JP2008102313A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】リジット基板とＦＰＣとの接続部を簡略化してレンズ鏡筒を小型化する。
【解決手段】リジット基板３４は、表面３４ａにＣＣＤ５０が実装され、裏面３４ｂに駆動ＩＣ５１が実装されている。リジット基板３５は、表面３５ａに信号処理ＩＣ５２が実装され、裏面３５ｂに半導体素子チップ５３，５４が実装されている。また、リジット基板３４，３５は、ＦＰＣ５５によって表面３４ａ，３５ａ側で接続されており、各リジット基板３４，３５とＦＰＣ５５とがＡＣＦ５６によって電気的に接続される。これらのリジット基板３４，３５は、ＦＰＣ５５によって接続された後、ＦＰＣ５５を湾曲させて、リジット基板３４，３５の裏面３４ｂ，３５ｂが互いに対面して略平行にされた状態でレンズ鏡筒１２内に組み込まれる。
【選択図】図４

Description

本発明は、互いに電気的に接続された複数のリジット基板が収納されたレンズ鏡筒に関する。

従来、電子機器の小型化を実現するために、電子部品が実装されたリジット基板間の接続や、リジット基板の配置に様々な工夫が施されている。例えば、ワイヤーボンディングを用いて、回路基板間の電気的接続をファインピッチで行い、この接続部をコの字上に折り曲げることによって、リジット基板を互いに対面するように配置したものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

このように、ワイヤーボンディングによって、リジット基板を電気的に接続して接続部の小型化が可能であり、さらに、リジット基板を互いに対面するように配置することによって、スペース効率を向上させることが可能である。しかしながら、特許文献１に記載されているように、ワイヤーボンディングによってリジット基板間を電気的に接続すると、外部からの衝撃によって接続部が損傷する危険がある。

このような問題を解決するために、固体撮像装置が実装されたリジット基板と、この固体撮像装置の出力信号を信号処理する信号処理用ＩＣが実装されたリジット基板とをフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと称する）を用いて電気的に接続し、これらのリジット基板を互いに対面するように、カメラ本体内に効率良く配置したものが知られている（例えば、特許文献３参照）。このように、ＦＰＣでリジット基板間を接続することによって、外部から衝撃を受けた場合でも、リジット基板とＦＰＣとの接続部に悪影響が及ぶことがない。また、ＦＰＣで接続することによってリジット基板の配置位置の自由度が向上する。
特開２００１−７５１２号公報 特開２００１−８０６８号公報 特開２０００−２７０２７２号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載されているように、リジット基板間をＦＰＣで電気的に接続する場合、リジット基板とＦＰＣとをコネクタによって接続する方法が一般的であるが、このコネクタは、接続ピッチが最小でも０．３ｍｍ程度であり、固体撮像装置では、３０〜４０ｐｉｎの接続電極を有しているため、９〜１２ｍｍ程度の幅が必要となるので接続部が大型化する。このため、これらのリジット基板をカメラのレンズ鏡筒内に組み込もうとすると、レンズ鏡筒が大型化するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リジット基板とＦＰＣとの接続部を簡略化することによって、小型のレンズ鏡筒を提供する。

上記課題を解決するために、本発明のレンズ鏡筒は、電子部品が実装された複数枚のリジット基板が、フレキシブルプリント基板によって互いに電気的に接続されて鏡筒本体内に収納されているレンズ鏡筒であり、前記リジット基板と前記フレキシブルプリントとが異方性導電材料によって電気的に接続されていることを特徴とするものである。

また、前記リジット基板には、前記異方性導電材料によって前記フレキシブルプリント基板を電気的に接続するための電極部が設けられており、前記電極部は、複数の電極で構成され、各電極の長さが１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内であり、０．１ｍｍ〜１ｍｍのピッチで配置されていることが好ましい。

さらに、前記複数枚のリジット基板は、前記フレキシブルプリント基板によって同一面側で接続された後、前記フレキシブルプリント基板を湾曲させて、前記リジット基板同士が互いに対面するように配置されていることが好ましい。

また、前記リジット基板は、リジット基板部と、一端部が前記リジット基板部と電気的に接続されたフレキシブルプリント基板部とで構成されるリジットフレキシブルプリント基板であり、他端部が前記異方性導電材料によって別のリジット基板に電気的に接続されていても良い。

さらに、前記フレキシブルプリント基板の一端部は、前記異方性導電材料によって前記リジット基板と接続され、他端部は、コネクタによって前記リジット基板に電気的に接続されても良い。また、前記リジット基板の同一箇所の両面に、２本の前記フレキシブルプリント基板の一端部が接続されても良い。

