JP7580945B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、支持ユニットに変位可能に支持された可動ユニットと制御基板とがフレキシブル基板で接続される配線構造を有する撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging device having a wiring structure in which a movable unit supported displaceably on a support unit and a control board are connected by a flexible board.
従来、支持ユニット(固定ユニット)に変位可能に支持された可動ユニットと制御基板とがフレキシブル基板で接続される配線構造が知られている。例えば、被写体のブレを光学的に補正する機能を有する撮像装置においては、撮像素子を支持する可動ユニットを、支持ユニットに対し、光軸と直交方向に変位させることで被写体のブレ補正が実現される。 Conventionally, a wiring structure is known in which a movable unit supported displaceably on a support unit (fixed unit) is connected to a control board by a flexible board. For example, in an imaging device that has a function of optically correcting subject blur, subject blur correction is achieved by displacing the movable unit that supports the imaging element relative to the support unit in a direction perpendicular to the optical axis.
可動ユニットには、撮像素子を実装した回路基板が搭載され、この回路基板にはコネクタ等の電気的接続部品も実装されている。可動ユニットを保持する筐体等の支持ユニット側には、可動ユニットを駆動制御する制御基板が搭載され、この制御基板にはコネクタ等の電気的接続部品も実装されている。可動ユニット側のコネクタと支持ユニット側のコネクタとはフレキシブル基板によって電気的に接続されている。このフレキシブル基板の持つ可撓性を利用して、支持ユニットと可動ユニットとを電気的に接続しつつ、可動ユニットが制御基板によって駆動制御される(特許文献1)。 The movable unit is equipped with a circuit board on which an imaging element is mounted, and electrical connection parts such as connectors are also mounted on this circuit board. A control board that drives and controls the movable unit is mounted on the support unit side, such as a housing that holds the movable unit, and electrical connection parts such as connectors are also mounted on this control board. The connector on the movable unit side and the connector on the support unit side are electrically connected by a flexible board. The flexibility of this flexible board is utilized to electrically connect the support unit and movable unit, while the movable unit is driven and controlled by the control board (Patent Document 1).
フレキシブル基板の配線部の一部は、可動ユニットの変位に応じて変形可能となっており、可動構成とするための余長部を有している。フレキシブル基板には撮像素子からの信号が配線されており、高速通信を行っている。 Part of the wiring on the flexible board is deformable in response to the displacement of the movable unit, and has an extra length to allow for a movable configuration. Signals from the imaging element are wired onto the flexible board, enabling high-speed communication.
一方で制御基板には制御ICが実装されており、撮像装置の動作の制御を行う。ここで、制御ICの駆動中は発熱が起こるため、その放熱を行うための構成が必要となる。そこで、制御基板と撮像素子を有する可動ユニットの間に、金属板で構成される本体補強部材が配置される。本体補強部材があることにより、制御ICの放熱を行いつつ、制御基板自体保持することができる。 On the other hand, a control IC is mounted on the control board, which controls the operation of the imaging device. Since the control IC generates heat while it is running, a structure for dissipating this heat is required. For this reason, a main body reinforcing member made of a metal plate is placed between the control board and the movable unit that has the imaging element. The presence of the main body reinforcing member makes it possible to support the control board itself while dissipating heat from the control IC.
しかしながら、撮像装置を小型に構成する場合、フレキシブル基板の余長部と、本体補強部材との距離は極力小さくする必要が生じ、結果として、フレキシブル基板と本体補強部材との接触が発生することがある。この場合、高速通信信号が本体補強部と電気的に結合され、高速信号が金属板である本体補強部に伝搬し、撮像装置外部へ有害な電磁波放射を起こす問題、いわゆるEMI(Electromagnetic Interference)の問題が発生する。 However, when constructing a compact imaging device, it becomes necessary to minimize the distance between the excess length of the flexible board and the main body reinforcement member, which can result in contact between the flexible board and the main body reinforcement member. In this case, high-speed communication signals are electrically coupled to the main body reinforcement member, and the high-speed signals propagate to the main body reinforcement member, which is a metal plate, causing the problem of harmful electromagnetic radiation outside the imaging device, a problem known as EMI (Electromagnetic Interference).
そこで、本発明の目的は、フレキシブル基板と金属板の接触により生じる電気的結合を原因としたEMIの問題を低コストで解決することである。 Therefore, the object of the present invention is to provide a low-cost solution to the EMI problem caused by electrical coupling resulting from contact between a flexible substrate and a metal plate.
