JP6828089B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、振れ検出センサを備えた撮像装置に関する。

像振れ補正機能を備えた撮像装置では、ジャイロセンサ等の振れ検出センサにより検出された撮像装置の振れに応じてレンズや撮像素子をシフトさせることで像振れ補正を行う。ただし、撮像時にシャッタが作動してシャッタ羽根がこれを停止させるストッパ部材に衝突したときの衝撃により発生した振動が振れ検出センサに伝搬すると、誤った像振れ補正が行われる。

特許文献１には、振れ検出センサを緩衝部材で挟持してシャッタからの振動が振れ検出センサに伝わり難くした撮像装置が開示されている。

特開２０１８−６０１６０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された撮像装置では、振れ検出センサと像振れ補正制御等を行う制御基板とがフレキシブル基板で接続されており、シャッタから制御基板に伝搬した振動がフレキシブル基板を介して振れ検出センサに伝搬するおそれがある。

本発明は、シャッタの振動がフレキシブル基板を介して振れ検出センサに伝搬し難くすることができるようにした撮像装置を提供する。

本発明の一側面としての撮像装置は、シャッタおよび電気回路基板を有する。該撮像装置は、撮像装置に加わった振れを検出する振れ検出センサと、振れ検出センサが実装されたセンサ実装部を有するフレキシブル基板と、センサ実装部を保持する第１の面を有し、撮像装置内で固定される保持部材とを含むセンサユニットを有する。センサユニットは、シャッタに対して、該シャッタのシャッタ羽根が移動する方向に平行な第１の方向に配置されている。センサユニットにおいて、第１の面と該第１の面から第１の方向に離れて位置する第２の面とが第１の方向に直交するように設けられている。フレキシブル基板は、センサ実装部から延出して電気回路基板に接続される延出部を有し、該延出部は第１の面と第２の面との間において延びる向きが第１の方向に直交する第２の方向にて反転するように第１の方向に曲げられた曲げ部を有することを特徴とする。

シャッタの振動がフレキシブル基板を介して振れ検出センサに伝搬し難くすることができる。

本発明の実施例であるカメラの構成を示すブロック図。 実施例のカメラの外観を示す斜視図。 実施例のカメラの分解斜視図。 実施例のカメラのトップカバーユニットの内部構造を示す斜視図。 実施例のカメラの振れ検出部の分解斜視図。 振れ検出部に設けられた延出部の断面図。 延出部の別の断面図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例である撮像装置としてのデジタルカメラ（以下、単にカメラという）１００の構成を示している。カメラ１００は、交換レンズユニット（以下、単にレンズユニットという）２００の着脱が可能なレンズ交換型カメラであり、図にはレンズユニット２００の構成も示している。図２は、前側および後側から見たカメラ１００の外観を示す。図３は、カメラ１００の内部構造を分解して示している。

レンズユニット２００は、そのマウント部２０１を介してカメラ１００のマウント部１０１に装着されている。レンズユニット２００は、レンズ２１０および絞り２１１を含む撮像光学系を有する。レンズ２１０には、変倍レンズ、フォーカスレンズおよび振れ補正レンズ等の複数のレンズが含まれる。またレンズユニット２００は、変倍レンズやフォーカスレンズを光軸方向に駆動したり振れ補正レンズを光軸に直交する方向にシフト駆動したり絞り２１１を開閉駆動したりするレンズ駆動部２０４を有する。さらにレンズユニット２００は、マウントコネクタ２０２に設けられた不図示の通信端子を介してカメラ１００（システム制御部３０７）と通信しつつレンズ駆動部２０４によるレンズ駆動や絞り駆動を制御するレンズ駆動制御部２０３を有する。

カメラ１００は、撮像光学系からの撮像光により形成された被写体像を光電変換（撮像）する撮像素子３０２と、該撮像素子３０２の露光量を制御するメカニカルシャッタ（以下、単にシャッタという）３０１とを有する。撮像素子３０２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子である。シャッタ３０１は、撮像素子３０２の前に配置されたフォーカルプレンシャッタである。シャッタ３０１は、非撮像状態では撮像素子３０２に向かう撮像光を図２および図３に示す複数のシャッタ羽根３０１ａにより遮断し、撮像時にはシャッタ羽根３０１ａを開いて撮像光を撮像素子３０２に到達させる。