さらに、鏡筒本体は略円筒形状を有し、前記複数のリジット基板は略円盤形状にされていることが好ましい。また、前記複数枚のリジット基板は、撮影レンズの光軸に対して略垂直に配置されていることが好ましい。

さらに、前記フレキシブルプリント基板には、電子部品が実装されていても良い。また、前記リジット基板には、被写体像を光電変換によって電気信号に変換する固体撮像装置が実装されていることが好ましい。さらに、前記鏡筒本体がカメラ本体に着脱自在に装着されることが好ましい。

本発明のレンズ鏡筒によれば、リジット基板同士がフレキシブルプリント基板によって電気的に接続され、さらに、リジット基板とフレキシブルプリント基板が、異方性導電材料によって電気的に接続されているので接続部が小さくなり、複数枚のリジット基板を収納するレンズ鏡筒を小型化することが可能である。

また、鏡筒本体が略円筒形状を有し、複数枚のリジット基板が略円盤形状にされているので、リジット基板の実装面積を大きくすることが可能であり、電子部品を効率良く実装することが可能である。

図１に示すデジタルカメラ１０は、カメラ本体１１と、レンズ鏡筒１２とで構成されており、レンズ鏡筒１２は、カメラ本体１１に着脱自在に装着される。レンズ鏡筒１２の前面には、対物レンズ１３が露呈されており、背面には、マウント部１４が設けられている。このマウント部１４は、３つのバヨネット爪１５を備え、これらが外周に沿って等間隔に配置されている。また、バヨネット爪１５の背面には、マウント接点（図示せず）が配置されている。

カメラ本体１１の前面には、マウント部１９が設けられている。このマウント部１９は、３つのバヨネット溝２０を備えており、これらはマウント部１９の外周に沿って等間隔に配置されている。前述のレンズ鏡筒１２をカメラ本体１１に装着する場合、バヨネット爪１５をバヨネット溝２０に位置合わせして押し込み、時計回りに回転させることによって、レンズ鏡筒１２がカメラ本体１１に装着される。

バヨネット爪１５に設けられたマウント接点は、レンズ鏡筒１２がカメラ本体１１に装着された時に、マウント部１９に設けられたマウント接点（図示せず）と電気的に接続されて、カメラ本体１１とレンズ鏡筒１２との間で信号の送受信が行われる。

また、マウント部１９には、ロックピン２１が設けられており、レンズ鏡筒１２がカメラ本体１１に装着された時に、このロックピン２１が、レンズ鏡筒１２の背面に形成されたピン孔（図示せず）と係合して、レンズ鏡筒１２の回転がロックされる。このため、レンズ鏡筒１２が回転して、カメラ本体１１から脱落することが防止される。

さらに、マウント部１９の近傍には、ロック解除ボタン２２が設けられている。レンズ鏡筒１２がカメラ本体１１に装着されている時に、このロック解除ボタン２２が押圧操作されると、この操作に連動してロックピン２１が後方に移動し、ロックピン２１とピン孔（図示せず）との係合が解除される。このため、ロック解除ボタン２２を押圧しながら、レンズ鏡筒１２を回転させることによって、レンズ鏡筒１２を本体ユニット１１から取り外すことができる。

また、マウント部１９には、前方に向けてバネ付勢されたマウント蓋２３が設けられており、レンズ鏡筒１２が装着されていない時に、カメラ本体１１内に塵埃が侵入することが防止されている。

カメラ本体１１の前面上部には、ストロボ発光窓２４が設けられており、カメラ本体１１の上面には、撮影時に押圧操作されるシャッタボタン２５と、モードを切り替える時に回転操作される切り替えダイヤル２６とが設けられている。また、カメラ本体１１の背面には、ＬＣＤや各種操作ボタン等が設けられている。

次に、レンズ鏡筒１２の内部構成について説明する。図２に示すように、レンズ鏡筒１２は、鏡筒本体３１と、対物レンズ１３と、ズームレンズ３２と、フォーカスレンズ３３と、２つのリジット基板３４，３５とを備えて構成されている。鏡筒本体３１は、略円筒形状を有している。対物レンズ３２は、この鏡筒本体３１の前面に露呈されるように、鏡筒本体３１の内部で固定されている。また、鏡筒本体３１の背面側には、前述のマウント部１４が一体に設けられている。

ズームレンズ３２は、対物レンズ１３の背後に設けられており、さらに、このズームレンズ３２の背後には、フォーカスレンズ３３が設けられている。これらのレンズ１３，３２，３３は、各光軸が一致するように配置されている。ズームレンズ３２は、レンズ枠３６によって保持されており、フォーカスレンズ３３は、レンズ枠３７によって保持されている。