上記の目的を達成するために、本発明における撮像装置は、
支持ユニットと、
撮像素子を有し前記支持ユニットに対して所定軸線に直交する方向に変位可能となるように前記支持ユニットに支持される可動ユニットと、
前記可動ユニットを駆動制御する制御基板と、
前記可動ユニットと前記制御基板とを電気的に接続するフレキシブル基板と、
前記可動ユニットと前記制御基板との間に配置される金属板と、を有し、
前記金属板には、前記金属板と前記フレキシブル基板とが前記所定軸線の方向において重畳する範囲において、複数の穴部が形成され、
前記金属板の材質及び前記撮像素子の駆動周波数によって算出される伝搬信号の1波長であるλが、前記金属板の比誘電率をε、前記金属板の比透磁率をμ、光の速さをc、及び前記撮像素子の前記駆動周波数をfとして、下記式で示される場合に、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an imaging device according to the present invention comprises:
A support unit;
a movable unit having an imaging element and supported by the support unit so as to be displaceable in a direction perpendicular to a predetermined axis with respect to the support unit;
A control board that drives and controls the movable unit;
a flexible board that electrically connects the movable unit and the control board;
a metal plate disposed between the movable unit and the control board,
a plurality of holes are formed in the metal plate within a range where the metal plate and the flexible board overlap in the direction of the predetermined axis ;
When λ, which is one wavelength of a propagation signal calculated based on the material of the metal plate and the driving frequency of the image sensor, is expressed by the following formula, where ε is the relative dielectric constant of the metal plate, μ is the relative magnetic permeability of the metal plate, c is the speed of light, and f is the driving frequency of the image sensor,
It is characterized by:
本発明によれば、フレキシブル基板と金属板の接触により生じる電気的結合を原因としたEMIの問題を低コストで解決することができる。 This invention can solve the EMI problem caused by electrical coupling resulting from contact between a flexible substrate and a metal plate at low cost.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、本発明の特徴である基板の配線構造を適用する電子機器として撮像装置10を例示して説明する。また、以下の説明における各方向(上下方向、前後方向、左右方向)は、撮像装置10の使用時において、撮影者(ユーザ)から撮像装置10を見た場合の方向(上下方向、前後方向、左右方向)である。例えば、前後方向における前方とは被写体側のことであり、前後方向における後方とは撮影者側のことである。
Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, an
[第1実施形態]
以下、図面を参照して本発明の第1実施形態を説明する。図1は、撮像装置10の斜視図である。図1(A)は、撮像装置10を前方側から見た斜視図であり、図1(B)は、撮像装置10を後方から見た斜視図である。撮像装置10は、複数の部材から成る筐体としての外装10cに覆われる。撮像装置10の前方には、マウント10aが設けられる。マウント10aには、不図示の交換レンズが装着可能である。マウント10aの中心を通る軸線は、撮影光軸P(所定軸線)と略一致する。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Fig. 1 is a perspective view of an
図2は、撮像装置10の要部を後方から見た分解斜視図である。図2では、撮像装置10の外装10c等を不図示にしている。図2以降の図では、本発明の説明に必要な部分を図示し、説明に不要な部分を極力不図示としている。
Figure 2 is an exploded perspective view of the main parts of the
図2に示すように、撮像装置10の要部は、制御基板100、像ブレ補正ユニット200、シャッタユニット300、ベース部材400および本体補強部500を有する。まず撮像装置10の要部における各部の概略構成を説明する。
As shown in FIG. 2, the main parts of the
制御基板100は、撮像信号を制御する制御IC101のほか、コネクタ102、コネクタ103、コネクタ104及びコネクタ106を有する。コネクタ102、104は、制御基板100における下部に実装され、コネクタ103、106は、上部に実装される。コネクタ102、コネクタ103、コネクタ104及びコネクタ106は、制御基板100の後面に実装される。制御基板100には、この他にもチップ抵抗やセラミックコンデンサ、インダクタ、トランジスタ等、様々な電子部品が実装される(図示省略)。制御基板100は、多層の積層構造を有する。制御基板100には、例えば複数層のコア層の両面にビルドアップ層を積層したビルドアップ基板や、全ての積層において層間ビアによる接続構造が可能なANY-LAYER基板などが採用される。
The