Ａ／Ｄ変換器３０４は、撮像素子３０２から出力されるアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換する。デジタル撮像信号は、画像処理部３０５およびメモリ制御部３０６に出力される。画像処理部３０５は、Ａ／Ｄ変換器３０４またはメモリ制御部３０６からのデジタル撮像信号に対して画素補間処理、リサイズ処理および色変換処理等の画像処理を行って画像データを生成する。また画像処理部３０５は画像データを用いた各種演算処理を行い、その演算結果に基づいてシステム制御部３０７がＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理およびＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理を行う。

メモリ制御部３０６は、デジタル撮像信号や画像処理部３０５にて生成された画像データをメモリ３０８に書き込む。メモリ３０８は、デジタル撮像信号や画像データを格納する。Ｄ／Ａ変換器３０９は、メモリ３０８に格納された画像データをアナログ画像信号に変換して図２に示す背面表示部１０５やファインダ内表示部１０６に供給する。これにより、表示部１０５，１０６は、ライブビュー画像や撮像画像を表示する。

不揮発性メモリ３１０は、ＥＥＰＲＯＭ等により構成され、システム制御部３０７の動作用の定数やプログラム等を記憶する。システム制御部３０７は、少なくとも１つのプロセッサ（コンピュータ）を有し、カメラ１００全体とレンズユニット２００を制御する。システムメモリ３１１は、ＲＡＭにより構成され、システム制御部３０７の動作用の定数や変数を保持したり、不揮発性メモリ３１０から読み出したプログラム等を展開して保持したりする。システムタイマ３１２は、各種制御に用いる時間を計測したり、内蔵時計が刻む時刻を出力したりする。

電源スイッチ１０３は、カメラ１００およびレンズユニット２００の電源をＯＮ／ＯＦＦするためにユーザにより操作される。第１シャッタスイッチ１０４ａは、図２に示すようにカメラ１００の上部に設けられたシャッタボタン１０４がユーザにより半押し操作されることに応じてＯＮとなり、第１シャッタスイッチ信号ＳＷ１を発生する。システム制御部３０７は、第１シャッタスイッチ信号ＳＷ１に応じて、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理およびＥＦ処理等の動作を開始する。第２シャッタスイッチ１０４ｂは、シャッタボタン１０４の全押し操作に応じてＯＮとなり、第２シャッタスイッチ信号ＳＷ２を発生する。システム制御部３０７は、第２シャッタスイッチ信号ＳＷ２に応じて、シャッタ３０１にシャッタ羽根３０１ａを駆動させ、撮像素子３０２からの信号読み出しから記録媒体３３０に画像データを書き込むまでの一連の撮像処理を開始する。

操作部１０８には、上述したシャッタボタン１０４以外の様々な操作部材が設けられている。また操作部１０８には、背面表示部１０５に設けられたタッチパネルも含まれる。操作部１０８がユーザにより操作されることで、システム制御部３０７は該操作に対応する動作を行う。電源制御部３１３は、２次バッテリ等の電源部３１４からの電源をカメラ１００内の各ブロックに供給したり、マウントコネクタ１０２を通じてレンズユニット２００に供給したりする。記録媒体Ｉ/Ｆ３１５は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体３３０とのインターフェースである。通信部３１６は、無線または有線ケーブルによって外部と接続し、映像信号や音声信号等の送受信を行う。

振れ検出センサ３２０は、ジャイロセンサ等により構成され、図２に示すようにカメラ１００におけるピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向、ヨー（Ｙａｗ）方向およびロール（Ｒｏｌｌ）方向の３軸方向での振れの大きさを検出する。撮像素子駆動部（駆動手段）３０３は、振れ検出センサ３２０により検出された振れの方向と大きさに応じて撮像素子３０２を光軸に対してシフト駆動して光学的像振れ補正を行う。また画像処理部（画像処理手段）３０５は、振れ検出センサ３２０により検出された振れの方向と大きさに応じて画像データからの切り出し範囲をシフトさせて電子的像振れ補正を行う。