また、鏡筒本体３１の内壁には、各レンズ１３，３２，３３の光軸と略平行となるように、ガイド軸３８が固定されている。レンズ枠３６，３７の一端部には、このガイド軸３８が挿通されており、このガイド軸３８によって光軸方向の移動がガイドされる。

鏡筒本体３１内には、モータ４１，４２が設けられており、鏡筒本体３１の内壁に固定されている。モータ４１は、ギア４３，４４を介してリードスクリュー４５を回転させ、モータ４２は、ギア４６，４７を介してリードスクリュー４８を回転させる。リードスクリュー４５は、レンズ枠３６の他端部と螺合されており、同様に、リードスクリュー４８は、レンズ枠３７の他端部と螺合されている。

このため、モータ４１によってリードスクリュー４５が回転されると、レンズ枠３６はガイド軸３８によって回転止めされて、レンズ枠３６が光軸方向に移動する。また、モータ４２によってリードスクリュー４８が回転されると、同様に、レンズ枠３７が光軸方向に移動する。

リジット基板３４，３５は、フォーカスレンズ３３の背後で互いに対面するように略平行に配置されている。リジット基板３４には、フォーカスレンズ３３と対面する表面３４ａに、固体撮像装置であるＣＣＤイメージセンサ（以下、単にＣＣＤと称する）５０が実装されている。

図３〜図７を参照して、リジット基板３４，３５の構成を説明する。リジット基板３４，３５は、基材がセラミックまたはガラスで形成されており、略円盤形状を有している。これらのリジット基板３４，３５の外径は、鏡筒本体３１の内径よりも小さくされている。このように、鏡筒本体３１の形状に倣ってリジット基板３４，３５を円盤形状にすることによって、リジット基板３４，３５を矩形状に形成した場合よりも電子部品の実装面積を大きくすることが可能であり、電子部品を効率良く配置することができる。なお、リジット基板３４，３５は、セラミックやガラスに限らず、例えば、樹脂で形成しても良い。しかし、リジット基板３４，３５をセラミックやガラスによって形成した場合、コネクタ等を用いずに直接接続できるため、セラミックやガラスによって形成することが好ましい。

また、リジット基板３４の裏面３４ｂには、ＣＣＤ５０を駆動するＣＣＤドライバやタイミングジェネレータ等を備えた駆動ＩＣ５１が実装されている。リジット基板３５の表面３５ａには、ＣＣＤ５０から出力された撮像信号を処理する信号処理ＩＣ５２が実装されている。また、裏面３５ｂには、半導体素子チップ５３，５４が実装されている。この半導体素子チップ５３，５４は、例えば、チップ抵抗やチップトランジスタ等である。

また、これらのリジット基板３４，３５は、各々の表面３４ａ，３５ａ側でＦＰＣ５５によって電気的に接続されており、これらの接続部は、ＡＣＦ（異方性導電フイルム）５６によって接続されている。このＡＣＦ５６は、絶縁性の樹脂からなる接着シート中に導電性微粒子が分散され、厚み方向（接続方向）に導電性を有し、面方向（横方向）に絶縁性を有するシートである。導電性微粒子としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル等の金属や炭素等の導電性を有する物質から形成されている。

リジット基板３４，３５の表面３４ａには、ＡＣＦ接続用の電極部５７が設けられている。この電極部５７は、図５に示すように、矩形状の電極５７ａが複数配列されて構成されており、これらの電極５７ａは、ＣＣＤ５０と図示せぬ配線によって電気的に接続されている。また、各電極５７ａの長さＬは１ｍｍ〜３ｍｍ、ピッチＰは、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲にされている。これらの電極５７ａに対して、ＦＰＣ５５の一端に設けられた複数の電極５５ａを電気的に接続する際、電極５７ａと電極５５ａとの間にＡＣＦ５６を介在させた後、熱圧着加工を施すことによって、電極５７ａと電極５５ａとが導電性微粒子を介して電気的に接続される。

なお、ＦＰＣ５５とリジット基板３４との接続について説明したが、ＦＰＣ５５とリジット基板３５との接続も同様であり、詳しい説明を省略する。このように、リジット基板３４，３５をＦＰＣ５５によって、表面３４ａ，３５ａ側で電気的に接続した状態（図３及び図４に示す状態）から、ＦＰＣ５５を湾曲させてリジット基板３４，３５の裏面３４ｂ，３５ｂ同士を対面させた状態（図７に示す状態）で、レンズ１３，３２，３４の光軸と略垂直となるように、鏡筒本体３１内に組み込まれて固定される。