像ブレ補正ユニット200は、撮像装置10による撮像における像ブレを補正するユニットである。像ブレ補正ユニット200の詳細構成については、後述する。像ブレ補正ユニット200は、像ブレ補正ユニット200から延出する複数のフレキシブル基板によって、制御基板100と電気的に接続される。本実施形態における複数のフレキシブル基板は、第一フレキシブル基板270a、第二フレキシブル基板270b、及び第三フレキシブル基板240である。第一フレキシブル基板270a、第二フレキシブル基板270b、第三フレキシブル基板240は、いずれも、可撓性を有するフレキシブル基板である。
The
シャッタユニット300は、撮像装置10のシャッタを有する。シャッタユニット300は、フレキシブル基板300aを有し、コネクタ104に接続される。このため、シャッタユニット300は、制御基板100と電気的に接続される。
The
ベース部材400は、制御基板100、像ブレ補正ユニット200、シャッタユニット300及び本体補強部500を固定する部材である。特に、ベース部材400は、像ブレ補正ユニット200を、シャッタユニット300とともに固定する。
The
ベース部材400は、3本のビス800a、800b、800cと3つのコイルばね700a、700b、700cを介して、像ブレ補正ユニット200を支持する。これにより、ベース部材400は、像ブレ補正ユニット200を撮影光軸P(図1(A)参照)方向に変位可能に支持する。ベース部材400に対する像ブレ補正ユニット200の固定の際には、ビス800a、800b、800cの締め込み量が調整されることで、ベース部材400に対する撮像素子230(図3参照)の撮像面の傾きが調整される。調整が完了すると、ビス800a、800b、800cは、それらの緩みを防止するため、像ブレ補正ユニット200の支持ユニット200b(図3参照)に接着固定される。
The
本体補強部500は、制御基板100と像ブレ補正ユニット200との間に配置される金属板である。本体補強部500は、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bに対向する位置に配置される。本体補強部500は、制御基板100の放熱機能を有するとともに、ベース部材400と締結されることにより撮像装置10の剛性を担保する。
The main
次に、像ブレ補正ユニット200の構成を詳細に説明する。図3は、像ブレ補正ユニット200を前方から見た分解斜視図である。図4は、像ブレ補正ユニット200を後方から見た分解斜視図である。
Next, a detailed description will be given of the configuration of the
図3及び図4に示すように、像ブレ補正ユニット200は、可動ユニット200aと支持ユニット200bとを有する。可動ユニット200aは、支持ユニット200bに支持される。可動ユニット200aは、支持ユニット200bに対して、撮影光軸Pと直交する平面方向に変位可能である。また、像ブレ補正ユニット200は、第一フレキシブル基板270a、第二フレキシブル基板270b及び第三フレキシブル基板240を有する。第一フレキシブル基板270a、第二フレキシブル基板270b及び第三フレキシブル基板240は、いずれも、可撓性を有し且つ長尺の板状の形状である。次に、図3及び図4に示す各部について説明する。
As shown in Figures 3 and 4, the
可動ユニット200aは、ローパスフィルタ221、撮像素子230及び撮像素子基板231を有し、これらがセンサホルダ220に固定されることで構成される。ローパスフィルタ221は、赤外線の入射を防止し、色モアレ等の発生を防止する。ローパスフィルタ221は、センサホルダ220において、撮像素子230よりも前側に配置される。撮像素子基板231には、撮像素子230が実装される。撮像素子230は、被写体の光学像を電気信号に変換する。撮像素子230及び撮像素子基板231は、センサホルダ220に接着固定される。
The
支持ユニット200bは、主として前側ヨーク210と、ベースプレート250と、後側ヨーク260とから構成される。前側ヨーク210とベースプレート250とは、可動ユニット200aのセンサホルダ220を挟み込むように接合される。後側ヨーク260は、ベースプレート250に対して後側から装着される。次に、これらの組み付け方法について、説明する。
The
前側ヨーク210には、球体215a、215b、215cを受けるための球受け部213a、213b、213cが形成される。球受け部213a、213b、213cは、それぞれ、センサホルダ220に形成される球受け部222a、222b、222cと対向する位置に形成される。この構成により、センサホルダ220は、球体215a、215b、215cを介して、前側ヨーク210に対して支持される。
The
前側ヨーク210は、ベースプレート250に向けて立設される支柱211a、211b、211cを有する。支柱211a、211b、211cの各一端は、ベースプレート250に圧入されている。これにより、前側ヨーク210とベースプレート251とは、互いに固定される。このとき、ベースプレート250に形成される開口部252から、センサホルダ220に接着固定された撮像素子基板231が露出する。
The
後側ヨーク260は、ベースプレート250に対して後側から装着される。後側ヨーク260及びベースプレート250は、それぞれ強磁性材料で構成されている。このため、後側ヨーク260をベースプレート250に位置合わせして接触させるだけで、互いに磁気吸着させることができる。これにより、別途、接着材料を用いることなく、後側ヨーク260をベースプレート250に装着することができる。
The
前側ヨーク210、ベースプレート250及び後側ヨーク260には、第三フレキシブル基板240が有するコイル241a、241b、241c(後に詳述)と対応する構成を有する。すなわち、前側ヨーク210には、磁石212a、212b、212cが、コイル241a、241b、241cと対応する位置に配置される。ベースプレート250には、開口部251a、251b、251cが、コイル241a、241b、241cと対応する位置に配置される。また、撮影光軸P方向視において、磁石261a、261b、261cが、コイル241a、241b、241cとほぼ同じ位置で同じ形状に配置される。しかも、磁石261a、261b、261cは、対応するコイル241a、241b、241cとの中心が一致するように配置される。磁石261a、261b、261cは、図3示すように、開口部251a、251b、251cの内部に収容される。
The
以上のように、可動ユニット200aが支持ユニット200bに組み付けられる。また、支持ユニット200bが、ベース部材400に固定されることで、像ブレ補正ユニット200は、ベース部材400に固定される。このように、可動ユニット200aが変位可能に支持されることで、像ブレを光学的に補正する。具体的には、左右方向を軸とした回転であるピッチ方向の像ブレ補正時において、可動ユニット200aは、上下方向へ並進移動する。また、上下方向を軸とした回転であるヨー方向の像ブレ補正時において、可動ユニット200aは、左右方向へ並進移動する。また、前後方向を軸とした回転であるロール方向の像ブレ補正時には、可動ユニット200aは、前後方向に平行な軸線を中心に回転移動する。
