JP2018180137A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】角速度センサーを実装するフレキシブル基板の撓みによって、センサーによる誤検出を発生させない撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像装置（１００）のぶれを検出するセンサー（７０）と、前記センサー（７０）を実装するフレキシブル基板（５７）を有し、前記フレキシブル基板（５７）は、前記センサー（７０）を実装する実装領域（Ａ）と、前記実装領域（Ａ）から延設し、前記実装領域（Ａ）よりも大きく、且つ前記センサー（７０）よりも曲げ剛性の大きい補強部材（６６）を有する延長領域（Ｂ）と、制御基板（５４）への接続領域（Ｃ）とを有し、前記実装領域（Ａ）と前記延長領域（Ｂ）および前記接続領域（Ｃ）が略同一直線上であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置のぶれを検知する機構に関し、特に角速度センサーを用いて、ぶれを検出し、効果的な流し撮り撮影を行う撮像装置に関する。

従来、カメラや撮影レンズユニットに角速度センサーを配置し、手ぶれ等によるカメラ本体や撮影レンズのぶれを検出する方法がある。角速度センサーは例えばジャイロセンサーなどであって、搭載された撮像装置の移動量を表す角速度を周期的に検出し、電気信号に変換して、カメラマイコンに伝達する。

特許文献１には、撮像素子を有する撮影レンズユニットの光軸に対して、略平行な平面に配置した角速度センサーによりぶれを検出し、被写体の像ぶれ量を補正する技術が開示されている。

また、カメラでの撮影方法の一つに流し撮りがある。これは、移動している被写体のスピード感を表現する撮影技術であり、撮影者が被写体の動きに合わせてカメラをパンニングすることにより、移動している被写体を静止させて背景は流すことを目的とする。

流し撮り撮影においては、撮影者が被写体の動きに合わせてパンニングをする必要があるが、被写体の移動速度とパンニング速度の間に差が発生すると、被写体がブレた画像になる。このような問題に対し、ユーザの流し撮り撮影の補助を行う技術として、手ブレを補正するためのシフトレンズを移動させることにより被写体の移動速度とパンニング速度の差を吸収する手法が提案されている。

特許文献２には、角速度センサーを用いて装置の振れを検出すると共に画像の動きベクトルから被写体を検出し、検出された被写体を画像中央に位置させるための補正量を算出する。その補正量をもとに、光軸シフトレンズの移動で補正を行い、流し撮り撮影を行う構成が開示されている。

特開２００８−８９９９５号公報 特開２００６３１７８４８号公報

しかしながら、上述の特許文献１および特許文献２のように角速度センサーを用いる場合、角速度センサーおよびその固定部材が、撮像装置内部ユニットの振動の影響を受け、正常なぶれ検出ができない問題がある。具体的には、角速度センサーによって撮像装置のぶれを検出する際に、シャッターユニットを駆動するためのモーターなどによる振動を受けることで、正常なぶれ検出ができなくなる。また、角速度センサーを実装する基板の撓みなどによる影響を受けることによっても、正常なぶれ検出ができなくなる。

そこで、本発明の目的は、角速度センサーを実装するフレキシブル基板の撓みや、撮像装置内部の部品による振動などによって、センサーによる誤検出を発生させない撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
撮像装置のぶれを検出するセンサーと、前記センサーを実装するフレキシブル基板を有し、前記フレキシブル基板は、前記センサーを実装する実装領域と、前記実装領域から延設し、前記実装領域よりも大きく、且つ前記センサーよりも曲げ剛性の大きい補強部材を有する延長領域と、制御基板への接続領域と、を有し、前記実装領域と前記延長領域および前記接続領域が略同一直線上であることを特徴とする。

本発明によれば、角速度センサーを実装するフレキシブル基板の撓みや、撮像装置内部の部品による振動などによって、センサーによる誤検出を発生させない撮像装置を提供することができる。

本発明を適用したフレキシブル基板の構成図 本発明を適用したカメラの外観斜視図 本実施例におけるカメラのブロック図 外装ユニットを外した状態のカメラ本体の構成図 外装ユニットを外した状態のカメラ本体を正面側から見た分解斜視図 カメラ正面および背面側から見たフレキシブル基板の固定図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図２は本発明を適用したカメラの外観斜視図であり、図２（ａ）はカメラ正面側から見た斜視図である。また、図２（ｂ）はカメラ背面側から見た斜視図である。図３は本実施例におけるカメラのブロック図である。

