JP2009188913A

JP2009188913A - センサーシフト機構及び撮像装置

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Publication number: JP2009188913A
Application number: JP2008029169A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Hojo; 芳治北條
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2028-02-08
Also published as: JP5034999B2

Abstract

【課題】センサーシフト機構において、イメージセンサーを移動させる際の接続線の負荷抵抗を軽減する。
【解決手段】イメージセンサー４３と、イメージセンサー４３と外部回路とを接続する接続線４２と、イメージセンサー４３をその受光面と平行にシフトさせる主駆動機構２１，３１と、接続線４２を、主駆動機構２１，３１によりイメージセンサー４３をシフトさせる際に接続線４２により生じる負荷抵抗を軽減する方向にシフトさせる補助駆動機構２３，３３と、を備えるセンサーシフト機構である。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学式手振れ補正に用いるセンサーシフト機構及び撮像装置に関する。

光学式手振れ補正には、大別して、補正レンズを動かすことにより光軸を補正するレンズシフト方式と、イメージセンサー（撮像素子）を手振れに応じて移動させることによって光軸をイメージセンサーに正確に当てるセンサーシフト方式とがある。

センサーシフト方式では、レンズ自体に補正レンズを組み込む必要が無いため、一眼レフカメラなどレンズ交換式カメラにおいて既存のレンズをそのまま利用することができるというメリットがある。

センサーシフト方式では、撮像素子と外部回路とを接続する接続線に撮像素子の変位に対応可能なフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を用いたものがある。また、撮像素子を移動させる際の負荷抵抗を軽減するために、フレキシブルプリント基板にスリットを設けたものもある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−０４３１２９号公報

しかし、最近では撮像素子の高画素化により接続線の本数が増えているため、フレキシブルプリント基板の重量が増大している。このため、撮像素子を移動させる際の負荷抵抗がさらに増大し、スリットを設けただけでは不充分である。

本発明の課題は、センサーシフト機構において、イメージセンサーを移動させる際の接続線の負荷抵抗を軽減することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、センサーシフト機構であって、イメージセンサーと、前記イメージセンサーと外部回路とを接続する接続線と、前記イメージセンサーをその受光面と平行にシフトさせる主駆動機構と、前記接続線を、前記主駆動機構により前記イメージセンサーをシフトさせる際に前記接続線により生じる負荷抵抗を軽減する方向にシフトさせる補助駆動機構と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセンサーシフト機構であって、前記主駆動機構は、互いに直交しかつ光軸に対して直交する２方向に前記イメージセンサーをシフトさせる２つの主アクチュエータを備え、前記補助駆動機構は、前記２方向の中の少なくとも一方の方向に前記接続線をシフトさせる１または２の補助アクチュエータを備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のセンサーシフト機構を備える撮像装置であって、撮像装置本体は、前記撮像装置本体の触れを検出するジャイロセンサと、前記主駆動機構及び前記補助駆動機構を制御する制御部とをさらに備え、前記制御部は、前記ジャイロセンサの検出情報に基づいて、前記イメージセンサーを、前記撮像装置本体の振れ方向とは反対方向にシフトするように前記主駆動機構を制御し、且つ前記接続線を、前記主駆動機構により前記イメージセンサーをシフトさせる際に生じる前記接続線の負荷抵抗を軽減する方向にシフトするように前記補助駆動機構を制御することを特徴とする。

本発明によれば撮像素子、シフトさせる際の接続線の負荷抵抗を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。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。

〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラ１を背面側から見た斜視図である。このデジタルカメラ１は、レンズ部２や撮像素子（イメージセンサー）４３（図３参照）、ファインダ３、表示部４、レリーズボタン５等を有し、撮像操作を行うことができる。そして、このデジタルカメラ１には、手振れ補正のためのセンサーシフト機構１０が内蔵され、レンズ部２の後方（背後）に配置されている。

図２は本発明の第１実施形態に係るセンサーシフト機構１０を背面側（レンズ部２側とは逆の側）から見た斜視図である。図２に示すように、センサーシフト機構１０は、ベース１１と、Ｙ軸主動ステージ２０と、Ｙ軸主動アクチュエータ２１と、Ｙ軸主動シャフト２２と、Ｙ軸補助アクチュエータ２３と、Ｙ軸補助シャフト２４と、Ｙ軸補助ステージ２５と、Ｘ軸主動ステージ３０と、Ｘ軸主動アクチュエータ３１と、Ｘ軸主動シャフト３２と、Ｘ軸補助アクチュエータ３３と、Ｘ軸補助シャフト３４と、Ｘ軸補助ステージ３５と、センサーアッシー４０と、を備える。