As described above, the
次に、像ブレ補正ユニット200に接続されるフレキシブル基板について説明する。第一フレキシブル基板270a、第二フレキシブル基板270b及び第三フレキシブル基板240は、いずれも、像ブレ補正ユニット200と制御基板100とを接続する。
Next, we will explain the flexible boards connected to the
第一フレキシブル基板270aは、一端にコネクタ271aを有し、他端にコネクタ273を有する。コネクタ271aは、開口部252を通過して、撮像素子基板231の後面のコネクタ232aに接続され、コネクタ273は、制御基板100のコネクタ102に接続される。第二フレキシブル基板270bは、一端にコネクタ271bを有し、他端にコネクタ274を有する。コネクタ271bは、開口部252を通過して、撮像素子基板231の後面のコネクタ232bに接続され、コネクタ274は、制御基板100のコネクタ103に接続される。ここで、互いに接続されるこれらのコネクタは、互いに嵌合形状が適合するプラグコネクタとリセプタクルコネクタの関係になっている。このように、コネクタが互いに接続されることで、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bは、可動ユニット200a内の撮像素子基板231と制御基板100とを接続する。
The first
第三フレキシブル基板240は、前方において、コイル241a、コイル241b及びコイル241cの3つのコイルを有する。像ブレ補正ユニット200を組み立てる場合、コイル241aは、撮像素子230に対して右上部に位置し、コイル241cは、撮像素子230に対して左下部に位置する。コイル241a、コイル241b及びコイル241cは、センサホルダ220に形成される開口部223a、開口部223b及び開口部223cに対してそれぞれ収容される。このとき、第三フレキシブル基板240は、センサホルダ220に対して後側から接着固定される。また、第三フレキシブル基板240は、コネクタ端子部244を有する。コネクタ端子部244が制御基板100に実装されるコネクタ106に接続されることで、第三フレキシブル基板240は、制御基板100と接続する。
The third
フレキシブル基板270a、270bのより詳細な構成を、図を用いて説明する。図5は、可動ユニット200aに接続した第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bを延ばした状態を後方から見た図である。
The configuration of the
図5に示すように、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bは、各々、大別すると3つの領域、すなわち、2つの剛体部分(接続部)とこれらの剛体部分同士をつなぐ可撓部分(配線部)とで構成される。上記剛体部分(接続部)は、可撓部分(配線部)にガラスエポキシ樹脂などの絶縁補強材料を熱硬化性接着剤などで貼り合わせることで剛性を持たせており、可撓部分(配線部)表面にコネクタが実装されている。なお、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bは、多層の積層構造を有し、本実施形態では2層構成である。
As shown in FIG. 5, the first
第一フレキシブル基板270aは、配線方向(長手方向)において、撮像素子基板231に近い側から順に、第一接続部275a、配線部276、配線部280、第三接続部282を有する。第一接続部275aには、コネクタ271aが配置され(図3参照)、第三接続部282には、コネクタ273が配置される。配線部276は、第一接続部275aから、撮影光軸Pに直交し且つ図5中における上方へ延出する。
The first
第一フレキシブル基板270aは、配線路を有する。この配線路は、高速伝送配線であり、例えばLVDS(Low Voltage Differential Signal:低電圧差動信号)等の伝送方式を採用した、2本の信号線を1対とする伝送路である。この配線路により、第一接続部275aに実装されるコネクタ271aから、配線部276及び配線部280を介して、第三接続部282に実装されるコネクタ273までが、電気的に接続される。これにより、撮像素子230と制御基板100との間で撮像信号が伝送され、撮像信号の高速伝送が可能となる。高速伝送配線は、コネクタ271aの信号端子列から配線が延出し、コネクタ273の平行な2列の信号端子列の内、コネクタ271aから見て奥側の端子列に配置される信号端子列と電気的に接続される。具体的には、高速伝送配線は、コネクタ273の実装面の裏側の面を通過した後、スルーホールを介してコネクタ273の実装面に配線されている伝送路と電気的に接続し、コネクタ271aから見て奥側の端子列に配置される信号端子と接続する。第一フレキシブル基板270aには、高速伝送配線以外にも、グランド配線や撮像素子230に必要な配線等も配置される。
The first
第一フレキシブル基板270aの配線方向において、配線部276と配線部280との間には、第一固定部278が設けられる。第一固定部278には、位置合わせを行うための穴が形成されており、当該穴を、後側ヨーク260に形成される穴と位置合わせを行う。これにより、第一固定部278が、後側ヨーク260に固定される。
In the wiring direction of the first
第二フレキシブル基板270bは、配線方向(長手方向)において撮像素子基板231に近い側から順に、第二接続部275b、配線部277、配線部281、第四接続部283を有する。第二接続部275bには、コネクタ271bが配置され(図3参照)、第四接続部283には、コネクタ274が配置される。配線部277は、第二接続部275bから、撮影光軸Pに直交し且つ図5中における下方へ延出する。
The second
第二フレキシブル基板270bは、配線路を有する。この配線路は、電源配線である。この配線路により、第二接続部275bに実装されるコネクタ271bから、配線部277及び配線部281を介して第四接続部283に実装されるコネクタ274までが、電気的に接続される。第二フレキシブル基板270bには、電源配線以外にも、グランド配線や撮像素子230に必要な配線等も配線される。
The second
第二フレキシブル基板270bの配線方向において、配線部277と配線部281との間には、第二固定部279が設けられる。第二固定部279には、位置合わせを行うための穴が形成されており、当該穴を、後側ヨーク260に形成される穴と位置合わせを行う。これにより、第二固定部279が、後側ヨーク260に固定される。
In the wiring direction of the second