なお、振れ検出センサ３２０により検出された振れの方向と大きさに応じて、撮像光学系内の振れ補正レンズを光軸に対してシフトさせてもよい。

シャッタ３０１において、シャッタ羽根３０１ａは、閉状態から光軸に直交する方向（上下方向）に高速で移動して開状態となり、シャッタ３０１内に設けられた不図示ストッパ部材に衝突してその移動を停止する。シャッタ羽根３０１ａがストッパ部材に衝突することで発生した衝撃は、シャッタ３０１全体をシャッタ羽根３０１ａの移動方向と同じ上下方向に振動させる。このシャッタ３０１の振動は、図３に示すようにシャッタ３０１がビスにより締結されている地板としてのメインシャーシ１２０に伝搬し、さらにメインシャーシ１２０にビスにより固定された電気回路基板としての制御基板３０７ａやメインシャーシ１２０の上部にビスにより固定されたトップカバーユニット１１０に伝搬する。制御基板３０７ａには、システム制御部３０７、画像処理部３０５、メモリ制御部３０６および通信部３１６等が実装されている。

メインシャーシ１２０はカメラ１００の強度を確保する構造体である。メインシャーシ１２０には、上述したようにシャッタ３０１および制御基板３０７ａがビスにより固定されるとともに、シャッタ３０１と制御基板３０７ａとの間に配置されて撮像素子３０２を保持した撮像素子駆動部３０３もビスにより固定されている。図２に示すように、メインシャーシ１２０の前側は前カバー１３１により覆われており、メインシャーシ１２０に固定された制御基板３０７ａの後側は後カバー１３２により覆われている。前カバー１３１および後カバー１３２はともに、ビスによりメインシャーシ１２０に固定されている。

図４は、トップカバーユニット１１０の内部構造を示している。トップカバーユニット１１０は、メインシャーシ１２０にビスにより固定されるトップカバー部材１１１、前述した電源スイッチ１０３およびシャッタボタン１０４等により構成されている。またトップカバー部材１１１の裏側の中央には、振れ検出センサ３２０を含むセンサユニット３２０Ｕがビス４０１により固定されている。センサユニット３２０Ｕは、シャッタ３０１に対して、該シャッタ３０１のシャッタ羽根３０１ａの移動方向に平行な上方向（第１の方向）に配置される。

図５（ａ）は、分解したセンサユニット３２０Ｕをカメラ１００内で上側となる方向から見て示している。センサユニット３２０Ｕは、前述した振れ検出センサ３２０としてのヨーセンサ３２０Ｙ、ロールセンサ３２０Ｒおよびピッチセンサ（以下、まとめて単にセンサともいう）３２０Ｐを有し、これらセンサ３２０Ｙ，３２０Ｒ，３２０Ｐはセンサフレキシブル基板５０２に実装されている。ヨーセンサ３２０Ｙはヨー方向の振れを、ロールセンサ３２０Ｒはロール方向の振れを、ピッチセンサ３２０Ｐはピッチ方向の振れを検出して、該振れの大きさに応じた振れ信号を出力する。

保持部材５０３は、センサフレキシブル基板５０２に実装されたセンサ３２０Ｙ，３２０Ｒ，３２０Ｐを所定位置に保持するための部材であり、プラスチック等の材料で成形されている。保持部材５０３には、ヨー方向の回転中心軸に直交するヨー保持面（第１の面）５０３Ｙと、ロール方向の回転中心軸に直交するロール保持面５０３Ｒと、ピッチ方向の回転中心軸に直交するピッチ保持面（第３の面）５０３Ｐが形成されている。言い換えれば、ヨー保持面５０３Ｙはシャッタ羽根３０１ａの移動方向である上下方向（第１の方向）に直交する面であり、ロール保持面５０３Ｒとピッチ保持面５０３Ｐは上下方向に平行な面である。

図５（ｂ）に示すように、センサフレキシブル基板５０２のうちヨーセンサ３２０Ｙが実装されたセンサ実装部５０２Ｙはヨーセンサ３２０Ｙがヨー保持面５０３Ｙに平行になるように該ヨー保持面５０３Ｙにより保持される。またセンサフレキシブル基板５０２のうちロールセンサ３２０Ｒが実装されたセンサ実装部５０２Ｒとピッチセンサ３２０Ｐが実装されたセンサ実装部５０２Ｐはセンサ実装部５０２Ｙに対して折り曲げられ、ロールセンサ３２０Ｒがロール保持面５０３Ｒに平行になり、ピッチセンサ３２０Ｐがピッチ保持面５０３Ｐに平行になるようにそれら保持面５０３Ｒ，５０３Ｐにより保持される。