ベース１１は、少なくとも後述する撮像素子４３を露出させるための開口を有する形状（例えば、枠状）であり、デジタルカメラ１の内部においてレンズ部２の後方に固定されている。
Ｙ軸主動アクチュエータ２１はＹ軸主動ステージ２０を移動させるためのもので、例えばステッピングモータで構成され、ベース１１の後側面に固定されている。
Ｙ軸主動ステージ２０は枠状であり、前記Ｙ軸主動アクチュエータ２１のシャフトであるＹ軸主動シャフト２２とこのＹ軸主動シャフト２２に並行するように前記ベース１１に設けられた図示しないレールとにスライド可能に取り付けられており、前記Ｙ軸主動アクチュエータ２１の駆動によってＹ軸方向（図２の上下方向）に移動する。

Ｘ軸主動アクチュエータ３１は、Ｘ軸主動ステージ３０を移動させるためのもので、例えばステッピングモータで構成され、Ｙ軸主動ステージ２０の後側面に固定されている。
Ｘ軸主動ステージ３０は枠状であり、前記Ｘ軸主動アクチュエータ３１のシャフトであるＸ軸主動シャフト３２とこのＸ軸主動シャフト３２に並行するように前記Ｙ軸主動ステージ２０に設けられたレール２６とにスライド可能に取り付けられており、前記Ｘ軸主動アクチュエータ３１の駆動によってＸ軸方向（図２の左右方向）に移動する。そして、Ｘ軸主動ステージ３０の中央部には、センサーアッシー４０の固定プレート４１がビス４７により固定されている。

図３はセンサーアッシー４０を前側（レンズ部２側）から見た斜視図である。センサーアッシー４０は、固定プレート４１と、ＦＰＣ（接続線）４２と、撮像素子４３と、等からなる。
固定プレート４１は、ＦＰＣ４２の一端部に接続されたＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子４３をＸ軸主動ステージ３０に固定するための部材である。

ＦＰＣ４２は撮像素子４３とデジタルカメラ１の本体内に設けられた回路（画像信号処理回路）とを接続するためのもので、Ｌ字形状を成し、図２、図３に示すように、撮像素子４３からＹ軸方向に直線的に延びる部分がその中間部で折り返されている。すなわち、ＦＰＣ４２は図示上部に折り返し部４４を有するとともに、折り返し部４４の下方の後部において横方向（Ｘ軸方向）に屈曲する屈曲部４５を有し、撮像素子４３に接続されたのと反対側の端部でデジタルカメラ１の本体内に設けられた回路に接続される構成となっている。また、折り返し部４４にはスリット４６が形成されており、ＦＰＣ４２の変形による負荷抵抗を軽減する構成となっている。

Ｙ軸補助アクチュエータ２３は、例えばステッピングモータで構成され、ベース１１に固定されていて、Ｙ軸補助ステージ２５をＹ軸補助アクチュエータ２３のシャフトであるＹ軸補助シャフト２４に沿ってＹ軸方向に移動させる。
Ｙ軸補助ステージ２５には、例えばステッピングモータで構成されたＸ軸補助アクチュエータ３３が固定されており、Ｘ軸補助アクチュエータ３３はＸ軸補助ステージ３５をＸ軸補助アクチュエータ３３のシャフトであるＸ軸補助シャフト３４に沿ってＸ軸方向に移動させる。
Ｘ軸補助ステージ３５はＦＰＣ４２の折り返し部４４を保持するＦＰＣ保持部３８を備える。

次に、デジタルカメラ１の制御系について説明する。図４はデジタルカメラ１の制御系の主要構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１の制御系は、レンズ部２、表示部４、撮像素子４３、Ｘ軸主動アクチュエータ３１、Ｘ軸補助アクチュエータ３３、Ｙ軸主動アクチュエータ２１、Ｙ軸補助アクチュエータ２３、制御部６、ジャイロセンサ７等を備える。

ジャイロセンサ７は手振れ等によるデジタルカメラ１本体のＸ軸方向及びＹ軸方向の加速度を検出し、加速度情報を制御部６に出力する。
制御部６は、撮像素子４３から撮像データを取り込み、表示部４に表示させる画像データを出力する。また、制御部６はレンズ部２を駆動する図示しないアクチュエータを制御するとともに、ジャイロセンサ７から入力された振れ情報に基づいてＸ軸主動アクチュエータ３１、Ｘ軸補助アクチュエータ３３、Ｙ軸主動アクチュエータ２１、Ｙ軸補助アクチュエータ２３を制御する。

