JP6348683B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
手ぶれを防止する手振れ防止ユニットが備えられた撮像素子ユニットにおいては、ぶれ補正駆動の際に撮像素子ユニットに伴ってフレキシブル基板も移動するため、フレキシブル基板の移動の際、フレキシブル基板が周囲の部材と擦れて雑音や異音を発生させてしまう。そのため、撮影者に違和感を与えたり、動画撮影の際には雑音や異音が録音されてしまうことがあった。
また、特開平10−126070号公報には、モータとフレキシブルプリント基板のモータ接続部との間にシリコンゴムやウレタンゴムなどの弾性体からなるモータクッション部材を設け、フレキシブルプリント基板のモータ接続部近傍が振動して、フレキシブルプリント基板とその近接する部品との間で干渉を防いで異音の発生を防止させるようにした無線機器が記載されている。
なお、以下の説明に用いる各図面においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これらの図面に記載された構成要素の数量,構成要素の形状,構成要素の大きさの比率及び各構成要素の相対的な位置関係は、図示の形態のみに限定されるものではない。
図1は本発明の一実施形態の撮像装置であるデジタルカメラの外観斜視図で、図2はデジタルカメラのレンズ鏡筒を取り外した状態のカメラボディを示す外観斜視図である。また、図3は図1のAA線に沿う断面図である。
レンズ鏡筒11には、撮影光学系を構成する複数のレンズ群(図3参照)が配置され、被写体から見て順に、マニュアルモードの際に手動にて焦点調節操作を行うためのフォーカス操作環21、手動にてズーミング操作を行うためのズーム操作環22及びモード切り換えスイッチ23等の操作部材が配置されている。
例えば、カメラボディ10の上面側には、モード切換ダイヤル10d,シャッターリリースボタン10e等が配設され、図1には図示されていないが、カメラボディ10の背面側には、記録媒体に記録されたデジタル画像データに基づいて静止画像又は動画像を再生表示する液晶表示装置(LCD)が配置されている。
レンズ鏡筒11は、複数の光学レンズからなる撮影光学系を構成する複数のレンズ群(第1〜第6レンズ群12a,13a,14a,15a,16a,17a)と、上記複数のレンズ群をそれぞれ保持する複数の保持枠(第1〜第6レンズ群保持枠12,13,14,15,16,17)と、これら複数の保持枠のうちの可動枠(後述する)を光軸Oに沿う方向において進退移動させるための駆動機構等(後述する)と、上述したフォーカス操作環21及び手動にてズーミング操作を行うためのズーム操作環22やモード切り換えスイッチ23等の操作部材(図1参照)と、本レンズ鏡筒11の基幹(ベース)部材となる固定枠19及び前側固定枠18等を有して構成される。
そのために、これら2つのレンズ群(12a,17a)を保持する第1レンズ群保持枠12及び第6レンズ群保持枠17は、固定枠19に固定される固定枠となっており、他のレンズ群(13a,14a,15a,16a)を保持する第2〜第5レンズ群保持枠13〜16は固定枠19に対して可動する可動枠となっている。
なお、レンズ鏡筒11の後端部には、カメラボディ10のボディ側マウント部10bに対してバヨネット結合されるレンズ側マウント部11bが設けられている。
上記撮像ユニット40は、詳細は図4から図7で説明するが、撮像素子チップ41aを含む撮像部41とぶれ補正ユニット42と防塵ユニット43等から構成されている。
図4は図3におけるカメラボディ内に収納された撮像ユニット40の要部周辺部を拡大表示した部分断面図である。図5は図4における防塵ゴム41f周辺の部分拡大断面図である。図6は図3におけるBB線に沿った断面図のうち、カメラボディ内に収納された撮像ユニット40の要部周辺部を拡大表示した部分断面図で、図4とは断面方向が90度ずれている状態を示した部分断面図である。図7は図6の撮像ユニット40全体を分解した状態を示す分解斜視図である。また、図8は撮像ユニット40を組み立てた状態を示す組立外観斜視図で、図9は図8の撮像ユニット40から振れ補正ユニットの前後ヨークを外した状態を示す組立外観斜視図である。
