JP5136494B2

JP5136494B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP5136494B2
Application number: JP2009078139A
Authority: JP
Inventors: 芳治北條
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP2010230960A

Description

本発明は、撮像装置に関する。

コンパクトタイプのデジタルカメラには、沈胴式のものがある。沈胴式とは、使用時に鏡筒がカメラ筐体の前面から前に突出し、使用しない時に鏡筒がカメラ筐体内に引き込んだものをいう。

また、沈胴式のデジタルカメラには、使用時に全てのレンズの光軸が一致し、使用しない時に何れかのレンズが他のレンズの光軸から外れた位置に退避するものがある（例えば、特許文献１、２参照）。レンズが退避するので、デジタルカメラの薄型化を図ることができる。

また、デジタルカメラには、手ブレ補正機能を搭載したものがある。特にコンパクトタイプのデジタルカメラには、イメージセンサを手ブレに応じて移動させる方式（イメージセンサシフト方式）の手ブレ補正機能が採用されている。イメージセンサシフト方式では、イメージセンサと回路基板を可撓性回路シート（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）で接続することによって、イメージセンサと回路基板の信号の送受を確保しつつ、イメージセンサが手ブレ補正機能によって移動できるようになっている（特許文献３参照）。

特開２００３−１４９７２３号公報特開２００３−３１５８６１号公報特開２００７−０４３１２９号公報

イメージセンサが移動する際に、可撓性回路シートによる負荷・抵抗を軽減するために、可撓性回路シートの長さをある程度確保しなければならない。可撓性回路シートの一端が回路基板に固定されているから、可撓性回路シートが短いと、イメージセンサの動きを可撓性回路シートによって吸収することができないためである。

一方、可撓性回路シートを長くすると、可撓性回路シートを収容するためのスペースが必要となり、デジタルカメラが大型化してしまう。

そこで、本発明は、可撓性回路シートの長さを保った状態でも、可撓性回路シートのスペースを確保できるようにすることである。

以上の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、回路基板と、イメージセンサと、前記イメージセンサをその受光面に平行な方向に移動させるシフト補正機構と、その光軸が前記イメージセンサに交差する撮影位置と、その光軸が前記イメージセンサから外れた退避位置との間で移動可能に設けられたレンズと、前記回路基板と前記イメージセンサに接続された可撓性回路シートと、前記退避位置よりも前記イメージセンサ寄りの位置から前記退避位置よりも前記イメージセンサの反対寄りの位置にかけて移動可能に設けられたブラケットと、を備え、前記可撓性回路シートは前記回路基板と前記イメージセンサとの間の中途部で前記ブラケットに取り付けられていて、前記レンズが前記退避位置にある場合には、前記ブラケットと前記イメージセンサ間であって前記退避位置を避けたスペースに収まると共に、前記レンズが撮影位置にある場合には、前記ブラケットと前記イメージセンサ間であって前記退避位置を含むスペースに収まることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記レンズが前記退避位置から前記撮影位置に移動するのに連動して、前記ブラケットが前記退避位置よりも前記イメージセンサの寄りから前記退避位置よりも前記イメージセンサの反対寄りに移動することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記可撓性回路シートのうち前記ブラケットと前記イメージセンサの間の部分が蛇腹状に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、レンズが撮影位置に位置する場合に、ブラケットが退避位置よりもイメージセンサの反対寄りに位置して、可撓性回路シートが退避位置に位置するので、その退避位置を有効利用することができる。そのため、可撓性回路シートの長さを保った状態でも、可撓性回路シートのスペースを確保することができる。

本発明の実施形態における撮像装置を示した斜視図である。同実施形態において撮像装置の内部構造を示した正面図である。同実施形態において撮像装置の要部を示した概略側面図である。同実施形態において撮像装置の要部を示した概略側面図である。変形例において撮像装置の要部を示した概略正面図である。同変形例において撮像装置の要部を示した概略上面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本発明を適用した撮像装置１を示した斜視図である。
図１に示すように、撮像装置１の筐体２の上面にシャッターボタン３が設けられ、筐体２の前面に鏡筒４が設けられている。この撮像装置１は沈胴式レンズユニットを有するものであり、撮像装置１の電源がオンになっている場合には、鏡筒４が筐体２の前面から前方に突出した状態（以下、突出状態という。）となり、撮像装置１の電源がオフになっている場合には、鏡筒４が引き込まれて筐体２内に収容された状態（以下、引込状態という。）となる。つまり、鏡筒４は、複数の管材を順次内挿して伸縮可能とした多重筒である。具体的には、内筒６が外筒５に挿入され、外筒５が筐体２の前面開口に挿入され、外筒５が筐体２から前に突出したり、筐体２内に引き込んだりするとともに、内筒６が外筒５から前に延び出たり、外筒５内に引き込んだりする。