図6は、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bを可動ユニット200aに接続した状態を後方から見た斜視図である。図6に示すように、第一固定部278及び第二固定部279は、後側ヨーク260に固定される。このため、第一固定部278及び第二固定部279の位置、これらより第三接続部282側の領域、第四接続部283側の領域は変位しない。
Figure 6 is a perspective view of the state in which the first
配線部276が一定量の撓みを形成した状態で、第一固定部278が後側ヨーク260に固定される。これにより、配線部276の撓み形状が維持される。同様に、配線部277が一定量の撓みを形成した状態で、第二固定部279が後側ヨーク260に接続される。これにより、配線部277の撓み形状が維持される。配線部276及び配線部277に形成される撓み量は、可動ユニット200aが最も撮影光軸Pから離れた位置に変位した場合に、配線部276、277が延びきってしまうことなく、ともに所定の撓み量を維持することができるように設定される。
When the
フレキシブル基板270aの第一接続部275aと、フレキシブル基板270bの第二接続部275bとは、配線の引き回しにより、接続部275a、275bの形状が拡大されることがある。この場合、本実施形態のように、後方から見たとき、接続部275a、275bの形状が重なることがある。
The shapes of the
このように、フレキシブル基板の接続部275a、275bが重なる場合は、コネクタ271a又はコネクタ271bの光軸方向の高さを変える。これにより、フレキシブル基板270a、270bの接続部275a、275bを前後方向に配置する。本実施形態では、図3に示すように、コネクタ271aの高さをコネクタ271bよりも高くする。これにより、フレキシブル基板270a、270bの接続部275a、275bの配置を可能としている。
In this way, when the
図7は、第三フレキシブル基板240の構成を表す正面図である。第三フレキシブル基板240には、上述のように、コイル241a、241b、241cが接着固定される。第三フレキシブル基板240には、コイルの巻き線と電気的に接続するための半田付けランド243a、243b、243c、243d、243e、243fが形成される。コイル241aの巻きはじめの端部は、半田付けランド243aに半田付けされ、コイル241aの巻き終わりの端部は、半田付けランド243bに半田付けされる。コイル241bの巻きはじめの端部は、半田付けランド243cに半田付けされ、コイル241bの巻き終わりの端部は、半田付けランド243dに半田付けされる。コイル241cの巻きはじめの端部は、半田付けランド243eに半田付けされ、コイル241cの巻き終わりの端部は、半田付けランド243fに半田付けされる。これらの半田付けにより、コイル241a、241b及び241cは、それぞれ、第三フレキシブル基板240と電気的に接続される。
Figure 7 is a front view showing the configuration of the third
第三フレキシブル基板240において、コイル241a、241b、241cの巻き線の内側には、ホール素子242a、242b、242cが実装される。第三フレキシブル基板240には、コネクタ端子部244が形成されている。各半田付けランドや各ホール素子からの配線パターンが、第三フレキシブル基板240の内部に展開されて、コネクタ端子部244へ接続される。
In the third
コイル241a、241b、241cは、前側ヨーク210に設置される磁石212a、212b、212cと、後側ヨーク260に設置される磁石261a、261b、261cとで形成される磁界環境中に配置される。この状態で、コイル241a、241b、241cに電流を流すと、各コイル241a、241b、241cにローレンツ力を発生させる。このローレンツ力を推力として、可動ユニット200aのセンサホルダ220を、撮影光軸Pと直交する平面方向に変位させる。
The
また、ホール素子242a、242b、242cは、センサホルダ220が磁石212a、212b、212cに対して相対的に移動することによる磁力の変化を検出する。ホール素子242a、242b、242cによる検出結果に基づいて、支持ユニット200bに対する可動ユニット200aの撮影光軸Pと直交する平面方向の変位量が検出される。
The
次に、制御基板100に展開される配線パターンを説明する。図8は、制御基板100に展開される配線パターンを表す正面図である。図8に示すように、制御基板100には、高速伝送配線105が配置される。高速伝送配線105は、制御基板100の表層において、コネクタ102の信号端子列から延出し、そのまま制御IC101の信号端子の一部に接続される。また、図8に示すように、制御基板100には、第一フレキシブル基板270a、第二フレキシブル基板270b及び第三フレキシブル基板240が接続される。
Next, the wiring pattern deployed on the
次に、図9を用いて、本体補強部500の構成について説明する。図9は、第1実施形態における本体補強部500に形成される穴部500aの配置を示す図である。図9(A)は、本体補強部500と第一フレキシブル基板270aの配置関係を示す図である。図9(B)は、図9(A)における断面線A-Aでの断面図である。
Next, the configuration of the main
本実施形態では、本体補強部500と像ブレ補正ユニット200の距離が近い。この場合、可動ユニット200aが移動すると、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bが、本体補強部500に接触する。第一フレキシブル基板270aには、上述のように、高速伝送配線が配線され、高速伝送配線からは、電磁界ノイズが発生することがある。このため、本体補強部500と第一フレキシブル基板270aが接触すると、電気的な結合(電界結合、静電結合)が発生し、高速伝送された信号が電気ノイズとして本体補強部500に伝搬する。さらに、電気ノイズが本体補強部500からベース部材400を伝って外部へ放射されることでEMIの問題を引き起こすおそれがある。
In this embodiment, the distance between the main
本実施形態では、本体補強部500に対して、以下記載する穴部500aを設ける。これにより、本体補強部500と第一フレキシブル基板270aの接触面積を減らし、電気的な結合を弱めることによりEMI対策を行うことが可能になる。一方、穴部500aを必要以上に拡大すると、本来期待した本体補強部500の剛性が担保できない。また、第一フレキシブル基板270aが発する不要輻射に対し、本体補強部500が有するシールド効果が低減してしまう。即ち、本体補強部500に設ける穴部500aの大きさにはそれらのバランスを加味した設定を行うことが必要となる。