また、撮像素子としては、CCD(Charge Coupled Device;電荷結合素子)等の半導体素子を用いたCCDイメージセンサーやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor;相補性金属酸化膜半導体)を用いた固体撮像素子であるMOS型イメージセンサー等が適用される。
撮像部保持枠41gに設けられた複数の接着剤充填孔部41gaから接着剤が充填されと、図4及び図6に示すように、充填された接着剤は撮像基板41bと撮像部保持枠41gとで形成される空間部52内に充填される。そして、撮像素子チップ41aの側面部と
同様に、本願の実施形態に基づいて説明すると、ISフレーム42hに撮像基板41bをねじ固定しなくても接続強度が保たれるので、ねじを用いない分だけ光軸方向の厚さを薄くすることができ、カメラを小型化している。
図4に示したように、撮像部保持枠41gは防塵ゴム押さえ41nを介して弾性の防塵ゴム41fを保持している。この弾性の防塵ゴム41fは、矩形状をしており、撮像素子チップ側から順番に、ローパスフィルタ等の矩形状の光学フィルタ41ea、矩形状の板状ガラス学部材41ebを保持している。光学フィルタ41eaは、撮像素子チップ41aの前面とは所定の間隔を有して当該撮像素子チップ41a側に配置され、板状ガラス学部材41ebは、光路長を補正する厚い透明な板状のガラスから構成されて被写体側に配置されている。
一方、第2ヒレ部41fcは、非取付け時には光軸と垂直な方向において光軸O方向へ所定の角度を有して広がるように延出して形成されているため、取付け時には第2ヒレ部41fcの先端から光軸Oと垂直な方向に起こされてガラス押圧部材41mに密着し、ガラス押圧部材41mと板状ガラス41ebとの間から塵埃等が侵入するのを防止する。
また、第2ヒレ部41fcは、ヒレ状ではなく、フィルタ保持部41faの被写体側の一部分を光軸と垂直な方向へ厚く形成し、ガラス押圧部材41mに押しつぶされるようにして塵埃等が侵入するのを防止するようにしても良い。
図4及び図6に示すように、防塵ユニット43は撮像部41の一端部側に位置し、撮像部41がISフレーム42hに組み付けられた後に上記撮像部41に組み付けられる。
図4に示すように、撮像素子保持枠41gにねじ固定されているガラス押圧部材41mは、板状ガラス41ebを押圧保持するガラス押圧部41maと、光軸O方向において撮像部41の方向へ所定の長さだけ折り曲げられた41mbと、この延長部41mbの端部で光軸O方向と垂直な方向へ所定の長さだけ折り曲げられたフランジ部41mcと、から構成されている。
本実施形態の振れ補正は、VCM(ボイスコイルモータ;Voice Coil Motor)方式を採用しており、上記撮像部41をその受光面に平行な方向(X軸方向及びY軸方向)に任意のタイミングで任意の移動量だけ移動させることが可能であるとともに上記受光面上で任意な方向へ回転させることが可能となっている。
そして、ISフレーム42h側のX軸1マグネット42dは後側ヨーク42mに接着され、X軸2マグネット42e及びY軸マグネット42fは後側ヨーク42nに接着されている。すなわち、後側ヨーク42m、42nがISフレーム42hにねじ固定されることによって、上記マグネットがISフレーム42hに固定される構成となっている。
さらに、図8及び図9に示す撮像素子保持枠41gには、凹形状に形成されたボール収納部41gbが三箇所形成されている(図8及び図9では二箇所のみ図示)。この各ボール収納部41gbには、セラミックボール(不図示)が1個づつ収納配置されている。そして、ISフレーム42hには、組み立てられた際にこのボール収納部41gbと対向する位置に平面ボール受部42haが三箇所形成されている。
X軸2コイル42bを挟んで配置されている一組のX軸2マグネット42eと、によって回転を制御することも可能となっている。即ち、本実施形態では、光軸Oに垂直な平面内において、X軸方向のぶれ補正とY軸方向のぶれ補正との他に、光軸Oまたは光軸Oと平行な軸周りのぶれ補正をもすることができる。