図２は、筐体２の内側を示した正面図である。図２では、レンズの図示を省略する。
図２に示すように、筐体２の内側には、回路基板７が収容されている。回路基板７は、正面から見て、鏡筒４から左にずれた位置において筐体２に取り付けられている。回路基板７には、ＣＰＵ、ＩＣチップ等の電子部品が搭載されている。

筐体２の内側であって鏡筒４の周囲には、レンズ駆動機構８が設けられている。レンズ駆動機構８は、モータ及びギア列等からなる。レンズ駆動機構８は、撮像装置１のオン時に鏡筒４を前に突出するように駆動したり、撮像装置１のオフ時に鏡筒４を後ろに引き込むように駆動したりする。

また、筐体２の内側には、イメージセンサ９が収容されている。イメージセンサ９は、鏡筒４の内側であって筐体２の背面寄りに配置されている。イメージセンサ９はシフト補正機構１０に搭載され、シフト補正機構１０が筐体２に取り付けられている。シフト補正機構１０は、イメージセンサ９の受光面に平行な方向にイメージセンサ９を移動させるものである。つまり、シフト補正機構１０は、レンズの光軸に直交する二方向（図２のように正面から見て、上下方向と左右方向）にイメージセンサ９を移動させるものである。シフト補正機構１０は所謂手ブレ補正機構に用いられるものであり、イメージセンサ９が、ジャイロセンサによって検出された手ブレの逆方向にシフト補正機構１０によって動かされる。

ここで、シフト補正機構１０はベース、Ｘステージ、Ｙステージ及び２つのアクチュエータを有する。ベースが筐体２に固定され、Ｘステージがベースに対して左右方向に移動可能に設けられ、ＹステージがＸステージに対して上方向に移動可能に設けられ、イメージセンサ９がＹステージに搭載され、一方のアクチュエータがＸステージを左右方向に駆動し、他方のアクチュエータがＹステージを上下方向に駆動する。

次に、図３、図４を用いてレンズの構成について説明する。図３、図４は、レンズの構成等を示す概略側面図である。図３は、鏡筒４が突出した状態を示した図であり、図４は、鏡筒４が引き込んだ状態を示した図である。

図３に示すように、イメージセンサ９の前には、バンドパスフィルタ（具体的には、光学的ローパスフィルタ）１１が設けられている。鏡筒４が前に突出した状態では、６枚のレンズ１２〜１７がバンドパスフィルタ１１の前に配列されている。鏡筒４が突出状態となっている場合には、これらレンズ１２〜１７の光軸が一致しており、イメージセンサ９への結像が可能となっている。なお、突出状態では、これらレンズ１２〜１７のうち少なくとも１つがレンズ駆動機構８によって光軸方向（前後方向）に移動されることによって、フォーカシング・ズーミングがなされる。

レンズ１７以外のレンズ１２〜１６は光軸方向に移動可能に設けられている。つまり、レンズ１２〜１６は、図４に示すようにイメージセンサ９に近寄った位置（以下、近接位置という。）と、図３に示すようにイメージセンサ９から前に離れた位置（以下、離間位置という。）との間で移動可能に設けられている。レンズ１２〜１６が近接位置にある場合におけるレンズ１２とレンズ１３の距離は、レンズ１２〜１６が離間位置にある場合におけるレンズ１２とレンズ１３の距離よりも小さい。レンズ１２〜１６が近接位置にある場合におけるレンズ１４とレンズ１５の距離は、レンズ１２〜１６が離間位置にある場合におけるレンズ１４とレンズ１５の距離よりも小さい。鏡筒４が突出状態になっている場合には、レンズ１２〜１６が離間位置に位置し、鏡筒４が引込状態になっている場合には、レンズ１２〜１６が近接位置に位置する。レンズ１２〜１６が近接位置にある場合には、レンズ１２〜１４が内筒６内にあり、レンズ１５，１６は外筒５内にある。