上記説明において、ＡＣＦ５６を用いて、ＦＰＣ５５とリジット基板３４，３５との２つの電気的に接続する場合を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、２つのリジット基板３４，３５の一方とＦＰＣ５５の接続のみにＡＣＦ５６を用いても良い。

例えば、図８に示すように、リジット基板３５に替えて、リジットＦＰＣ７０を用いても良い。このリジットＦＰＣ７０は、リジット部７１とＦＰＣ部７２とで構成されており、ＦＰＣ部７２の一端部が予めリジット部７１と電気的に接続されている。このリジットＦＰＣ７０を用いる場合、ＦＰＣ部７２の他端部が、ＡＣＦ５６を用いてリジット基板３４に電気的に接続される。

また、図９に示すように、ＡＣＦ５６を用いてＦＰＣ５５の一端部とリジット基板３４とを電気的に接続し、コネクタ７３を用いてＦＰＣ５５の他端部とリジット基板３５とを電気的に接続しても良い。なお、コネクタ７３は、例えば、リジット基板３５に固定されたメス側コネクタ部と、ＦＰＣ５５の他端部に設けられたオス側コネクタ部とで構成され、これらを嵌合させることによって、電気的に接続される。

また、上記説明において、リジット基板３４，３５間を１本のＦＰＣ５５を用いて電気的に接続する場合について説明したが、２本のＦＰＣを用いてリジット基板間を接続しても良い。

図１０〜図１２を参照して、リジット基板３４，３５を２本のＦＰＣ７５，７６によって電気的に接続する場合について説明する。ＦＰＣ７５は、リジット基板３４，３５を表面３４ａ，３５ａ側で電気的に接続し、ＦＰＣ７６は、これらを裏面３４ｂ，３５ｂ側で電気的に接続する。なお、ＦＰＣ７６は、ＦＰＣ７５よりも寸法が長くされており、ＦＰＣ７５に弛みを持たせた状態（図１０に示す状態）で接続される。

その後、リジット基板３４，３５の裏面３４ｂ，３５ｂが対面するように、ＦＰＣ７５，７６を湾曲させた状態（図１１及び図１２に示す状態）でレンズ鏡筒１２内に組み込まれる。なお、リジット基板３４にＣＣＤが実装されていない場合、表面３４ａ，３４ａ同士を対面させて配置しても良い。この場合、ＦＰＣ７５よりもＦＰＣ７６の長さを長くすれば良い。また、ＡＣＦ５６によって、ＦＰＣ７５，７６の両端をリジット基板３４，３５に接続する場合について説明したが、これに限るものではなく、ＦＰＣ７５，７６の一方の端部のみをＡＣＦ５６によって電気的に接続し、コネクタ６０等によって、他方の端部を接続しても良い。

また、上記実施形態において、リジット基板３４，３５間を単に電気的に接続する接続部材としてＦＰＣを用いる場合について説明したが、ＦＰＣ上に電子部品を実装しても良い。

図１３，図１４を参照して、ＦＰＣ上に電子部品を実装する場合について説明する。リジット基板３４，３５は、表面３４ａ，３５ａ側でＦＰＣ８０によって電気的に接続されており、これらの接続部は、図６と同様に、ＡＣＦ５６を用いる。

このＦＰＣ８０の表面側には、電子部品８１ａ〜８１ｄが実装されている。この電子部品８１ａ〜８１ｄは、例えば、ＡＭＰ（アンプ）や、ＣＤＳ（相関二重サンプリング回路）や、Ａ／Ｄ変換器等である。この場合も、リジット基板３４，３５の裏面３４ａ，３５ａが対面するようにＦＰＣ８０を湾曲させた状態（図１４に示す状態）でレンズ鏡筒１２内に組み込まれる。

前述したように、Ａ／Ｄ変換器をＦＰＣに実装することによって、ＣＣＤから出力された撮像信号がリジット基板に送信される途中に、デジタル信号に変換されるので、リジット基板にＡ／Ｄ変換器を設けた場合と比べて、アナログ信号のまま送信される距離が短くなりノイズの影響を低減できる。

なお、電子部品８１ａ〜８１ｄをＦＰＣ８０の表面側に実装された場合について説明したが、これに限るものではなく、ＦＰＣ８０の裏面側に実装しても良いし、ＦＰＣ８０の両面に実装しても良い。