撮像素子保持枠41gは、前側ヨーク42gと、ISフレーム42hに固定された後側ヨーク42m及び後側ヨーク42nと、に挟持され、これらとともにぶれ補正時に移動する。
図7に示したように、ISフレーム42hには支持板48がねじ止め固定されている。この支持板48は、後側ヨーク42m及び後側ヨーク42nが取り付けられている側とは反対側の面にねじ固定されていて、後述する各ホール素子49の位置に対応して、一対の位置検出用マグネットがそれぞれ配置されている。この一対のマグネットは、S極マグネットとN極マグネットから構成され、X軸方向の位置検出用のX軸1位置検出マグネット46X1及びX軸2位置検出マグネット46X2と、Y軸方向の位置検出用のY軸位置検出マグネット46Yである。
図8に示すように、撮像基板41b(不図示)に接続するフレキシブルプリント基板41dの接続部は、第1分岐部41daと第2分岐部41dbとに二股に分岐しており、この第1分岐部41daと第2分岐部41dbとの間にはスリット状部41dC(空間)ができるように構成されている。これは、ぶれ補正時に分岐部の負荷が増加しないように、また、支持板48との摩擦負荷を低減するためである。
図10に示すように、フレキシブルプリント基板41dの第1分岐部41daは、撮像基板41bに半田付け固定またはコネクタ接続されている。フレキシブルプリント基板41dの第1分岐部41da及び第2分岐部41dbの断面(図10では第1分岐部41daのみ記載されている)は、所定の撓みを持つようにU字状をしていて、ぶれ補正をしていない状態では、U字状の部分を含む撓み部が暴れ現象を生じないように支持板48に設けられた位置規制部48aと接触しないように配置されている。なお、本実施形態では、U字状の部分およびその延長部分を撓み部と規定する。
なお、位置規制部48aにおけるU字状の底面側の端部は、撮像素子と反対側方向において、U字状の底面よりも光軸方向に長くなるように配置されている。また、撓み部の一部である接触部41deは接触面積が少なくなるように、多少右肩上がりに傾斜して支持板48に沿うように配置されている。
このクッション部材(第1クッション部材53a及び第2クッション部材53b)を設けることにより、フレキシブルプリント基板41dと位置規制部48aとが擦れて擦過音等の異音の発生を防止しているとともに、フレキシブルプリント基板の暴れ現象に起因する可動構成ユニットの出力低下を防止することができる。
ホール素子49によって撮像素子保持枠41gの位置が検出され、CPUによってぶれを補正する必要があると判断されると、撮像ユニット40を構成するぶれ補正ユニット42によって、撮像素子チップ41aを含む撮像部41と防塵ユニット43等がぶれを補正する方向に駆動される。これに伴ってフレキシブルプリント基板41dの基端部(撮像部41側)も移動し、フレキシブルプリント基板41dは、上述したように撓みを持たせて設けられているので、撮像部41の移動に従って様々な形態に揺れ動く。
このとき、後述する図11に示すように、フレキシブルプリント基板41dは固定部材である位置規制部48aと様々なパターンで接触した状態のまま動くことがある
そして、この図12(a)の状態では、可動構成ユニット(撮像部41)がY方向へは駆動されているがX方向に対しては移動されていないX方向中立位置の状態を示している。
なお、先端分岐部(第1分岐部41da及び第2分岐部41db)の表面全面が位置規制部48aに接触している状態ではその接触静摩擦力は最大となっている。
図13(a)の状態と同様に、クッション部材は、例えば、発泡ウレタン,合成ゴム,不織布等の素材からなる吸音性部材を用いて形成されているので、接触部41deが符号B点付近または符号C点付近で接触した場合も、当該クッション部材が弾性変形したり、摩擦力を低減することにより、所望の可聴音域を低減させ得る吸音効果を得ることができる。
そのため、図13(a)とはクッション部材と接触する位置が異なるのみで、基本的には図13(a)と同様な作用効果を奏する。
なお、本実施形態においては、図14に示したように、フレキシブルプリント基板41dの先端部は、第1分岐部41da及び第2分岐部41dbに示すように二股に分かれており、各分岐部に対応して第1クッション部材53a及び第2クッション部材53bが配置されている。