カメラ本体１００の上面外装カバー１０１に設けられた主電源スイッチ１０７がＯＮ位置へ操作されると、カメラマイコン１０は所定のシーケンスによりカメラを起動する。通常、電源がＯＦＦの状態では閃光ユニット１０３は収納位置に保持されている。カメラ本体１００の上方にファインダ接眼窓１１２の他、カメラの撮影前情報や設定内容、また、撮影した画像などを表示可能な表示装置１１０が設けられている。カメラ本体１００には、撮影画像を記録するＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ（ＣＦ）カードやＳＤカードなどの外部メモリー（不図示）を格納する収納部１１３が備えられている。

カメラマイコン１０は操作検出回路１２により操作部材の操作を検出すると、対応する設定を行う。例えば、撮影モードダイヤル１０８が操作され撮影モードが選択されると、選択された撮影モードに対応したシャッタースピードと絞りとの組み合わせを決定するプログラム線図を設定する。また電子ダイヤル１０５が操作されると、露出補正などの設定を行う。ＩＳＯ感度設定ボタン１０６が操作されると、ＩＳＯ感度条件を設定する。

撮影モードダイヤル１０８で自動設定モードが選択された場合における、一連の撮影動作を述べる。操作検出回路１２によりレリーズボタン１０４が第一の位置まで押し込まれたことが検知されると、カメラマイコン１０は撮影条件制御回路１３を駆動し、適切なシャッタースピードと絞り値を決定するために、ファインダ１１２の近辺に設けられた不図示の測光センサーにより被写体光を測光する。

得られた測光結果から被写体光が所定の輝度よりも低いと判断されると、カメラマイコン１０はモーター制御回路１４を駆動し、閃光ユニット１０３を発光位置まで移動させるべく不図示のモーターを駆動し、回転運動により所定の位置まで移動する。

操作検出回路１２によりレリーズボタン１０４が第二の位置まで押し込まれたことが検知されると、後述の撮像素子６０に被写体光が到達するように、カメラマイコン１０はモーター制御回路１４を駆動し、ミラーユニット２０を所定の位置に退避させ、後述のシャッターユニット６４のシャッター羽根（不図示）を開放し、閃光制御回路１１を駆動し、所定のタイミングで発光させ被写体に適切な光を照射させる。

発光後、カメラマイコン１０はモーター制御回路１４を駆動し、所定の時間でシャッター羽根（不図示）を遮光状態とする。撮像素子６０に被写体光が到達した状態でカメラマイコン１０は撮像素子駆動回路１５を駆動し、光電変換により被写体光を電子データとして取得する。取得された電子データはデータ処理回路１６により所定の増幅、変換、補正などのデータ処理を施され、撮影画像データとなる。

カメラマイコン１０は記録処理回路１７を駆動することで、得られた撮影画像データを不図示の外部メモリーに記録する。撮影者が不図示の画像再生ボタンを操作すると、カメラマイコン１０は再生処理回路１８を駆動し、カメラ背面側に設けられた表示装置１１０に、外部メモリーに保存されている撮影画像を表示させる。

図４（ａ）はカメラの外装ユニットを外した状態のカメラ本体をカメラ正面側から見た斜視図である。また、図４（ｂ）はカメラ背面側から見た斜視図である。図５は、カメラ正面側から見た分解斜視図である。

５０はカメラ本体１００の骨格となるメインベースであり、材料は樹脂などによって形成される。ペンタプリズム５１および回動可能に固定されたミラーユニット２０により、撮影者に被写体像が提供される。マウント５２は、不図示の撮影レンズを取り付けるための金属環であり、材質はステンレスなどの金属材料である。撮影レンズはマウント５２に対して、レンズ着脱ボタン（不図示）の操作により、着脱可能になっている。撮影レンズとカメラ本体１００との通信およびレンズを駆動するための電源の供給は、複数の通信ピン５３を介して行われる。

メインベース５０には、第一の基板（制御基板）５４が固定されており、第二の基板（撮像基板）５５と、接続フレキシブル基板５６を介して、互いに電気的に接続されている。制御基板５４および撮像基板５５はプリント配線板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｅｄ Ｂｏａｒｄ）である。プリント配線板は電子機器を構成する上で必須のもので、電子部品を接続する配線を絶縁体の表面や内部に、電子回路に基づいて配線図形を形成させ、同時に電子部品の支持体でもある。

接続フレキシブル基板５６は、複数の基板を接続する手法であり、複数の基板の一方または両方にコネクタ（不図示）を搭載し、電気的に接続するものである。制御基板５４は、略コの字形状であり、カメラマイコン１０をはじめとする図３に示した各種電気回路の多くが実装されている。それら各種電気回路を駆動するための電源は、電源基板６５により生成される。電源基板６５と制御基板５４は、不図示のコネクタが嵌合にすることによって電気的に接続される。

