JP2020046520A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像振れ補正機構に搭載された撮像基板等の移動体へ、受電端子表面に異物が付着した場合でも安定して給電することを可能にした撮像装置を提供すること【解決手段】撮像装置は、給電部を備える第１の部材（４３３）と、前記給電部からの通電を受ける受電部を備え、前記第１の部材に対して移動可能な、撮像素子を有する第２の部材（４０１）と、を有し、前記第２の部材は、前記給電部から前記受電部に通電を行う第１および第２の位置とに移動可能である。【選択図】図１

Description

本発明は移動体を有する撮像装置に関する。

レンズ交換式カメラなどの撮像装置において、カメラを保持する撮影者の手振れなどに起因するカメラ振れによって、撮影画像に像振れが発生することがある。

そこで、従来、撮像素子を支持する構成ユニットを、カメラ振れの量に応じて移動させることで像振れを防止する像振れ補正機構を有するカメラがある。像振れ補正機構の例としては、撮像基板を光軸に垂直な面内でシフトさせることで像振れを抑える機構がある。このような像振れ補正機構では、撮像基板と他基板を接続する電気配線が撮像基板の移動によって撓み、この撓みによって生じる電気配線のコシが、撮像基板の移動負荷を大きくする。その結果、像振れ補正機構の動作を妨害してしまうという問題がある。

特許文献１では、撮像基板と他基板間で電気配線によらずにミリ波で信号伝送を行う、像振れ補正機構を持つ撮像装置が開示されている。特許文献１の撮像装置は、撮像基板と他基板間の電気配線を無くすことで、前述の電気配線のコシが像振れ補正機構の動作を妨害してしまうという問題を解決することができる。

特許文献２では、移動体の自動給電装置が開示されている。特許文献２の自動給電装置は、給電用電源に接続された正極・負極のそれぞれ複数の給電端子から移動体に設けた受電端子を介して、移動体に搭載されている充電池に充電を行う。

特許文献２に開示の従来技術を適用すると、撮像基板と他基板間の電気配線を無くし、他基板に設けた給電端子から撮像基板に設けた受電端子を介して、撮像基板に搭載された電気素子と他基板の間で信号伝送ができる。給電端子と受電端子が離れている間に、像振れ補正機構を動作させることで、前述の電気配線のコシが像振れ補正機構の動作を妨害してしまうという問題を解決することができる。

特開２０１１‐３９３４０号公報 特許第４４９４７６０号公報 特開２０１５−３６７１８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、電気配線を無くしたことで、撮像基板が他基板から電気的に独立する。そのため、撮像基板に搭載された撮像素子等の電気素子を動作させるための電源を供給する機構が必要となるという問題がある。この問題は、特許文献２に開示された従来技術を適用して、他基板に設けた給電端子から撮像基板に設けた受電端子を介して、撮像基板に搭載された電気素子へ電力を供給することで解決可能である。

しかしながら、レンズ交換式カメラのような撮影レンズを着脱可能な構成のカメラにおいては、レンズ着脱の際に空気中の塵埃や微小ゴミがカメラ内部に侵入する可能性がある。特許文献２に開示された従来技術では、受電端子表面に塵埃や微小ゴミなどの異物が付着すると、受電端子と給電端子の間で導通不良が発生して、撮像基板へ安定して給電することができないという問題がある。

そこで、本発明の目的は、像振れ補正機構に搭載された撮像基板等の移動体へ、受電端子表面に異物が付着した場合でも安定して給電することを可能にした撮像装置を提供することである。

本発明の一側面としての撮像装置は、給電部を備える第１の部材と、給電部からの通電を受ける受電部を備え、第１の部材に対して移動可能な、撮像素子を有する第２の部材と、を有し、第２の部材は、給電部から受電部に通電を行う第１および第２の位置とに移動可能であることを特徴とする。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、像振れ補正機構に搭載された撮像基板等の移動体へ、受電端子表面に異物が付着した場合でも安定して給電することを可能にした撮像装置を提供することができる。

本発明に係る撮像装置の撮像ユニットの分解斜視図。 本発明に係る撮像装置の機能構成を示すブロック図。 本発明に係る撮像装置の外観斜視図。（ａ）前面側から見た図、（ｂ）背面側から見た図。 本発明に係る撮像基板を撮像装置背面側から見た外観斜視図 本発明に係る第１の給電動作を説明するための図およびその受電端子部拡大図。 本発明に係る受電端子に異物が付着した状態を示す図（ａ）、本発明に係る第１の給電動作における可動ユニットの動作を説明するための受電端子部拡大図（ｂ）。 本発明に係る第２の給電動作を説明するための受電端子部拡大図。 本発明に係る受電端子の撮影動作時の位置を説明するための図。 本発明に係る撮像装置の制御フローチャート。

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。

まず、図２と図３を参照してカメラの構成を説明する。図２は、本発明に係るカメラの機能構成を示すブロック図である。図３は、本発明に係るカメラの外観斜視図であり、図３（ａ）は、カメラを前面側から見た図で、撮影レンズを外した状態を示す。また、図３（ｂ）は、カメラを背面側から見た図である。

図２および図３において、１０は本発明の撮像装置としてのカメラ、３０は撮影レンズで、撮影レンズ３０はカメラ１０の前面のマウント開口部７５に対し、レンズ着脱ボタン７６の押下操作により、着脱可能である。