In this embodiment, the main
以下、穴部500aの直径Rと穴部500aの複数配置を行う際の中心間ピッチP1の定義手段について述べる。電気の速さvは、本体補強部500の材質の比誘電率をε、比透磁率をμとし、光の速さをcとすると、下記式から算出される。
Below, we will explain how to define the diameter R of the
本実施形態においては、本体補強部500の材質をアルミニウムとする。アルミニウムの比誘電率ε=1、比透磁率μ=1.000021とする。また、光の速さc=3×10^8m/sとすると、電気の速さvは、下記式のように算出される。
In this embodiment, the material of the main
一方、電気の流れる速さは下記式で定義される。 On the other hand, the speed at which electricity flows is defined by the following formula:
ここで、撮像素子230の駆動周波数fを2.65GHzとした場合、本体補強部500の材質及び撮像素子230の駆動周波数によって算出される伝搬信号の1波長λは、下記式のように算出される。
Here, if the driving frequency f of the
一方で、金属板のシールド効果は、主に導電率によって発生する。すなわち、シールド面に電流が流れやすいことが重要で、シールド面に開口部や隙間があると電流が流れにくくなり、シールド効果が損なわれる。一般にシールドに設けられる隙間は、波長に対して、間隔を十分に小さくする必要がある。具体的には、本体補強部500に形成される隙間や開口部は、伝搬信号の波長の1/20以下が良い。よって、シールドに設ける穴部500aの直径R(穴幅)は、下記式により求められる。
On the other hand, the shielding effect of a metal plate is mainly generated by its electrical conductivity. In other words, it is important that current flows easily through the shield surface, and openings or gaps in the shield surface make it difficult for current to flow, compromising the shielding effect. In general, gaps in a shield must be sufficiently small relative to the wavelength. Specifically, gaps and openings formed in the
図9(A)に示すように、上記記載した穴部500aを、複数形成する。また、複数の穴部500aは、複数の列に並ぶように形成する。本実施形態では、穴部500aを本体補強部500に6つ形成し、一つの列に3つの穴部500aを形成し且つ当該列を本体補強部500の上下方向に2つ配置した例を示す。
As shown in FIG. 9(A), a plurality of the
穴部500aを配置する位置は、可動ユニット200aが最大可動した位置における第一フレキシブル基板270aの外形と投影上、重畳する範囲500bである。本実施形態では、穴部500aの上下の中心位置を合わせて配置する。これにより、先に述べたように大きな穴をあけることでシールド効果が低減してしまうリスクを回避する一方で、第一フレキシブル基板270aとの接触による電気結合を弱めることが可能になる。
The position of the
また、穴部500aの隣り合う穴部500aとの中心間ピッチP1(中心間隔)は、所定の間隔を空けることが好ましい。具体的には、中心間ピッチP1は、穴部500aの直径Rの1倍以上2倍以下となるように設定することが望ましい。これにより第一フレキシブル基板270aと本体補強部500との接地面積を削減しつつ、穴部500a間に本体補強部500が残ることによるシールド効果を期待することができる。
In addition, it is preferable that the center-to-center pitch P1 (center-to-center distance) between
複数の穴部500aは、いずれも同一形状の円形である。本実施形態では穴部500aを円形として説明したが、これに限るものではなく、穴部500aの形状を正多角形としても良い。
All of the
以上のように、本実施形態によれば、金属板で構成される本体補強部500に複数の穴部500aを形成することで、第一フレキシブル基板270aと本体補強部500との接地面積を削減する。金属板である本体補強部500に穴部500aを形成することは容易に可能である。よって、フレキシブル基板270aと金属板である本体補強部500の接触により生じる電気的結合を原因としたEMIの問題を低コストで解決することができる。
As described above, according to this embodiment, the contact area between the first
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態を説明する。なお、前述の実施形態と同一の構成については、同じ記号を用い、重複する部分については、説明を省略する。第2実施形態においても、穴部500aの直径Rの定義手段、穴部500aの配置範囲は、第1実施形態と変わらない。第2実施形態では、本体補強部500の穴部500aについて、前述の実施形態と異なる穴部500aの配置方法の例について説明する。
[Second embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described. The same symbols will be used for the same configurations as in the previous embodiment, and descriptions of overlapping parts will be omitted. In the second embodiment, the means for defining the diameter R of the
図10は、第2実施形態における本体補強部500に形成される穴部500aの配置を示す図である。図10(A)は、本体補強部500と第一フレキシブル基板270aの配置関係を示す図である。図10(B)は、図10(A)における断面線B-Bでの断面図である。
Figure 10 is a diagram showing the arrangement of