イメージセンサ９に最も近いレンズ１７は、図３に示すようにレンズ１７の光軸をレンズ１２〜１６の光軸に一致させた位置（以下、撮影位置という。）と、図４に示すように光軸をレンズ１２〜１６の光軸からずれた位置（以下、退避位置という。）との間で移動可能に設けられている。具体的には、レンズ１７は、その光軸に直交する方向であって上下方向に移動可能に設けられている。レンズ１７は外筒５内で移動可能に設けられ、レンズ１７が撮影位置に位置する場合には、レンズ１７が外筒５内にあるとともに、レンズ１７の光軸がイメージセンサ９の受光面に直交し、レンズ１７が退避位置に位置する場合には、レンズ１７が外筒５及び内筒６内にあるが、レンズ１７の光軸がイメージセンサ９に交差せずにイメージセンサ９から外れている。鏡筒４が突出状態になっている場合には、レンズ１７が撮影位置に位置し、鏡筒４が引込状態になっている場合には、レンズ１７が退避位置に位置する。

レンズ駆動機構８が、レンズ１２〜１６を離間位置から近接位置へ移動させたり、その逆に移動させたりする。レンズ駆動機構８が、レンズ１７を退避位置から撮影位置へ移動させたり、その逆に移動させたりする。従って、鏡筒４が引込状態から突出状態に突出するのに連動して、レンズ１２〜１６が離間位置から近接位置に移動するとともに、レンズ１７が退避位置から撮影位置に移動する。その逆の動きも連動する。

内筒６の後端部には、ブラケット２０が取り付けられている。ブラケット２０はリング状且つ板状に設けられ、内筒６の内周に沿って内筒６の後端部に取り付けられている。従って、ブラケット２０が、内筒６と一体となって外筒５内を前後に移動可能に設けられている。ブラケット２０の移動範囲は、図４に示すようにレンズ１７の退避位置よりも後方の位置から退避位置よりも前方の位置にかけてである。

図２に示すように、可撓性回路シート２１の一端部が回路基板７に接続されており、図３、図４に示すように、可撓性回路シート２１の他端部がイメージセンサ９に接続されている。可撓性回路シート２１はいわゆるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）といわれるものであり、回路基板７とイメージセンサ９との間で信号の送受等をするための配線が可撓性回路シート２１に形成されている。

可撓性回路シート２１の一端部と他端部の間の中途部が、レンズ１２〜１６の光軸の下方でブラケット２０に取り付けられている。可撓性回路シート２１のうちブラケット２０からイメージセンサ９までの部分がレンズ１２〜１６の光軸の下方に配置され、ブラケット２０から回路基板７までの部分もレンズ１２〜１６の光軸の下方に配置されている。

可撓性回路シート２１が蛇腹状に折り曲げられている。特に、可撓性回路シート２１は、ブラケット２０とイメージセンサ９との間において蛇腹状に折り曲げられている。回路基板７とブラケット２０との間の部分が蛇腹状に折り曲げられていてもよい。なお、可撓性回路シート２１のうちブラケット２０とイメージセンサ９との間の部分が撓んでいれば、その部分が蛇腹に設けられている必要はなく、ブラケット２０と回路基板７との間の部分が撓んでいれば、その部分が蛇腹に設けられている必要はない。

図４に示すように、レンズ１７が退避位置に位置する場合には、ブラケット２０が退避位置よりも後方に位置し、可撓性回路シート２１がレンズ１７の後方において折り畳まれている。一方、図３に示すように、レンズ１７が撮影位置に位置する場合には、ブラケット２０が退避位置よりも前方に位置し、可撓性回路シート２１が退避位置において伸びた状態となっている。

次に、撮像装置１の動作について説明する。
撮像装置１の電源がオフ状態であると、図４に示すように、鏡筒４が引込状態であり、レンズ１７が退避位置に位置し、レンズ１２〜１６が近接位置に位置し、ブラケット２０がレンズ１７よりもイメージセンサ９寄りに位置し、可撓性回路シート２１がレンズ１７の後方において折り畳まれている。