カメラ１０と撮影レンズ３０はカメラ側通信Ｉ／Ｆ１７とレンズ側通信Ｉ／Ｆ３６で電気的に接続され、各種信号を通信することができる。また、カメラ１０から撮影レンズ３０への電源供給も行われる。カメラ１０のレンズ検知スイッチ１８により、カメラ１０と撮影レンズ３０が、カメラ側通信Ｉ／Ｆ１７とレンズ側通信Ｉ／Ｆ３６を介して通信可能か否かの判別を行う。

また、レンズ検知スイッチ１８では、カメラ１０に装着された撮影レンズ３０の種類を識別することができる。３１ａ、３１ｂはフォーカスレンズやズームレンズ等の複数のレンズによって構成されるレンズである。３２は開口量を調節するための絞り、３３はレンズ３１ａ、３１ｂを駆動し、ピント合わせやズーム駆動をするためのレンズ駆動機構、３４は絞り３２を駆動し、絞り値を制御するための絞り駆動機構、３５は撮影レンズ３０の信号処理を行うレンズＣＰＵである。

カメラ１０は、ユーザーがカメラ１０を保持するためのグリップ部８０を有する。１１ａは撮影レンズ３０からの撮影光束（図２の１点鎖線）を後述するペンタプリズム２６に反射するとともに、一部をＡＦ（オートフォーカス）のために透過させるハーフミラーからなる主ミラーで、回動可能に配置されている。１１ｂは主ミラー１１ａとともに回動可能なサブミラーであり、主ミラー１１ａを透過した撮影光束を反射して、自動焦点調節を行うＡＦセンサ２５へ導く。以下、主ミラー１１ａ、サブミラー１１ｂを特に区別する必要がない場合は、単にミラー１１という。１４はミラー１１を駆動させるミラー駆動回路で、ミラーモータ（不図示）への通電制御により、ミラー１１を撮像光路上（図２の実線の位置）、および撮像光路から上方に退避した位置（図２の２点鎖線の位置）に回動および保持可能に構成されている。

１２はフォーカルプレーンシャッタからなるシャッタで、撮像素子４３０を露出および遮蔽することにより撮影光束の入射制御を行う。４３０は撮影レンズ３０からの撮影光束を取り込み光電変換するＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサからなる撮像素子で、電子シャッタ機能を有する。１５はシャッタ１２のシャッタ幕（不図示）を開閉動作させるシャッタ駆動回路であり、撮像素子４３０を露出させる開状態、および遮蔽する閉状態にシャッタ幕（不図示）を移行および保持可能に構成されている。

４１０は光学ローパスフィルタであり、水晶からなる１枚の複屈折板で矩形状に形成され、撮像素子４３０の被写体側に配置されている。また、光学ローパスフィルタ４１０の表面には、赤外カットや反射防止などの光学的なコーティングが施されている。

５０は手振れなどによるカメラ１０の振れ量を検出する振れ検出センサである。振れ検出センサ５０は、角速度センサからなり、カメラ１０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出力する構成である。

４６０は撮像素子４３０をカメラ１０の光軸と直交する平面上で、図３のＸ方向、図３のＹ方向、図３のＺ軸周りの回転方向に駆動するための駆動コイルである。４７０は前記駆動コイル４６０とともに、撮像素子４３０をカメラ１０の光軸と直交する平面上で、図３のＸ方向、図３のＹ方向、図３のＺ軸周りの回転方向に駆動するための永久磁石である。７０は駆動コイル４６０の通電制御を行う撮像ユニット駆動回路である。駆動コイル４６０と撮像ユニット駆動回路７０は、不図示の駆動コイル用フレキシブル基板を介し、電気的に接続している。

４８０は撮像素子４３０の位置情報を検出するホール素子などからなる位置検出センサである。位置検出センサ４８０は、不図示の位置検出センサ用フレキシブル基板を介し、後述のＣＰＵ２０と電気的に接続される。そして、周期的に撮像素子４３０の位置情報を検出し、後述のＣＰＵ２０に送信する。以下、撮像素子４３０、光学ローパスフィルタ４１０、駆動コイル４６０、永久磁石４７０、位置検出センサ４８０を含む構成ユニットを撮像ユニット４００という。撮像ユニット４００の構成については、詳細を後述する。振れ検出センサ５０の検出結果に応じて、カメラ１０の振れを打ち消す方向に撮像ユニット４００を駆動することで、像振れを補正可能な構成となっている。

１９はカメラ１０の設定や撮影動作を行うための複数のボタンやダイヤルからなる操作部材である。具体的には、カメラ１０の電源をｏｎとｏｆｆに切り替える電源スイッチ８１、撮影動作を行うシャッタボタン８２、撮影モードを切り替えるモードダイヤル８３を含む。さらに、カメラ設定を変更する設定モードに移行する設定ボタン８４、種々の設定を選択する選択ダイヤル８５、種々の設定を決定する選択ボタン８６を含む。

２０はカメラ１０の信号処理を行うカメラＣＰＵであり、本発明の像振れ補正機構を構成する撮像ユニット駆動回路７０の駆動制御を行う。以下、カメラＣＰＵ２０を単にＣＰＵ２０とする。ＣＰＵ２０は、受電端子４３２への入力電流を検知して、後述する充電池４２３を含む可動ユニット４０１への給電動作の開始を判断する。