第2実施形態においては、同一高さで隣り合う穴部500aどうしの中心間ピッチP1の長さや、一つの列に複数の穴部500aを形成し、これを複数の列に並ぶように形成することは、前述の実施形態と同様である。一方、第2実施形態では、上下方向に隣接する列にある穴部500aの中心位置が、所定の長さだけ、列に沿う方向にずれるように形成される。具体的には、穴部500aを上下2列以上で配置する場合において、上段の穴部500aの中心位置と下段の穴部500aの中心位置との間を中心間ピッチP2とする。このとき、第2実施形態では、中心間ピッチP2を、上段の列において穴部500aどうしが隣り合う中心間ピッチP1と比較して1/2の長さに設定する。
In the second embodiment, the length of the center pitch P1 between
これにより、図10(B)に示すように、本体補強部500に設けた穴部500aが上下で重ならない構成となる。よって、本体補強部500の断面二次モーメントを向上させることが可能になり、撮像装置10の剛性強化が可能になる。
As a result, as shown in FIG. 10(B), the
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態を説明する。なお、前述の実施形態と同一の構成については、同じ記号を用い、重複する部分については、説明を省略する。第3実施形態では、本体補強部500の第一フレキシブル基板270aの接触による電気結合を起因とするEMI対策について、空間形成部材600を配置する例について説明する。
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described. The same components as those in the above-mentioned embodiment will be designated by the same symbols, and descriptions of overlapping parts will be omitted. In the third embodiment, an example of arranging a
図11は、第3実施形態における本体補強部500に配置される空間形成部材600の配置を示す図である。図11(A)は、本体補強部500と第一フレキシブル基板270aと空間形成部材600の配置関係を示す図である。図11(B)は、図11(A)における断面線C-Cでの断面図である。図11(C)は、図11(B)の拡大部Dにおける拡大図である。
Figure 11 is a diagram showing the arrangement of the
第3実施形態の本体補強部500は、空間形成部材600を有する。空間形成部材600の撮影光軸Pに直交する平面の大きさは、可動ユニット200aの可動範囲における移動量が最大となった場合、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bの外形を包含する大きさとなるように構成される。
The main
すなわち、空間形成部材600は、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bが、可動ユニット200aの移動前に、撮影光軸P方向において本体補強部500と重畳する部分を少なくとも含むように配置される。これに加えて、空間形成部材600は、可動ユニット200aの移動時に、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bの外形の移動範囲と、本体補強部500とが重畳する部分をも包含するような大きさで構成される。
That is, the
この場合、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bは、空間形成部材600と常に接触する構成となる。一方で、可動ユニット200aが可動範囲内で移動する限り、本体補強部500と第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bとは、直接接触しない。よって、第一フレキシブル基板270aと本体補強部500の接触による電気結合を起因とするEMI問題を回避することができる。
In this case, the first
図11(C)を参照し、空間形成部材600の構成について説明する。空間形成部材600は、発泡体層600a、接着材層600b、及び基材層600cの3層構成を有する。
The structure of the
発泡体層600aは、本体部としての機能を有する。発泡体層600aは、低コストで入手性のよい材料であるウレタン基材の発泡体で構成される。また、発泡体層600aは、比誘電率が1以上2以下と比較的低い値の発泡体で構成される。
The
接着材層600bは、発泡体層600aを本体補強部500に固定するための接着材で構成される。接着材としては、例えば、両面粘着タイプのテープが適用可能であるが、これに限るものではない。
The
基材層600cは、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bの当接面であるPET基材で構成される。PET基材は、表面の摩擦抵抗が低いものが好ましい。基材層600cがあることにより、可動ユニット200aが移動する際に、第一フレキシブル基板270a及び第二フレキシブル基板270bの摺動性が向上する。これにより、駆動の制御性向上及び消費電力の低減効果が期待できる。なお、基材層600cは、表面の摩擦抵抗が低いものであればよく、必ずしもPET基材でなくともよい。
The
次に、図12を用いて、発泡体層600aの厚みL(図11(C)参照)の好適な設定値について説明する。図12は、第3実施形態における発泡体層600aの厚みLに関する算出値を記載した表である。図12では、上段に発泡体層600aの厚みLを示し、下段に本体補強部500に流れる電流量を電磁界シミュレーションにより算出した値を示す。本体補強部500に流れる電流量は、ノイズの大きさを表している。電磁界シミュレーションによる電流の値は、参考値である。図12では、それぞれの発泡体層600aの厚みLにおけるノイズ低減効果を相対的に比較する。
Next, a suitable setting value for the thickness L of the
図12を参照すると、発泡体層600aの厚みLが厚くなると、ノイズが小さくなる傾向が確認できる。一方で、発泡体層600aの厚みLは、そのまま撮像装置10の厚みに影響するため、発泡体層600aの厚みLをむやみに厚く設定することは好ましくない。ここで、厚みを3mmに設定する場合と2mmに設定する場合とで、厚みの増加量に対するノイズ低減効果が小さくなることが確認できる。このように、厚みの増加量とノイズ低減効果の大きさとに基づいて、発泡体層600aの厚みLを決定するとよい。本実施形態では、1.0mm以上2.0mm以下の範囲で、発泡体層600aの厚みLを設定することで、撮像装置10の大型化を抑えつつ、効率的且つ低コストにノイズ対策を行うことができる。