フロントユニット６３は、樹脂などの材料によって形成されるユニットである。フロントユニット６３にはシャッターユニット６４が取り付けられており、カメラマイコン１０が撮影条件制御回路１３を駆動し、適切なシャッタースピードと絞り値を決定した後、シャッター羽根（不図示）を駆動する。

撮像素子６０は、撮影光束を取り込み光電変換を行うＣＭＯＳやＣＣＤセンサーであり、撮像基板５５に半田付けにより固定される。撮像素子６０は、ステンレスなどの金属材料から形成されるプレート５８によって保持される。シャッターユニット６４を含むフロントユニット６３は、メインベース５０に対してビス（不図示）により締結固定される。

次に図１および図６を用いて、本実施例における角速度センサーの保持構成についての詳細を説明する。図６ａはカメラ正面方向から見た図であり、図６ｂはカメラ背面方向から見た図である。

図６ａに示すように、メインベース５０にはフレキシブル基板５７が固定される。このフレキシブル基板５７には、図１に示すように、外装が樹脂材料からなる角速度センサー７０が不図示の半田により実装されており、互いに電気的に接続されている。角速度センサー７０は請求項１に記載のセンサー７０である。フレキシブル基板５７の裏面には、メインベース５０に固定するための粘着剤６８が設けてある。粘着剤６８は、例えば両面テープなどの部材である。

フレキシブル基板５７は、カメラ背面側において第一の基板（制御基板）５４に対して、コネクタ５９を介して電気的に接続される。これによって、角速度センサー７０の電気信号は、フレキシブル基板５７とコネクタ５９を介して制御基板５４に接続され、そして、制御基板５４に実装されるカメラマイコン１０に接続される。カメラマイコン１０は角速度センサー７０からの電気信号により、カメラ本体１００の一定時間あたりの角度変化を算出し、流し撮り撮影におけるカメラの撮影条件の制御を行う。このような角速度センサーを用いたカメラ側の制御の詳細については、例えば特開２００７−１３９９５２号公報において公知の技術である。

次に図１を用いて、角速度センサー７０を実装したフレキシブル基板５７の構成についての詳細を説明する。フレキシブル基板５７は、角速度センサー７０を実装する実装領域Ａと、後述する延長領域Ｂおよび、制御基板５４へ接続するための形状を形成した接続領域Ｃからなる。実装領域Ａは、角速度センサー７０や不図示の抵抗およびコンデンサなどのチップ部品を実装する領域である。延長領域Ｂは、角速度センサー７０などの電気部品を実装していない領域を指し、且つ、実装領域Ａの形状をＹ方向に延長した領域である。接続領域Ｃは、実装領域Ａおよび延長領域ＢからＹ方向に更に延設され、制御基板５４への接続に至るまでの形状である。このフレキシブル基板５７の裏面には、金属材料からなる補強部材６６、ゴムなどの材料からなる緩衝部材６７および前述した粘着剤６８が設けられている。

まず、本実施例における補強部材６６の効果について説明する。フレキシブル基板５７に実装する角速度センサー７０は、外力や振動による誤検知を起こしやすく、高温および低温環境下におけるフレキシブル基板５７の伸縮による影響も受ける。また、組立作業時にフレキシブル基板５７を曲げることによって、角速度センサー７０に不要な外力を与えてしまうこともある。しかしながら本実施例によれば、実装領域Ａに補強部材６６が設けられており、加えて、その補強部材６６を延長領域Ｂにわたっても設けている。このとき、樹脂材料からなる角速度センサー７０の外装よりも補強部材６６の剛性を充分に大きくするため、補強部材６６の曲げ剛性は７ｋＮ・ｍｍ^２以上となることが好ましい。これは、角速度センサー７０の寸法が３〜５ｍｍ程度の場合に、角速度センサー７０の出力値が正常であるために必要な補強部材６６の曲げ剛性として、実験的に求められる数値である。これにより、角速度センサー７０への外力や振動による良くない影響を防止することが可能であり、流し撮り撮影において撮影者にとって所望の撮影が可能になる。また、接続領域Ｃには、補強部材６６が設けられていない。これは、接続領域Ｃは制御基板５４へ接続するための形状であり、メインベース５０に固定される接続領域ＡおよびＢよりも曲げ剛性が低い方が、組立作業性が良いためである。