２１はカメラ１０の背面に設けられ、カメラ１０の設定表示や状態表示やライブビュー表示や撮影画像表示を行う、液晶表示パネルなどからなる背面モニタである。２４はカメラ１０に着脱可能な半導体メモリーカードなどからなる、撮影画像を記録する外部メモリである。２６は主ミラー１１ａによって反射された撮影光束を後述するＡＥセンサ２７および後述するファインダ２８に導く、ガラスなどからなるペンタプリズムである。２７は自動露出制御を行うＡＥセンサである。２８はペンタプリズム２６から導かれた撮影光束を観察するためのファインダである。２９はＣＰＵ２０からの信号を受けて、カメラ１０の設定表示や状態表示を行う、液晶表示パネルなどからなるファインダ内表示器である。電源４２は、カメラ１０の各要素に対して電源を供給する。

つぎに、図１、図４を参照して撮像ユニット４００の構成を説明する。図１は、本発明に係る撮像ユニットの分解斜視図である。図４は、本発明に係る撮像基板を撮像装置背面側から見た外観斜視図である。

４２０はシフトホルダーであり、光学ローパスフィルタ４１０および撮像素子４３０を保持し、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ軸周りの回転方向に移動可能である。撮像素子４３０は、シフトホルダー４２０に不図示の締結部材もしくは粘着部材により固定される。４４０は撮像ユニット４００のベース部材の一部をなすシフトベースであり、撮像素子４３０の撮影者側に配置されている。４５０は正面視略Ｌ字形をなすフロントベースであり、シフトホルダー４２０を挟んでシフトベース４４０とは反対側に配置されている。シフトベース４４０、フロントベース４５０は鉄等の軟磁性体からなるものである。

フロントベース４５０は、その一部がシフトベース４４０に結合され、シフトベース４４０と一体化されている。すなわち、シフトベース４４０とフロントベース４５０とによって撮像ユニット４００のベース部材が構成されている。そして、シフトベース４４０は不図示のカメラ１０の本体に締結固定される。

４６０ａはＸ方向駆動コイルであり、４６０ｂおよび４６０ｃはＹ方向駆動コイルであり、不図示の駆動コイル用フレキシブル基板等に半田付けされ、シフトホルダー４２０に接着固定されている。

図１に示すように、駆動コイル４６０ａは、撮像素子４３０の右側（＋Ｘ側）に、カメラ１０の光軸を含むＸ方向平面上（図中のＸＺ平面上）にコイル中心が合致するように配置されている。一方、図１に示すように、駆動コイル４６０ｂおよび４６０ｃは、撮像素子４３０の下側（−Ｙ側）に、カメラ１０の光軸を含むＹ方向平面（図中のＹＺ平面）に対して所定間隔で対称に配置されている。

４７０ａはＸ方向永久磁石であり、４７０ｂおよび４７０ｃはＹ方向永久磁石であり、シフトベース４４０のフロントベース４５０に対向する面に接着固定されている。永久磁石４７０ａは、そのＮ極とＳ極がＸ方向に並んでおり、永久磁石４７０ｂおよび４７０ｃは、そのＮ極とＳ極がＹ方向に並んでいる。また、永久磁石４７０ａ、４７０ｂ、４７０ｃは、駆動コイル４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃに各々対向して配置されている。具体的には、駆動コイル４６０ａは常に永久磁石４７０ａの磁界内に位置しており、駆動コイル４６０ａの右辺は常に永久磁石４７０ａのＮ極とＺ方向に重なり、駆動コイル４６０ａの左辺は常に永久磁石４７０ａのＳ極とＺ方向に重なるように位置している。

一方、駆動コイル４６０ｂは常に永久磁石４７０ｂの磁界内に位置しており、駆動コイル４６０ｂの上辺は常に永久磁石４７０ｂのＮ極とＺ方向に重なり、駆動コイル４６０ｂの下辺は常に永久磁石４７０ｂのＳ極とＺ方向に重なるように位置している。同じく駆動コイル４６０ｃは常に永久磁石４７０ｃの磁界内に位置しており、駆動コイル４６０ｃの上辺は常に永久磁石４７０ｃのＮ極とＺ方向に重なり、駆動コイル４６０ｃの下辺は常に永久磁石４７０ｃのＳ極とＺ方向に重なるように位置している。

図２の撮像ユニット駆動回路７０により、駆動コイル４６０ａへの通電が行われると、駆動コイル４６０ａが発生する磁束と永久磁石４７０ａによる磁束とが磁気的に干渉してローレンツ力が発生する。そして、シフトホルダー４２０は、このローレンツ力を推力（駆動力）としてシフトベース４４０に対してＸ方向に直線的に移動しようとする。具体的には、駆動コイル４６０ａに正面視右回りの方向に電流が流れると、駆動コイル４６０ａの右辺、左辺ともに−Ｘ方向（正面視で左方向）の力が生じる。逆に、駆動コイル４６０ａに正面視左回りの方向に電流が流れると、駆動コイル４６０ａの右辺、左辺ともに＋Ｘ方向（正面視で右方向）の力が生じる。つまり、撮像ユニット駆動回路７０により駆動コイル４６０ａへ流す電流の向きを調整することで、Ｘ方向（正面視で左右方向）に直線移動させることができる。また、ローレンツ力は流れる電流の大きさに略比例するので、駆動コイル４６０ａへ流す電流を大きくすれば、Ｘ方向の推力は大きくなる。よって、撮像ユニット駆動回路７０により駆動コイル４６０ａへ流す電流の大きさを調整することで、Ｘ方向手振れによる像振れの速度に応じた速度でシフトホルダー４２０をＸ方向に移動させることができる。