保持部材５０３とセンサフレキシブル基板５０２は、センサ３２０Ｙ，３２０Ｒ，３２０Ｐの近傍にて、保持部材５０３に対する各センサの位置が変化しないように、両面接着テープ、接着剤またはビス等によって強固に固定される。緩衝部材５０４は、スポンジ等の振動を吸収する弾性材料によって形成されている。

図５（ｃ）および図６（ａ）は、組み立てられたセンサユニット３２０Ｕを示している。図６（ａ）は図５（ｃ）中の矢印Ｋの方向（カメラ１００内において下側となる方向）から見たセンサユニット３２０Ｕを示している。また図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａ線でセンサユニット３２０Ｕを切断したときの断面を示している。

図５（ａ），（ｂ）および図６（ｂ）に示す緩衝部材５０４Ａは、保持部材５０３により保持されたセンサフレキシブル基板５０２におけるセンサ実装部５０２Ｙと第１固定プレート５０５との間に、ヨーセンサ３２０Ｙと平行になるように配置されている。また緩衝部材５０４Ｂは、保持部材５０３と該保持部材５０３を挟んで第１固定プレート５０５とは反対側に配置された第２固定プレート（固定部材）５０６の平面部（第２の面）との間に、ヨーセンサ３２０Ｙと平行になるように配置されている。第１および第２固定プレート５０５，５０６はビス５０７により互いに固定されて、保持部材５０３と緩衝部材５０４Ａ，５０４Ｂを挟持（保持）している。第１および第２固定プレート５０５，５０６は、図４に示したようにビス４０１によってトップカバー部材１１１に固定される。

センサフレキシブル基板５０２におけるセンサ実装部５０２Ｙからは延出部５０２ａが延びており、さらに延出部５０２ａの先端からは延出部５０２ｂ，５０２ｃが互いに異なる（反対の）方向に延びている。延出部５０２ｂ，５０２ｃの先端には、制御基板３０７ａから延出する不図示のメインフレキシブル基板に設けられたコネクタに接続される接続端子５０２ｄ，５０２ｅが設けられている。センサ３２０Ｙ，３２０Ｒ，３２０Ｐから出力される振れ信号は、接続端子５０２ｄ，５０２ｅおよびメインフレキシブル基板を介してシステム制御部３０７に送られる。

図６（ｂ）に示すように延出部５０２ａは、センサ実装部５０２Ｙを保持するヨー保持面５０３Ｙの表面から裏面に向かって、上下方向に直交する前後方向（第２の方向）において延びる向きが反転するようにＵ形状またはＣ形状に下方向（図では上方向）に曲げられて該裏面に沿って延びる。さらに延出部５０２ａは、ヨー保持面５０３Ｙの裏面と第２固定プレート５０６の平面部と間で、延びる向きが前後方向において反転するようにＣ形状に下方向に曲げられて曲げ部５０２ｋを形成する。曲げ部５０２ｋから先の延出部５０２ａは、保持部材５０３におけるヨー保持面５０３Ｙと緩衝部材５０４Ｂとの間に設けられた開口５０３ａを通って延出し、さらに延びる向きが前後方向で反転するようにＵ形状に曲げられて第２固定プレート５０６の平面部の下面（外面）に沿って延びる。

開口５０３ａから延出するまでに２箇所で曲げられた延出部５０２ａは、図中に一点鎖線で示すピッチ保持面（第３の面）５０３Ｐをそれに直交する方向に投影した投影領域内に収まるように配置される。これにより、センサユニット３２０Ｕが上下方向において大型化することが防止される。延出部５０２ａから延びる延出部５０２ｂ，５０２ｃの基端側の部分は、第２固定プレート５０６の外面に両面テープや接着等によって固定される。