なお、上記実施形態において、異方性導電材料として、ＡＣＦを用いる場合を例に説明したが、これに限るものではなく、異方性導電ペーストを用いても良い。

また、上記実施形態において、２枚のリジット基板をレンズ鏡筒内に設けた場合を例に説明したが、これに限るものではなく、３枚以上のリジット基板を設けても良い。

さらに、上記実施形態において、ＣＣＤや信号処理ＩＣ等をリジット基板に実装した場合を例に説明したが、これらに限るものではなく、他の電子部品、例えば、モータドライバ等のＩＣでも良い。

また、上記実施形態において、カメラ本体に着脱自在なレンズ鏡筒を例に説明したが、これに限るものではなく、レンズ鏡筒がカメラ本体に一体に設けられていても良い。さらに、上記実施形態において、ＣＣＤをレンズ鏡筒内に設ける場合を例に説明したが、ＣＣＤをカメラ本体内に設けても良い。

また、上記実施形態において、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、これに限るものではなく、本発明を銀塩カメラに適用しても良い。

デジタルカメラの構成を示す外観斜視図である。 レンズ鏡筒の構成を示す断面図である。 リジット基板の接続を示す斜視図である。 リジット基板同士の接続を示す断面図である。 リジット基板の電極部の構成を示す平面図である。 リジット基板とＦＰＣとの接続部を示す断面図である。 リジット基板同士の接続を示す断面図であり、２つのリジット基板を接続後に対面させた状態を示している。 リジット基板とリジットＦＰＣとの接続を示す断面図である。 リジット基板同士の接続を示す断面図であり、ＦＰＣの一端部をＡＣＦによって接続し、他端部をコネクタで接続した場合を示している。 リジット基板同士の接続を示す断面図であり、２本のＦＰＣで接続した状態を示している。 リジット基板同士の接続を示す断面図であり、２本のＦＰＣでの接続後にリジット基板同士を対面させた状態を示している。 リジット基板同士の接続を示す斜視図であり、２本のＦＰＣでの接続後にリジット基板同士を対面させた状態を示している。 半導体部品が実装されたＦＰＣを用いてリジット基板を接続した状態を示す断面図である。 半導体部品が実装されたＦＰＣを用いてリジット基板を接続した状態を示す斜視図であり、ＦＰＣの接続後にリジット基板同士を対面させた状態を示している。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１１ カメラ本体
１２ レンズ鏡筒
３４，３５ リジット基板
５０ ＣＣＤ
５１ 駆動ＩＣ
５２ 信号処理ＩＣ
５３，５４，８１ａ〜８１ｄ 半導体素子チップ
５５，７５，７６，８０ ＦＰＣ
５６ ＡＣＦ
５７ 電極部
７０ リジットＦＰＣ
７１ リジット部
７２ ＦＰＣ部
７３ コネクタ部

Claims (12)

1. 電子部品が実装された複数枚のリジット基板が、フレキシブルプリント基板によって互いに電気的に接続されて鏡筒本体内に収納されているレンズ鏡筒において、
   前記リジット基板と前記フレキシブルプリントとが異方性導電材料によって電気的に接続されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記リジット基板には、前記異方性導電材料によって前記フレキシブルプリント基板を電気的に接続するための電極部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 前記電極部は、複数の電極で構成され、各電極の長さが１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内であり、０．１ｍｍ〜１ｍｍのピッチで配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のレンズ鏡筒。
4. 前記複数枚のリジット基板は、前記フレキシブルプリント基板によって同一面側で接続された後、前記フレキシブルプリント基板を湾曲させて、前記リジット基板同士が互いに対面するように配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載のレンズ鏡筒。
5. 前記リジット基板は、リジット基板部と、一端部が前記リジット基板部と電気的に接続されたフレキシブルプリント基板部とで構成されるリジットフレキシブルプリント基板であり、他端部が前記異方性導電材料によって別のリジット基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のレンズ鏡筒。
6. 前記フレキシブルプリント基板の一端部は、前記異方性導電材料によって前記リジット基板と接続され、他端部は、コネクタによって前記リジット基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載のレンズ鏡筒。
7. 前記リジット基板の同一箇所の両面に、２本の前記フレキシブルプリント基板の一端部が接続されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか記載のレンズ鏡筒。
8. 鏡筒本体は略円筒形状を有し、前記複数のリジット基板は略円盤形状にされていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか記載のレンズ鏡筒。
9. 前記複数枚のリジット基板は、撮影レンズの光軸に対して略垂直に配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか記載のレンズ鏡筒。
10. 前記フレキシブルプリント基板には、電子部品が実装されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか記載のレンズ鏡筒。
11. 前記リジット基板には、被写体像を光電変換によって電気信号に変換する固体撮像装置が実装されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか記載のレンズ鏡筒。
12. 前記鏡筒本体がカメラ本体に着脱自在に装着されることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか記載のレンズ鏡筒。

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