一方、図２の撮像ユニット駆動回路７０により、駆動コイル４６０ｂおよび４６０ｃへの通電が行われると、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃが発生する磁束と永久磁石４７０ｂ、４７０ｃによる磁束とが、各々磁気的に干渉してローレンツ力が発生する。そして、シフトホルダー４２０は、このローレンツ力を推力（駆動力）としてシフトベース４４０に対してＹ方向に直線的に移動しようとする。具体的には、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃに正面視右回りの方向に電流が流れると、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃの上辺、下辺ともに−Ｙ方向（正面視で下方向）の力が生じる。逆に、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃに正面視左回りの方向に電流が流れると、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃの上辺、下辺ともに＋Ｙ方向（正面視で上方向）の力が生じる。つまり、撮像ユニット駆動回路７０により駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃへ流す電流の大きさを同じにして、電流の向きを調整することで、Ｙ方向（正面視で上下方向）に直線移動させることができる。また、ローレンツ力は流れる電流の大きさに略比例するので、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃへ流す電流を大きくすれば、Ｙ方向の推力は大きくなる。よって、撮像ユニット駆動回路７０により駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃへ流す電流の大きさを調整することで、Ｙ方向手振れによる像振れの速度に応じた速度でシフトホルダー４２０をＹ方向に移動させることができる。

さらに、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃへ流す電流の大きさを個別に調整すると、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃに発生するＹ方向の推力は各々異なる。これにより、シフトホルダー４２０をシフトベース４４０に対して相対回転させることができる。

位置検出センサ４８０ａは、駆動コイル４６０ａのＸ方向の変位を検出するホール素子であり、駆動コイル４６０ａの近傍に位置し、永久磁石４７０ａの着磁境界に対向する位置に配置される。位置検出センサ４８０ａは、不図示の位置検出センサ用フレキシブル基板等に半田付けされ、シフトホルダー４２０に接着固定されている。ホール素子からなる位置検出センサ４８０ａは永久磁石４７０ａから発生する磁束の変化に応じた電気信号を出力し、駆動コイル４６０ａのＸ方向の変位を検出する。一方、位置検出センサ４８０ｂおよび４８０ｃは、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃのＹ方向の変位を検出するホール素子である。そして、各々駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃの近傍に位置し、各々永久磁石４７０ｂ、４７０ｃの着磁境界に対向する位置に配置される。

位置検出センサ４８０ｂ、４８０ｃは、不図示の位置検出センサ用フレキシブル基板等に半田付けされ、シフトホルダー４２０に接着固定されている。ホール素子からなる位置検出センサ４８０ｂ、４８０ｃは各々永久磁石４７０ｂ、４７０ｃから発生する磁束の変化に応じた電気信号を出力し、駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃのＹ方向の変位を検出する。なお、図１に示すように、位置検出センサ４８０ｂを駆動コイル４６０ｂの左側（−Ｘ側）に配置し、位置検出センサ４８０ｂを駆動コイル４６０ｂの右側（＋Ｘ側）に配置している。このように配置すると、位置検出センサ４８０ｂおよび４８０ｃを、駆動コイル４６０ｂと４６０ｃとの間に配置する場合と比べて、位置検出センサ４８０ｂと４８０ｃの間隔を長くすることができる。こうすることで、シフトホルダー４２０が回転した場合に、位置検出センサ４８０ｂと４８０ｃの検出値の差が大きくなり、回転量をより正確に検出することができ、手振れによる回転方向の像振れ低減をより正確に行うことができる。

ここで、撮像素子４３０、シフトホルダー４２０、光学ローパスフィルタ４１０、駆動コイル４６０（４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃ）、位置検出センサ４８０（４８０ａ、４８０ｂ、４８０ｃ）は一体的に移動する可動ユニット（第２の部材）４０１を構成する。

４９０はシフトホルダー４２０とシフトベース４４０との間に挟み込まれて保持された複数（３つ）のボールである。各ボール４９０は、シフトホルダー４２０とシフトベース４４０に形成された不図示の保持部（当接部）に当接し、シフトホルダー４２０のシフトベース４４０に対する移動にともなって転動可能である。この保持部のボール４９０と当接する面は、シフトホルダー４２０の移動面に平行な平面により形成されている。これにより、シフトホルダー４２０の移動面に平行な全方向（Ｘ方向およびＹ方向への直進移動、Ｚ軸周りの回転方向を含む）への転動が許容される。また、３つのボール４９０の外径は互いに同じである。これにより、シフトホルダー４２０をカメラ１０のＺ軸に対して倒すことなく保持および移動させることが可能となる。

また、シフトホルダー４２０は磁気吸引等の手法によりシフトベース４４０に向かって付勢される。これにより、シフトホルダー４２０とシフトベース４４０との間でボール４９０を加圧状態で挟持することができる。なお、各ボール４９０は、その近くに配置される永久磁石４７０ａ、４７０ｂ、４７０ｃに吸着されないように、ＳＵＳ３０４やセラミック等の材料により形成されている。

