カバー102に接触して熱を逃がす。

下カバー102に接触させる端に最も近いスリット309の延長線上に折曲部302を配設し、面601を下カバーに接触させる。スリットと垂直方向のシート部材を中継部303、305とする。駆動ユニット201の駆動時に於いて、第一実施形態と同様、にY,Z方向の反力を抑制できる。尚、スリット304、307、309の幅に第一実施形態と同様である。

次に、第五実施形態について説明する。図7は撮像素子701が取り付けられた第一基板206の構成とシート部材208の配設部を示したYZ平面に於ける断面図である。図7(a)は撮像素子701を備えた第一基板206に対するシート部材208の接着位置を明示したものである。なお、第一基板206にはサーマルビアがあってもよく、サーマルビア上にシート部材208の一端が接着されてもよい。また、図7(b)は撮像素子701を備えた第一基板206に於いて、結像面と対向する部分に穴を設け、撮像素子701に於いて結像面と対向する面にシート部材208の一端を配設したものである。

図7(c)は撮像素子701を備えた第一基板206に於いて、撮像素子701が配設されている面と対向する面に電子部品702を実装し、電子部品702にシート部材208の一端の配設したものである。以上の3つの構成のいずれかの位置にシート部材の一端を配設する。

次に、第六実施形態について説明する。なお、前述した実施形態と基本的に同一のものには、同一の符号を付与してその説明を省略する。図8(a)は本実施形態に於けるフレキシブルプリント基板207を駆動ユニットに実装した状態を示している。図8(b)は本実施形態に於けるシート部材208を駆動ユニットに実装した状態を示している。フレキシブルプリント基板207及びシート部材208は第一実施形態と略同形状を形成し、Y、Z方向の反力を抑制することができる。

第一実施形態に加えて、フレキシブルプリント基板には取付部付近にスリットの長手方向に対して鉛直な折曲部801、802を設け、結像面と垂直な立上面803とを設ける。また、シート部材には、第一実施形態に加えて取付部付近にスリットの長手方向に対して鉛直な折曲部804、805と、結像面と垂直な立上面806とを設ける。本実施形態では、立上面をYZ平面に設け、立上面がX方向に変位できる為、X方向の反力も抑制できる。よって、本実施形態の形状により、X、Y、Z全ての方向に於けるフレキシブルプリント基板及び放熱シートの反力を抑制することができる。

101 上カバー、102 下カバー、103 レンズ鏡筒、201 駆動ユニット、202 第2基板、
203 引っ掛け部、204 ホルダ、205 付勢部材、206 第1基板、
207 フレキシブルプリント基板、208 シート部材、209 駆動源、210 付勢部材、
211 引っ掛け部、212 引っ掛け部、213 案内軸、214 ベース部、215 引っ掛け部、
216 穴、301 取付部、302 折曲部、303 中継部、304 スリット、305 中継部、
306 取付部、307 スリット、308 中継部、309 スリット、501 第1面、
701 撮像素子、702 電子部品

Claims (4)

1. レンズ鏡筒と、撮像素子を有する第一の基板と、CPUの電子部品を具備した第二の基板と、第一の基板と第二の基板に接続されるフレキシブルプリント基板と、第一の基板に配設され、熱伝導性を有する可撓性のシート部材と、前記第一の基板を前記レンズ鏡筒の光軸方向に移動させる駆動ユニットと、を有する撮像装置に於いて、
   前記矩形状のフレキシブルプリント基板は、短辺乃至長辺の何れかに平行に少なくとも2つ以上のスリットを形成し、該スリットは所定値以上の幅を有し、該フレキシブルプリント基板は上記スリットのうち１箇所に於いて該スリットの延長線上に折曲部を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記スリットは、該フレキシブルプリント基板の短辺乃至長辺の何れかに対し平行且つ交互に設けられることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記駆動ユニットは前記撮像装置の外装部材に一体に形成され、光軸と平行に設けられた案内軸と、案内軸が通る穴を形成し且つ前記第一基板を支持固定するホルダと、該ホルダを前記光軸方向に付勢し且つ案内軸の近傍に配置された第一の付勢部材と、該ホルダと撮像素子とを結像面に対し同一面内方向に付勢する第二の付勢部材と、該ホルダを光軸方向に移動する駆動源と、を含み、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記第一基板に接続される第一取付部が前記案内軸の近傍に配置されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記矩形状のシート部材は、短辺乃至長辺の何れかに平行に少なくとも2つ以上のスリットを形成し、該スリットは所定値以上の幅を有し、該シート部材は上記スリットのうち１箇所に於いて該スリットの延長線上に折曲部を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。