なお、本実施形態では、フレキシブルプリント基板41dに一つのスリット状部41dcを形成することで、フレキシブルプリント基板41dを部分的に二分割しているが、必要に応じて三分割以上にしても良く、同様な効果が得られる。
図14(a)及び図14(a')において、位置規制部48aに配置されている第1クッション部材53aのX方向の幅寸法(正面から見て左右方向の寸法、以下同じ)は、第1分岐部41daの幅寸法よりも小さい。ただし、第1分岐部41daの幅寸法は、可動構成ユニット(撮像部41)が左右に移動してフレキシブルプリント基板41dが捩じれて変形したような場合にも、第1分岐部41daの外形線41deが位置規制部48aに接触しない程度に設定されている。
また、第1クッション部材53aは第1分岐部41da(第2クッション部材53bには第2分岐部41db)によってY方向中心軸Y1の方向(紙面上方向)に押圧されており、第1分岐部41daの外形線と第1クッション部材53aの二点破線で囲まれた部分は、当該第1クッション部材53aの弾性変形量53a1を表し、同様に53b1は第2クッション部材53bの弾性変形量を表している。
上述したように、撮像部41の動く方向が異なるのみであるので、以下に、矢印X1方向へ移動した場合の作用について説明する。
さらに、可動構成ユニット(撮像部41)が最もX方向に移動して、第1クッション部材53aが第1分岐部41daで弾性変形した場合であっても、第1分岐部41daの外形線41deが位置規制部48aに接触しないように設定されているので、当該外形線41deと第1クッション部材53aとによる摩擦音は発生しない。
図15(a)乃至(c)は、図10で説明したフレキシブルプリント基板41の折り返し形状(撓み部)の変形例である。図示はしていないが、いずれの変形例も本願実施形態のように二股に分かれており、二股に分かれた状態で半田付け部41ddに半田付けまたはコネクタに接続されている。
撓みの先端が尖っているので、撮像部41が受光面と平行な面内をY方向(紙面の上側方向)に移動する場合、先の尖ったフレキシブルプリント基板との間のスペースで撓みを吸収できるという効果がある。その反面、フレキシブルプリント基板を配置するためのスペースを大きくしなければならないというデメリットもあるが、撮像部41の移動量が大きい場合には有効である。その他は、本実施形態と同じ作用効果を得ることができる。
撮像部41が受光面と平行な面内をY方向(紙面の上側方向)に移動する場合、紙面上側の直線状フレキシブルプリント基板と紙面下側の直線状フレキシブルプリント基板との間のスペースで撓みを吸収できるという効果がある。即ち、V字状のフレキシブルプリント基板と比べてX方向の負荷を軽減でき、また、U字状のフレキシブルプリント基板と比べてY方向の負荷を軽減できる。その他は、本実施形態と同じ作用効果を得ることができる。
本実施形態では、クッション部材(第1クッション部材53a及び第2クッション部材53b、以下同じ)を支持板48の位置規制部48aに固設した形態で構成しているが、この構成に限られることはない。例えば、図15に示すように、吸音性部材(クッション部材)を撮像部41から延出するフレキシブルプリント基板41d上に配設するようにしてもよい。この構成とした場合のクッション部材についても、上述の構成例と同様に二股に枝分かれしており、各分岐部の寸法及びクッション部材も同様に設定されている。
この際、支持板48の長さが短いことにより、支持板48のエッジ部にクッション部材接触することを回避し得るように、クッション部材の長さ寸法を設定するのが望ましい。
また、フレキシブルプリント基板に弾性のクッション部材を設けたので、製造工程における組み立ても簡単であり、摩擦による擦れ音による異音や雑音を防止することができる。
10……カメラボディ,10a……開口,10b……ボディ側マウント部,10c……レンズリリースボタン,10d……モード切換ダイヤル,10e……シャッターリリースボタン,
11……レンズ鏡筒,11b……レンズ側マウント部,
12,13,14,15,16,17……レンズ群保持枠,
12a,13a,14a,15a,16a,17a……レンズ群,