Referring to FIG. 12, it can be seen that the noise tends to decrease as the thickness L of the
以上のように、本実施形態によれば、低コストの発泡体で構成される発泡体層600aを有する空間形成部材600により、フレキシブル基板270aと本体補強部500との接触を防止する。よって、フレキシブル基板270aと金属板である本体補強部500の接触により生じる電気的結合を原因としたEMIの問題を低コストで解決することができる。
As described above, according to this embodiment, the
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述したが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。また、上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。 The present invention has been described in detail above based on preferred embodiments, but the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the gist of the invention are also included in the present invention. In addition, parts of the above-mentioned embodiments may be combined as appropriate.
10…撮像装置
100…制御基板
200…像ブレ補正ユニット
200a…可動ユニット
200b…支持ユニット
270a…第一フレキシブル基板
400…ベース部材
500…本体補強部
500a…穴部
600…空間形成部材
10...
Claims (4)
撮像素子を有し前記支持ユニットに対して所定軸線に直交する方向に変位可能となるように前記支持ユニットに支持される可動ユニットと、
前記可動ユニットを駆動制御する制御基板と、
前記可動ユニットと前記制御基板とを電気的に接続するフレキシブル基板と、
前記可動ユニットと前記制御基板との間に配置される金属板と、を有し、
前記金属板には、前記金属板と前記フレキシブル基板とが前記所定軸線の方向において重畳する範囲において、複数の穴部が形成され、
前記金属板の材質及び前記撮像素子の駆動周波数によって算出される伝搬信号の1波長であるλが、前記金属板の比誘電率をε、前記金属板の比透磁率をμ、光の速さをc、及び前記撮像素子の前記駆動周波数をfとして、下記式で示される場合に、
ことを特徴とする撮像装置。 A support unit;
a movable unit having an imaging element and supported by the support unit so as to be displaceable in a direction perpendicular to a predetermined axis with respect to the support unit;
A control board that drives and controls the movable unit;
a flexible board that electrically connects the movable unit and the control board;
a metal plate disposed between the movable unit and the control board,
a plurality of holes are formed in the metal plate within a range where the metal plate and the flexible board overlap in the direction of the predetermined axis ;
When λ, which is one wavelength of a propagation signal calculated by the material of the metal plate and the driving frequency of the image sensor, is expressed by the following formula, where ε is the relative dielectric constant of the metal plate, μ is the relative permeability of the metal plate, c is the speed of light, and f is the driving frequency of the image sensor,
1. An imaging device comprising:
前記穴部と隣接する前記穴部との中心間隔は、前記穴部の穴幅の1倍以上2倍以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 Each of the plurality of holes is formed in the same shape,
2. The imaging device according to claim 1 , wherein the center distance between the adjacent holes is equal to or greater than one time and equal to or less than two times the hole width of the holes.
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 3. The imaging device according to claim 2, wherein the holes are arranged in a plurality of rows, and the holes in adjacent rows are offset in a direction along the rows by 1/2 of the center spacing.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 4. The imaging device according to claim 1 , wherein each of the plurality of holes is formed in a circular shape or a regular polygonal shape.
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