また、各ボール４９０と前記の保持部との間には、シフトホルダー４２０とシフトベース４４０との間の挟持力が弱まったり、あるいはなくなったりしてもボール４９０が容易に保持部から脱落しないように、適切な粘度を有する潤滑油が塗布されている。これにより、撮像ユニット４００に加わった振動や衝撃によって大きな慣性力がシフトホルダー４２０に作用して、ボール４９０の挟持力が弱まったり、あるいはなくなったりしても、ボール４９０の脱落やずれを防止できる。

４３３はＣＰＵ２０が実装されるメイン基板（第１の部材）であり、メイン基板４３３に形成された配線パターンを介して、ＣＰＵ２０とカメラ１０の各要素の間での信号伝送および電源４２からカメラ１０の各要素へ電力を供給する。

４３１は撮像素子４３０が実装される撮像基板であり、シフトホルダー４２０に対して不図示の締結部材もしくは粘着部材により固定される。撮像素子４３０が取得した撮像データは、撮像基板４３１に形成された配線パターンを介して、無線通信によってメイン基板４３３へ送信される。

無線通信は、撮像基板４３１に形成される不図示の送信アンテナパターンおよびメイン基板４３３に形成される受信アンテナパターンとの間で行われる。

４３２は複数（４つ）の受電端子（受電部）であり、撮像基板４３１の配線パターンによって形成され、撮像基板４３１表面に平面状に露出した部分である。受電端子４３２は、シフトホルダー４２０に形成された受け面４２１に対して、図４に示す粘着部材４２２によって接着固定される。また、受電端子４３２は、後述する電源４２から充電池４２３へ電力を供給するための給電経路を構成する要素の１つであり、撮像基板４３１に形成された配線パターンを介して、図４に示す充電池４２３と接続している。充電池４２３は、撮像素子４３０などの撮像基板４３１上の各種電気素子へ電力を供給するための電源である。

４３５は複数（４つ）の棒状の給電ピン（給電部）であり、メイン基板４３３に形成された配線パターンを介して、電源４２と接続している。給電ピン４３５は、給電ピン４３５の軸方向（正面視でＸ方向）に移動可能にピンホルダー４３４（保持部材）に挿通されている。給電ピン４３５が滑らかに移動するように、ピンホルダー４３４と給電ピン４３５の間には、わずかに隙間がある。また、ピンホルダー４３４は、その内部に給電ピン４３５が移動後、給電ピン４３５を所定位置に復帰させるための付勢手段を備えている。給電ピン４３５は、後述する電源４２から充電池４２３へ電力を供給するための給電経路を構成する要素の１つである。

次に本発明の実施形態における撮像ユニット４００の像振れ低減の動作について図１から図３を用いて説明する。

ユーザーの手振れなどによりカメラ１０が揺れると、カメラ１０の光軸に対する角度振れおよび回転振れが生じ、画像に揺れが生じてしまう。像振れ低減動作は、この画像の揺れ方向とは逆方向に撮像素子４３０を移動させ、画像の揺れを打ち消すように行われる。カメラ１０にＸ方向、Ｙ方向、およびＺ軸周りの回転方向に手振れが生じたときに、各方向の振れ検出センサ５０の出力が積分され、各方向の角度振れ量が算出され、ＣＰＵ２０に送信される。ＣＰＵ２０は、振れ検出センサ５０からの角度振れ量に基づいて、像振れを低減するために必要な撮像素子４３０のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ軸周りの回転方向での目標シフト位置を算出する。そして、ＣＰＵ２０は、これら目標シフト位置に撮像素子４３０を移動させるための制御信号を撮像ユニット駆動回路７０に出力する。

この制御信号に応じて撮像ユニット駆動回路７０は、駆動コイル４６０ａおよび駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃに対して通電制御を行い、撮像素子４３０を目標シフト位置へ移動させる。撮像素子４３０の実際の位置情報は、位置検出センサ４８０ａ、４８０ｂ、４８０ｃにより検出され、撮像素子４３０のＸ方向変位、Ｙ方向変位、Ｚ軸周りの回転変位は、ＣＰＵ２０へ送信される。ＣＰＵ２０は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ軸周りの回転方向での目標シフト位置と位置検出センサ４８０ａ、４８０ｂ、４８０ｃによって得られた撮像素子４３０の実際の位置とを比較し、これらの差がゼロに近づくように制御信号を撮像ユニット駆動回路７０に出力する。

このフィードバック制御を行うことにより、撮像素子４３０が目標シフト位置に向かって移動し、像振れが低減される。なお、Ｚ軸周りの回転方向の像振れ低減の動作は公知の技術を用いればよい。本実施例ではＹ方向角度振れ量と回転方向角度振れ量の一方を加算、他方を減算処理する。そして、一方は位置検出センサ４８０ｂとの誤差量がゼロになるように駆動コイル４６０ｂを制御し、他方は位置検出センサ４８０ｃとの誤差量がゼロになるように駆動コイル４６０ｃを制御している。

次に本発明の実施形態における充電池４２３を含む可動ユニット４０１への給電動作について図５〜図８を用いて説明する。

図５（ａ）は、本発明に係る第１の給電動作を説明するための図であり、図５（ｂ）は、本発明に係る第１の給電動作を説明するための受電端子４３２部の拡大図である。図５（ａ）、５（ｂ）において、受電端子４３２、給電ピン４３５の周辺以外の箇所は図示していない。