以下、Ｘ軸主動アクチュエータ３１、Ｘ軸補助アクチュエータ３３、Ｙ軸主動アクチュエータ２１、Ｙ軸補助アクチュエータ２３の駆動方法について説明する。
ジャイロセンサ７が手振れ等によるデジタルカメラ１本体のＸ軸方向の振れを検出すると、ジャイロセンサ７は振れ情報を制御部６に出力する。すると、制御部６は、Ｘ軸主動アクチュエータ３１を駆動して、Ｘ軸主動ステージ３０を振れ方向とは反対方向に移動させるとともに、Ｘ軸補助アクチュエータ３３を駆動して、Ｘ軸補助ステージ３５を、Ｘ軸主動アクチュエータ３１に対するＦＰＣ４２の負荷抵抗が軽減される方向（一般的には、Ｘ軸主動ステージ３０の移動方向と同一の方向）に移動させる。

ジャイロセンサ７が手振れ等によるデジタルカメラ１本体のＹ軸方向の振れを検出すると、ジャイロセンサ７は振れ情報を制御部５に出力する。すると、制御部６は、Ｙ軸主動アクチュエータ２１を駆動して、Ｙ軸主動ステージ２０を振れ方向とは反対方向に移動させるとともに、Ｙ軸補助アクチュエータ２３を駆動して、Ｙ軸補助ステージ２５を、Ｙ軸主動アクチュエータ２１に対するＦＰＣ４２の負荷抵抗が軽減される方向（一般的には、Ｙ軸主動ステージ２０の移動方向と同一の方向）に移動させる。

以上のようにＸ軸主動アクチュエータ３１、Ｘ軸補助アクチュエータ３３、Ｙ軸主動アクチュエータ２１、Ｙ軸補助アクチュエータ２３を駆動することで、手振れを補正することができる。

本実施の形態によれば、Ｘ軸主動アクチュエータ３１及びＹ軸主動アクチュエータ２１を駆動して撮像素子４３を移動させる際に、ＦＰＣ保持部３８により折り返し部４４でＦＰＣ４２を保持しながらＸ軸補助アクチュエータ３３及びＹ軸補助アクチュエータ２３を駆動してＦＰＣ４２を撮像素子４３の移動方向と同一の方向に移動させるので、ＦＰＣ４２がＸ軸主動アクチュエータ３１及びＹ軸主動アクチュエータ２１の負荷抵抗とならない。

従って、デジタルカメラ１本体が手振れしても、撮像素子４３を素早く且つスムーズに移動させることができ、振れのない撮影画像を得ることができる。
また、フレキシブルプリント基板の重量が増大し、負荷抵抗が増大しても、Ｘ軸主動アクチュエータ３１及びＹ軸主動アクチュエータ２１を出力の大きいアクチュエータにする必要が無い。

〔第２実施形態〕
図５は本発明の第２実施形態に係るセンサーシフト機構１１０を背面側から見た斜視図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
本実施形態においては、Ｘ軸補助アクチュエータ３３、Ｘ軸補助シャフト３４、Ｘ軸補助ステージ３５が省略されており、Ｙ軸補助ステージ１２５にＦＰＣ保持部１３８が設けられている。

本実施形態においては、ＦＰＣ保持部１３８を有するＹ軸補助ステージ１２５を、Ｙ軸補助アクチュエータ１２３を用いてシフトするようにしているので、ＦＰＣ１４２がＹ軸主動アクチュエータ１２１の負荷抵抗とはならない。また、ＦＰＣ保持部１３８はＦＰＣ１４２の折り返し部１４４をＸ軸方向に拘束していないので、ＦＰＣ１４２がＸ軸方向に移動するのを妨げることはない。
従って、ＦＰＣ１４２の材質、形状、組み付け等によってＸ軸方向の負荷抵抗が小さくなる場合には、このように、Ｘ軸補助アクチュエータ３３、Ｘ軸補助シャフト３４、Ｘ軸補助ステージ３５を省略することが可能である。

〔第３実施形態〕
図６は本発明の第３実施形態に係るセンサーシフト機構２１０を背面側から見た斜視図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
本実施形態においては、Ｙ軸補助アクチュエータ２３、Ｙ軸補助シャフト２４、Ｙ軸補助ステージ２５が省略されており、Ｘ軸補助アクチュエータ２３３はベース２１１に固定されている。