18……前側固定枠,19……固定枠,20……回転枠,
21……フォーカス操作環,22……ズーム操作環,23……モード切り換えスイッチ,24……ズーム駆動機構,24a……ズームレンズ駆動モータ,25……フォーカス駆動機構,
40……撮像ユニット,
41……撮像部,41a……撮像素子チップ,41b……撮像基板,41c……電気部品,41d……フレキシブルプリント基板,41da……第1分岐部,41db……第2分岐部db,41dC……スリット状部,41dd……半田付け部,41de……外形線
41e……光学部材,41ea……光学フィルタ,41eb……板状ガラス
41f……防塵ゴム,
41fa……フィルタ保持部
41fb……第1ヒレ部,
41fc……第2ヒレ部,
41g……撮像部保持枠,41ga……接着剤充填孔部,
41gb……ボール収納部,
41h……撮像素子保持板,41k……電気部品,41m……ガラス押圧部材,41n……防塵ゴム押さえ,41p……両面テープ,
42……振れ補正ユニット,
42a……X軸1コイル,42b……X軸2コイル, 42c……Y軸コイル,
42d……X軸1マグネット、42e……X軸駆動用のX軸2マグネット,42f……Y軸駆動用のY軸マグネット
42g……前側ヨーク,42m,42n……後側ヨーク
42h……ISフレーム
43……防塵ユニット,43a……防塵フィルタ支持ゴム,43b……防塵フィルタ,43c……防塵フィルタ駆動部材,43d……防塵フィルタ保持部材,
44……表示ユニット,
45……ファインダユニット,
46……位置検出マグネット,46X1……X軸1位置検出マグネット,46X2……X軸2位置検出マグネット,46Y……Y軸位置検出マグネット
47シャッタユニット
48……支持板, 48a……位置規制部
49……ホール素子
50……回転規制ストッパ
51……ビス
52……空間部
53a……第1クッション部材,53b……第2クッション部材
53a1, 53a2……弾性変形量
Claims (5)
- 撮像素子が配置された撮像基板と、
上記撮像基板が配置され、ぶれ補正の際に当該撮像基板とともに固定部材に対して移動する可動部材と、
一端部が上記撮像基板に固定され、光軸方向側に延出した後、所定の撓みを有してこの延出方向とは反対の光軸方向側に折り曲げられる撓み部を有するフレキシブルプリント基板と、
ぶれ補正時に上記可動部材とともに移動する上記フレキシブルプリント基板の撓み部の移動位置を規制する位置規制部と、
ふれ補正時に上記フレキシブルプリント基板の撓み部が上記位置規制部と接触する領域に配置されたクッション部材と、
を具備し、
上記クッション部材が配置される領域は、ぶれ補正によって上記フレキシブルプリント基板の撓み部におけるエッジ部分である外形線の部分が移動した場合に、当該撓み部における外形線の部分が当該クッション部材に接触しないように前記外形線の部分に対して離した領域である
ことを特徴とする撮像装置。 - 上記クッション部材は、位置規制部またはフレキシブルプリント基板に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 上記フレキシブルプリント基板の撓み部は光軸と垂直な方向において二股に形成され、
上記クッション部材は上記二股に形成された各撓み部に対応する領域において上記位置規制部に配置され、
当該クッション部材の光軸方向の長さは、上記撓み部が光軸方向へ移動する領域をカバーする長さであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 上記フレキシブルプリント基板の撓み部には、少なくとも上記クッション部と接する部位が複数に分岐する分岐部が形成されており、上記クッション部材は上記複数の分岐部と対応する領域に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 上記フレキシブルプリント基板の撓み部に形成された分岐部は、二股に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
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