図５（ａ）において、受電端子４３２は、可動ユニット４０１への給電を行うための位置Ａに移動している。受電端子４３２を含む可動ユニット４０１の位置Ａへの移動は、前述の撮像ユニット４００の像振れ低減動作を利用することで可能である。具体的には、まず、位置Ａに受電端子４３２を移動させるための制御信号を撮像ユニット駆動回路７０に出力する。そして、この制御信号に応じて撮像ユニット駆動回路７０が、駆動コイル４６０ａおよび駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃに対して通電制御を行い、受電端子４３２を位置Ａへ移動させる。

図５（ｂ）のように、位置Ａ（第１の位置）において受電端子４３２と給電ピン４３５は当接して、互いに電気的に接続された状態となる。給電ピン４３５は、ピンホルダー４３４内部の付勢手段より受電端子４３２の位置に追従して、適切な押圧力をもって受電端子４３２に当接することができる。これによって、電源４２からメイン基板４３３、給電ピン４３５、受電端子４３２、充電池４２３の順に電気的に接続された給電経路が構成され、電源４２から充電池４２３へ電力供給がなされる。

電源４２から供給された電力は、充電池４２３に蓄積され、撮像素子４３０などの撮像基板４３１上の各種電気素子の電源として使用される。

図６（ａ）は、本発明に係る受電端子４３２に異物が付着した状態を示す図である。図６（ｂ）は、本発明に係る第１の給電動作における可動ユニット４０１の動作を説明するための受電端子４３２部の拡大図であり、図６（ａ）の状態から可動ユニット４０１をＹ方向に移動させた図である。図６（ａ）、６（ｂ）において、受電端子４３２、給電ピン４３５の周辺以外の箇所は図示していない。Ｘは受電端子４３２の表面に付着した異物である。

図６（ａ）に示すように、異物Ｘが、受電端子４３２と給電ピン４３５の間に位置している場合、受電端子４３２と給電ピン４３５の間で給電経路が断たれてしまい、充電池４２３への電力供給を行うことができない。そこで図６（ｂ）のように、異物Ｘが付着していない受電端子４３２表面である接点Ｐ１（第２の位置）において、受電端子４３２と給電ピン４３５が当接するように、可動ユニット４０１をＹ方向に移動する。

受電端子４３２の接点Ｐ１への移動は、前述の撮像ユニット４００の像振れ低減動作を利用することで可能である。具体的には、まず、接点Ｐ１に受電端子４３２を移動させるための制御信号を撮像ユニット駆動回路７０に出力する。そして、この制御信号に応じて撮像ユニット駆動回路７０が、駆動コイル４６０ａおよび駆動コイル４６０ｂ、４６０ｃに対して通電制御を行い、受電端子４３２を接点Ｐ１へ移動させる。
これにより、受電端子４３２表面に異物Ｘが付着している場合でも、接点Ｐ１において給電経路が確保されるため、給電動作を行うことができる。第１の給電動作における可動ユニット４０１の移動方向は、受電端子４３２表面の異物Ｘが付着していない箇所であれば、Ｙ方向に限らずＺ方向でもよい。

可動ユニット４０１のＺ方向への移動は、本実施例のＸ方向、Ｙ方向およびＺ軸周りの回転方向の像振れ補正機構の代わりに、たとえば、Ｘ軸、Ｙ軸周りの回転方向の像振れ補正機構を採用することで可能である。Ｘ軸、Ｙ軸周りの回転方向の像振れ補正機構の詳細な説明は省略するが、たとえば、特許文献３に記載の公知技術を用いればよい。また、第１の給電動作には、異物Ｘを除去する効果もある。

前述のように、位置Ａにおいて給電ピン４３５は、適切な押圧力をもって受電端子４３２に当接している。給電ピン４３５が受電端子４３２に当接したまま、可動ユニット４０１がＹ方向またはＺ方向に移動することで、給電ピン４３５は、相対的に受電端子４３２表面上を擦るように移動する。この給電ピン４３５が受電端子４３２表面を擦る動作によって、受電端子４３２表面上の異物Ｘを削ぎ落とすことができる。１回の可動ユニット４０１の移動で、異物Ｘを削ぎ落とすことができなかった場合は、繰り返し可動ユニット４０１をＹ方向またはＺ方向に移動すれば良い。

図７は、本発明に係る第２の給電動作を説明するための受電端子４３２部の拡大図であり、図６（ａ）の状態から可動ユニット４０１をＺ軸周りに傾動させた図である。図７のように、異物Ｘが受電端子４３２と給電ピン４３５の間に位置したまま、接点Ｐ２（第２の位置）において給電経路を確保することができる。接点Ｐ２は、図６（ａ）の状態から可動ユニット４０１をＺ軸周りに傾動させたときに、受電端子４３２と給電ピン４３５が当接する点である。可動ユニット４０１の傾動は、接点Ｐ１への移動と同様に、撮像ユニット４００の像振れ低減動作を利用することで可能であり、説明は省略する。

第３の給電動作は、図７の第２の給電動作から更に、可動ユニット４０１を−Ｘ方向に移動、すなわち給電ピン４３５を押し込む動作であり、異物Ｘを除去することができる。前述のように、ピンホルダー４３４と給電ピン４３５の間にはわずかに隙間がある。受電端子４３２が給電ピン４３５に対して所定の角度をもって給電ピン４３５を押し込むことで、給電ピン４３５は、ピンホルダー４３４との隙間分だけＹ方向にガタつく。給電ピン４３５がガタつきながら押し込まれることで、第１の給電動作と同様に、給電ピン４３５は、相対的に受電端子４３２表面上を擦るように移動して、受電端子４３２表面上の異物Ｘを削ぎ落とすことができる。