本実施形態においては、ＦＰＣ保持部２３８を有するＸ軸補助ステージ２３５を、Ｘ軸補助アクチュエータ２３３を用いてシフトするようにしているので、ＦＰＣ２４２がＸ軸主動アクチュエータ２３１の負荷抵抗とはならない。また、ＦＰＣ保持部２３８とＦＰＣの折り返し部２４４との間には隙間があるため、ＦＰＣ２４２がＹ軸方向への移動を妨げることはない。
従って、ＦＰＣ２４２の材質、形状、組み付け等によってＹ軸方向の負荷抵抗が小さくなる場合には、このように、Ｙ軸補助アクチュエータ２３、Ｙ軸補助シャフト２４、Ｙ軸補助ステージ２５を省略することが可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、アクチュエータとしてステッピングモータを用いる構成としたが、アクチュエータはステージを移動させることが出来るものであれば良く、ステッピングモータやピエゾモータ等の回転式アクチュエータ、ピエゾリニアアクチュエータ等のリニアアクチュエータ等、各種タイプのアクチュエータを使用することができる。

また、上記実施形態においては、ＦＰＣ４２，１４２，２４２を撮像素子４２と同一の方向にシフトするようにしたが、ＦＰＣ４２の材質、形状、組み付け等によっては、撮像素子４３のシフト方向とは逆方向にした方が良い場合も有り得る。要は、撮像素子４３をシフト駆動する際のＦＰＣ（接続線）の負荷抵抗を軽減する方向にＦＰＣ（接続線）をシフト駆動すればよい。
また、上記実施形態においては、撮像素子４３とデジタルカメラ１の本体内に設けられた回路（画像信号処理回路）とをＦＰＣで接続する構成にしたが、複数の同軸細線等で接続する構成であっても良い。
また、撮像装置は、カメラに限らず、デジタルビデオカメラ、カメラ付携帯電話機等、撮像機能を備えた携帯電子機器であれば良い。

本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラ１を背面側から見た斜視図である。本発明の第１実施形態に係るセンサーシフト機構１０を背面側から見た斜視図である。センサーアッシー４０を前側から見た斜視図である。デジタルカメラ１の制御系の主要構成を示すブロック図である。本発明の第２実施形態に係るセンサーシフト機構１１０を背面側から見た斜視図である。本発明の第３実施形態に係るセンサーシフト機構２１０を背面側から見た斜視図である。

符号の説明

１デジタルカメラ
２レンズ部
３ファインダ
４表示部
５レリーズボタン
６制御部
７ジャイロセンサ
１０，１１０，２１０センサーシフト機構
１１，１１１，２１１ベース
２０，１２０，２２０Ｙ軸主動ステージ
２１，１２１，２２１Ｙ軸主動アクチュエータ（主駆動機構）
２２，１２２，２２２Ｙ軸主動シャフト
２３，１２３Ｙ軸補助アクチュエータ（補助駆動機構）
２４，１２４Ｙ軸補助シャフト
２５，１２５Ｙ軸補助ステージ
２６，１２６，２２６レール
３０，１３０，２３０Ｘ軸主動ステージ
３１，１３１，２３１Ｘ軸主動アクチュエータ（主駆動機構）
３２，１３２，２３２Ｘ軸主動シャフト
３３，２３３Ｘ軸補助アクチュエータ（補助駆動機構）
３４，２３４Ｘ軸補助シャフト
３５，２３５Ｘ軸補助ステージ
３８，１３８，２３８ＦＰＣ保持部
４０，１４０，２４０センサーアッシー
４１，１４１，２４１固定プレート
４２，１４２，２４２ＦＰＣ（接続線）
４３撮像素子（イメージセンサー）
４４，１４４，２４４折り返し部
４５，１４５，２４５屈曲部
４６．１４６，２４６スリット
４７，１４７，２４７ビス

Claims

イメージセンサーと、
前記イメージセンサーと外部回路とを接続する接続線と、
前記イメージセンサーをその受光面と平行にシフトさせる主駆動機構と、
前記接続線を、前記主駆動機構により前記イメージセンサーをシフトさせる際に前記接続線により生じる負荷抵抗を軽減する方向にシフトさせる補助駆動機構と、
を備えることを特徴とするセンサーシフト機構。
前記主駆動機構は、互いに直交しかつ光軸に対して直交する２方向に前記イメージセンサーをシフトさせる２つの主アクチュエータを備え、
前記補助駆動機構は、前記２方向の中の少なくとも一方の方向に前記接続線をシフトさせる１または２の補助アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１に記載のセンサーシフト機構。
請求項１または２に記載のセンサーシフト機構を備える撮像装置であって、
撮像装置本体は、前記撮像装置本体の振れを検出するジャイロセンサと、前記主駆動機構及び前記補助駆動機構を制御する制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記ジャイロセンサの検出情報に基づいて、前記イメージセンサーを、前記撮像装置本体の振れ方向とは反対方向にシフトするように前記主駆動機構を制御し、且つ前記接続線を、前記主駆動機構により前記イメージセンサーをシフトさせる際に生じる前記接続線の負荷抵抗を軽減する方向にシフトするように前記補助駆動機構を制御することを特徴とする撮像装置。