また本実施例では、実装領域Ａと延長領域Ｂおよび接続領域Ｃを略同一直線上とすることによって、実装領域Ａがフレキシブル基板５７の撓みによる影響を受けにくい構成にしている。具体的には、カメラ本体の振動や組立作業において、フレキシブル基板５７の接続領域Ｃの位置が変動した場合でも、実装領域Ａおよび延長領域Ｂの曲げ剛性が大きいため、それらの領域においてフレキシブル基板５７の撓みを抑制することができる。つまり、実装領域Ａに接続領域Ｃの位置の変動が到達する前に、延長領域Ｂによってその変動を抑制することが可能な構成としている。これにより、角速度センサー７０への不要な外力を与えることを防止し、所望のセンサー出力を得ることができる。

次に、緩衝部材６７の効果について説明する。一般に、カメラ撮影時においては、例えばシャッターユニット６４のモーター（不図示）の駆動によって、カメラ内部に振動が生じる。この振動が、シャッターユニット６４が取り付けられるフロントユニット６３、更には、フロントユニット６３が取り付けられるメインベース５０へと伝達する。これにより、メインベース５０に固定されるフレキシブル基板５７へも振動が伝達し、角速度センサー７０の誤検知の原因となる。しかしながら本実施例によれば、実装領域Ａおよび延長領域Ｂに緩衝部材６７を設けることで、角速度センサー７０への不要な振動の伝達を防止でき、所望のセンサー出力を得ることができる。

以上説明したように、本実施例におけるフレキシブル基板５７は、実装領域Ａに加えて延長領域Ｂを有し、その２つの領域にわたって補強部材６６と緩衝部材６７を設けている。また、実装領域Ａと延長領域Ｂおよび接続領域Ｃを略同一直線上とすることで、接続領域Ｃの位置が変動した場合においても、実装領域Ａにまでフレキシブル基板５７の撓みが発生することを抑制している。更には、緩衝部材６７を設けることによって、シャッターユニット６４などカメラ内で発生する振動の影響も受けにくくなっている。これらの構成により、角速度センサーによる信号検出にあたって、弊害が少なく良好な状態を保つことが可能である。

また、角速度センサー７０は、ＸＹＺそれぞれの軸回りの移動量を検出するため、その３軸が形成する３平面（ＸＹ，ＹＺ，ＺＸ）のいずれかに、傾くことなく固定する必要があり、本実施例においては、メインベース５０のＸＹ平面上に固定した。しかしながら、撮像装置の制御方法によっては、ＸＹＺの内の２軸のみを使用する場合もある。この場合、角速度センサーは、使用する２軸の内の１軸と、使用しない１軸とが作る平面上に固定することが好ましい。そうすることで、使用する２軸の内の１軸は、角速度センサーを実装するフレキシブル基板の撓みの影響を受けにくくすることが可能になる。具体的には、角速度センサーが撮像装置のＸ軸およびＹ軸回りの移動量を検出する場合、角速度センサーをＸＺ平面上に固定すると、フレキシブル基板の撓みの影響はＸ軸およびＺ軸回りに限定できるため、Ｙ軸回りの移動量については精度良く得られる。また同じく、角速度センサーをＹＺ平面上に固定すると、フレキシブル基板の撓みの影響はＹ軸およびＺ軸回りに限定できるため、Ｘ軸回りの移動量については精度良く得られる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

５４ 制御基板、５７ フレキシブル基板、６６ 補強部材、６７ 緩衝部材、
７０ 角速度センサー、１００ 撮像装置、Ａ 実装領域、Ｂ 延長領域、
Ｃ 接続領域

Claims (7)

1. 撮像装置のぶれを検出するセンサーと、前記センサーを実装するフレキシブル基板を有し、
   前記フレキシブル基板は、前記センサーを実装する実装領域と、
   前記実装領域から延設した延長領域と、
   制御基板への接続領域と、を有し、
   前記実装領域と前記延長領域とに前記センサーよりも曲げ剛性の大きい補強部材を有し、
   前記実装領域と前記延長領域および前記接続領域が同一直線上であることを特徴とする撮像装置。
2. 前記センサーは角速度センサーであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記センサーは外装が樹脂材料からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記補強部材は金属材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像装置。
5. 前記補強部材の曲げ剛性は７ｋＮ・ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の撮像装置。
6. 前記補強部材の裏面に緩衝部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の撮像装置。
7. 前記センサーはぶれ検出に使用する軸と、ぶれ検出に使用しない軸が作る平面上に固定することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の撮像装置。