撮像装置１の電源がオン状態になると、レンズ駆動機構８が作動し、鏡筒４が突出状態に突出するとともに、それに連動して、レンズ１２〜１６が近接位置から離間位置に移動し、レンズ１７が外筒５内において退避位置から撮影位置に移動する。この際、ブラケット２０が退避位置の前方に移動し、可撓性回路シート２１が退避位置において伸びる。

レンズ１２〜１７の光軸が一致している状態では、可撓性回路シート２１が退避位置において撓みをもって伸びた状態にあり、更にブラケット２０とイメージセンサ９との間に架設された状態にある。そのため、ブラケット２０からイメージセンサ９までの可撓性回路シート２１の長さを十分に確保することができる。従って、手ブレ補正時にシフト補正機構１０が動作しても、可撓性回路シート２１がシフト補正機構１０の動きの抵抗になりにくい。

撮像装置１の電源がオフ状態になると、レンズ駆動機構８が作動し、鏡筒４が引込状態に引き込むとともに、それに連動して、レンズ１２〜１６が離間位置から近接位置に移動するとともに、レンズ１７が撮影位置から退避位置に移動する。この際、ブラケット２０が退避位置の後方に移動し、可撓性回路シート２１がレンズ１７の後ろ側で折り畳まれる。

以上のように、本実施形態では、撮影時には、シフト補正機構１０が可撓性回路シート２１の抵抗を受けない。そのため、シフト補正機構１０のアクチュエータの馬力が小さくとも、イメージセンサ９を手ブレの逆方向に高速シフトすることができ、手ブレ補正の性能が向上する。また、シフト補正機構１０のアクチュエータをより小型にすることができる。

また、撮影時には、可撓性回路シート２１の長さを確保するために、レンズ１７の退避位置を利用し、可撓性回路シート２１が外筒５内の退避位置で伸びた状態となっている。一方、撮影しない時には、可撓性回路シート２１がレンズ１７の後方で折り畳まれている。そのため、スペースを有効活用することができ、撮像装置１の大型化を抑えることができる。

＜変形例＞
上記実施形態では、レンズ１７の退避位置がレンズ１２〜１６の光軸の下方であり、レンズ１７が上下に移動可能に設けられていた。それに対し、図５の正面図，図６の上面図に示すように、レンズ１７の退避位置が、正面から見て、レンズ１２〜１６の光軸の左側、つまり、図中の符号Ａで示す部分であってもよい。この場合で、可撓性回路シート２１は、ブラケット２０のうち図５のＡに示す部分の裏側に配置されている。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。

７回路基板
９イメージセンサ
１０シフト補正機構
１７レンズ
２０ブラケット
２１可撓性回路シート

Claims

回路基板と、
イメージセンサと、
前記イメージセンサをその受光面に平行な方向に移動させるシフト補正機構と、
その光軸が前記イメージセンサに交差する撮影位置と、その光軸が前記イメージセンサから外れた退避位置との間で移動可能に設けられたレンズと、
前記回路基板と前記イメージセンサに接続された可撓性回路シートと、
前記退避位置よりも前記イメージセンサ寄りの位置から前記退避位置よりも前記イメージセンサの反対寄りの位置にかけて移動可能に設けられたブラケットと、を備え、
前記可撓性回路シートは前記回路基板と前記イメージセンサとの間の中途部で前記ブラケットに取り付けられていて、前記レンズが前記退避位置にある場合には、前記ブラケットと前記イメージセンサ間であって前記退避位置を避けたスペースに収まると共に、前記レンズが撮影位置にある場合には、前記ブラケットと前記イメージセンサ間であって前記退避位置を含むスペースに収まることを特徴とする撮像装置。
前記レンズが前記退避位置から前記撮影位置に移動するのに連動して、前記ブラケットが前記退避位置よりも前記イメージセンサの寄りから前記退避位置よりも前記イメージセンサの反対寄りに移動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記可撓性回路シートのうち前記ブラケットと前記イメージセンサの間の部分が蛇腹状に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。