図８は、本発明に係る受電端子４３２の撮影動作時の位置を説明するための図であり、受電端子４３２、給電ピン４３５の周辺以外の箇所を図示しない状態である。図８において、受電端子４３２は、カメラ１０が撮影動作を行うときの位置Ｂに移動している。位置Ｂにおいて、受電端子４３２と給電ピン４３５は当接せず、互いに離れて電気的な接続が断たれた状態となる。

受電端子４３２と給電ピン４３５が互いに離れることで、受電端子４３２を介して可動ユニット４０１へと伝わる給電ピン４３５からの押圧力が無くなる。これにより、撮像ユニット４００の像振れ低減動作を妨害することなく、撮影動作を行うことができる。また、位置Ｂ（第３の位置）においては、受電端子４３２と給電ピン４３５の電気的な接続が断たれることで給電経路も断たれるため、電源４２から充電池４２３へ電力供給は行われない。

撮影動作で必要となる撮像素子４３０などの撮像基板４３１上の各種電気素子の電源は、充電池４２３に蓄積された電力を使用する。第１〜第３の給電動作は、同様に充電池４２３への電力供給が可能なため、どの給電動作を実行しても構わない。以降、本実施例の撮像装置に係る給電動作は、第１の給電動作を実行するものとし、特に区別する必要がない場合は、単に給電動作という。

次に、図９の本発明に係る撮像装置の制御フローチャートを参照して、本発明に係る給電動作を実行する制御フローについて説明する。

制御フローが開始すると、始めに受電端子４３２を位置Ａに移動する（Ｓ１０１）。受電端子４３２が位置Ａにいることは、位置検出センサ４８０が撮像素子４３０の位置情報を検出してＣＰＵ２０に送信することで、ＣＰＵ２０が判断する。

受電端子４３２を位置Ａに移動すると次に、受電端子４３２への入力電流が閾値以上であるか否かをＣＰＵ２０が判定する（Ｓ１０２）。受電端子４３２への入力電流が閾値以上の場合は、給電経路が確保されており、電源４２から充電池４２３へ電力供給が可能な状態にあるとＣＰＵ２０が判断して、次に充電池４２３への電力蓄積を開始する（Ｓ１０３）。

充電池４２３への電力蓄積を開始すると次に、充電池４２３への蓄積電力がＦｕｌｌであるか否かをＣＰＵ２０が判定する（Ｓ１０４）。充電池４２３への蓄積電力がＦｕｌｌの場合、充電池４２３への充電を完了したとＣＰＵ２０が判断して、充電池４２３への電力蓄積を終了する（Ｓ１０５）。充電池４２３への蓄積電力がＦｕｌｌでない場合、充電池４２３への充電が完了していないとＣＰＵ２０が判断して、充電池４２３への電力蓄積を繰り返す。

充電池４２３への電力蓄積が完了した後、撮影動作に備えるために撮像ユニット駆動回路７０が受電端子４３２を位置Ｂに移動して（Ｓ１０６）、制御フローを終了する。

Ｓ１０２において、受電端子４３２への入力電流が閾値よりも小さい場合、受電端子４３２表面に異物Ｘがあり、給電経路が確保されていないとＣＰＵ２０が判断する。そして、受電端子４３２表面の異物Ｘが付着していない箇所で受電端子４３２と給電ピン４３５が当接するように、給電動作を実行する（Ｓ１０７）。給電動作を実行した後、再度、受電端子４３２への入力電流が閾値以上であるか否かをＣＰＵ２０が判定する（Ｓ１０２）。受電端子４３２への入力電流が閾値よりも小さい場合は、いまだに受電端子４３２表面に異物Ｘがあり、給電経路が確保されていないとＣＰＵ２０が判断して、給電動作を繰り返し実行する。

前述のように、本実施例における給電動作は異物Ｘを除去することもでき、給電動作を繰り返し実行することで、安定して給電経路を確保することができる。以上が本発明に係る給電動作を実行する制御フローである。

本実施例における給電開始の判断するためのパラメータとして、受電端子４３２への入力電流を用いたが、受電端子４３２と給電ピン４３５の間の電気抵抗値を用いても、ＣＰＵ２０は同様に給電開始を判断することができる。受電端子４３２と給電ピン４３５の間の電気抵抗値が閾値以上の場合は、受電端子４３２表面に異物Ｘがあり、給電経路が確保されていないとＣＰＵ２０は判断する。受電端子４３２と給電ピン４３５の間の電気抵抗値が閾値よりも小さい場合は、受電端子４３２表面に異物Ｘはなく、給電経路が確保されているとＣＰＵ２０は判断する。

以上説明してきた構成をとることで、受電端子４３２表面に異物Ｘが付着した場合でも安定して充電池４２３に電力を供給することができる。

また、本実施例に係る受電端子４３２および給電ピン４３５は、メイン基板４３３と撮像基板４３１の間で信号またはデータ伝送を行うための通信経路として使用することもできる。伝送される信号またはデータは、撮像装置が有する機能に応じて種々の変更が可能である。例えば、撮像データを伝送する場合の通信経路は、撮像素子４３０から撮像基板４３１、受電端子４３２、給電ピン４３５、メイン基板４３３、ＣＰＵ２０の順に電気的に接続されることで形成される。