ここで、上述した曲げ部５０２ｋの曲げ方向は、シャッタ羽根３０１ａの移動方向である上下方向と同じ方向である。シャッタ３０１で発生した振動は、メインシャーシ１２０、制御基板３０７ａ、メインフレキシブル基板およびセンサフレキシブル基板５０２の接続端子５０２ｄ，５０２ｅを介して延出部５０２ａへと伝搬する。延出部５０２ａに伝搬した振動は曲げ部５０２ｋに伝搬するが、曲げ部５０２ｋが図６（ｂ）に点線で示すように変形してばねのように機能することで伝搬した振動が減衰される。したがって、本実施例では、シャッタ３０１から発生した振動を誤ってセンサ３２０Ｙ，３２０Ｒ，３２０Ｐが検出することを抑制することができ、いずれかのセンサから誤って出力された振れ信号に応じて誤った像振れ補正が行われることを回避することができる。

曲げ部５０２ｋの振動減衰性能を向上させるためには、延出部５０２ａの長さをできるだけ長くして曲げ部５０２ｋの曲げ方向での高さをより高くすることが好ましい。そこで本実施例では、緩衝部材５０４に空間としての孔部５０４ａを形成し、孔部５０４ａ内にも曲げ部５０２ｋの一部を配置している。これにより、曲げ部５０２ｋを配置できる空間の高さをＧからＨに増加させている。

さらに曲げ部５０２ｋの振動減衰性能を向上させるために、図７に示すように第２固定プレート５０６にも空間としての孔部５０６ａを形成し、孔部５０６ａ内にも曲げ部５０２ｋの一部を配置するようにしてもよい。これにより、曲げ部５０２ｋを配置できる空間の高さをＨからＪに増加させることができる。この場合、第２固定プレート５０６の外面または該外面に固定されたセンサフレキシブル基板５０２が第２の面に相当する。

本実施例では、レンズ交換型カメラについて説明したが、レンズ一体型カメラも本発明の他の実施例に含まれる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

１００ カメラ
１１０ トップカバーユニット
１１１ トップカバー部材
１２０ メインシャーシ
３０１ メカニカルシャッタ
３２０ 振れ検出センサ
５０２ センサフレキシブル基板
５０２ａ 延出部
５０２ｋ 曲げ部
５０３ 保持部材
５０４ 緩衝部材
５０５ 第１固定プレート
５０６ 第２固定プレート

Claims (8)

1. シャッタおよび電気回路基板を有する撮像装置であって、
   前記撮像装置に加わった振れを検出する振れ検出センサと、
   前記振れ検出センサが実装されたセンサ実装部を有するフレキシブル基板と、
   前記センサ実装部を保持する第１の面を有し、前記撮像装置内で固定される保持部材とを含むセンサユニットを有し、
   前記センサユニットは、前記シャッタに対して、該シャッタのシャッタ羽根が移動する方向に平行な第１の方向に配置され、
   前記センサユニットにおいて、前記第１の面と該第１の面から前記第１の方向に離れて位置する第２の面とが前記第１の方向に直交するように設けられており、
   前記フレキシブル基板は、前記センサ実装部から延出して前記電気回路基板に接続される延出部を有し、
   該延出部は、前記第１の面と前記第２の面との間において延びる向きが前記第１の方向に直交する第２の方向にて反転するように前記第１の方向に曲げられた曲げ部を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の面と前記第２の面との間に、弾性材料により形成された緩衝部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記緩衝部材に、前記曲げ部の一部が配置される空間が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記センサユニットは、前記保持部材を保持して前記撮像装置内で固定される固定部材を含み、
   前記固定部材が前記第２の面を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記固定部材に、前記曲げ部の一部が配置される空間が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。
6. 前記センサユニットは、前記振れ検出センサとは別の方向の振れを検出する他の振れ検出センサを有し、
   前記保持部材は、前記他の振れ検出センサを保持する前記第１の方向に平行な第３の面を有し、
   前記曲げ部は、前記第３の面を該第３の面に直交する方向に投影した領域内に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 前記振れ検出センサからの出力を用いて、被写体像を撮像する撮像素子または該撮像素子上に被写体像を形成するレンズを光軸に対してシフトさせる駆動手段を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 前記振れ検出センサからの出力を用いて、被写体像を撮像する撮像素子からの出力により生成された画像データの切り出し範囲をシフトさせる画像処理手段を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。