また、本実施例の給電動作は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ軸周りの回転方向の像振れ低減動作を利用したが、Ｘ軸、Ｙ軸周りの回転方向の像振れ低減動作でも実施可能である。たとえば、可動ユニット４０１をＹ軸周りの回転方向に傾動させることで、図７と同様に、受電端子４３２を給電ピン４３５に対して所定の角度をもって当接させることができる。そのため、前述の第２の給電動作と同様に、受電端子４３２表面に異物Ｘが付着した場合でも充電池４２３への電力供給が可能である。給電ピン４３５を押し込むように可動ユニット４０１を更に傾動すれば、前述の第３の給電動作と同様に、受電端子４３２表面の異物Ｘを削ぎ落とし、充電池４２３への電力供給が可能である。

なお、本発明は、撮像素子４３０を備えていない移動体と、移動体に設置された受動端子へ通電する給電端子を備える給電装置との間の、電力供給または信号伝送などの通電動作にも適用可能である。移動体は、たとえば、搬送台車やロボットなど、内蔵された充電池によって自律的に移動するものである。

このように本実施例において、撮像装置（１０）は、給電部を備える第１の部材（４３３）と、給電部からの通電を受ける受電部を備え、第１の部材に対して移動可能な、撮像素子を有する第２の部材（４０１）と、を有し、第２の部材は、給電部から受電部に通電を行う第１および第２の位置とに移動可能である。

好ましくは、第２の部材は、第１または第２の位置から給電部と受電部が離間して非通電状態となる第３の位置までの特定空間内を、２軸方向に自由度をもって移動可能である。

また好ましくは、撮像装置は、給電部から受電部への入力電流が閾値以上であるかを判定する判定手段を更に有する。

また好ましくは、判定手段が、第１の位置での入力電流が閾値以上であると判定した場合、給電部から受電部への通電が開始される。

また好ましくは、判定手段が、第１の位置での入力電流が閾値より小さいと判定した場合、第２の部材は、前記入力電流が閾値以上である前記第２の位置へ移動する。

また好ましくは、第２の部材の第１の位置から第２の位置への移動は、受電部の平面方向への移動または第２の部材の傾動である。

また好ましくは、第２の位置において、受電部と給電部は当接する。

また好ましくは、給電部は、棒状の給電端子であり、受電部は、平面上の受電端子である。

また好ましくは、給電部は第１の部材上で保持部材によって給電部の軸方向に移動可能に保持される。

また好ましくは、判定手段が、第１の位置での入力電流が閾値より小さいと判定した場合、受電部を給電部に対して所定角度傾斜して当接させた状態で、第２の部材を給電部の軸方向に押し込む。

また好ましくは、撮像装置は、第２の部材を駆動させる駆動手段を更に有する。

また好ましくは、第２の部材は、撮像素子を備える撮像基板と一体となっている。

また好ましくは、第２の部材の移動は、像振れを防止する撮像素子の像振れ低減動作により行われる。

本発明の実施例によれば、像振れ補正機構に搭載された撮像基板等の移動体へ、受電端子表面に異物が付着した場合でも安定して給電することを可能にした撮像装置を提供することができる。

本発明を適用することで、給電装置から移動体へ、受電端子表面に異物が付着した場合でも安定して通電を行うことができる。

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。

４０１ 可動ユニット（第２の部材）
４３３ メイン基板（第１の部材）

Claims (14)

1. 給電部を備える第１の部材と、
   前記給電部からの通電を受ける受電部を備え、前記第１の部材に対して移動可能な、撮像素子を有する第２の部材と、を有し、
   前記第２の部材は、前記給電部から前記受電部に通電を行う第１および第２の位置とに移動可能であることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第２の部材は、前記第１または第２の位置から前記給電部と前記受電部が離間して非通電状態となる第３の位置までの特定空間内を、２軸方向に自由度をもって移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記給電部から前記受電部への入力電流が閾値以上であるかを判定する判定手段を更に有すること特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記判定手段が、前記第１の位置での前記入力電流が前記閾値以上であると判定した場合、前記給電部から前記受電部への通電が開始されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記判定手段が、前記第１の位置での前記入力電流が前記閾値より小さいと判定した場合、前記第２の部材は、前記入力電流が前記閾値以上である前記第２の位置へ移動することを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
6. 前記第２の部材の前記第１の位置から前記第２の位置への移動は、前記受電部の平面方向への移動であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記第２の部材の前記第１の位置から前記第２の位置への移動は、前記第２の部材の傾動であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 前記第２の位置において、前記受電部と前記給電部は当接することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 前記給電部は、棒状の給電端子であり、
   前記受電部は、平面上の受電端子であることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 前記給電部は前記第１の部材上で保持部材によって前記給電部の軸方向に移動可能に保持されることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記判定手段が、前記第１の位置での前記入力電流が前記閾値より小さいと判定した場合、前記受電部を前記給電部に対して所定角度傾斜して当接させた状態で、前記第２の部材を前記給電部の軸方向に押し込むことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記第２の部材を駆動させる駆動手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の撮像装置。
13. 前記第２の部材は、前記撮像素子を備える撮像基板と一体となっていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の撮像装置。
14. 前記第２の部材の移動は、像振れを防止する前記撮像素子の像振れ低減動作により行われることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。