JP2011141347A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル配置の設計自由度を向上させることが可能であり、かつ、フレキシブルプリント基板の固定が安定するレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】移動レンズ群２０８を支持する移動レンズ枠２１０と、移動レンズ枠２１０上に配置され、移動レンズ枠２１０を駆動させるためのヨーイング方向駆動コイル３３０とピッチング方向駆動コイル３３２とを有する。また、移動レンズ枠２１０に嫌気性接着剤５０２によって接着され、ヨーイング方向駆動コイル３３０とピッチング方向駆動コイル３３２に駆動電流を伝達するための金属配線と、金属配線を被覆する絶縁カバー層とからなるフレキシブルプリント基板２１２とを備える。また、フレキシブルプリント基板２１２の移動レンズ枠２１０と接着される面の少なくとも一部は金属配線が露出している。
【選択図】図６

Description

本発明は、レンズ鏡筒に関し、特に、レンズ鏡筒内部に配置されるレンズ枠に関する。

近年、レンズからの入射光をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔｅ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの固体撮像素子を用いて撮像し、電気信号に変換後、画像として取り出せるようにした撮像装置が広く用いられている。また、レンズ交換式ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ）や固定レンズ式ＤＳＣ、ムービーなどの携帯用機器の小型化、高性能化の要求に伴い、撮像装置の主要部品であるレンズ鏡筒の小型化、軽量化、薄型化が一層求められている。一般的に、レンズ鏡筒は、複数のレンズをズーム、フォーカスなどそれぞれの機能単位の一群として、複数のレンズ群から構成されている。

従来、撮像時において、特に露光中に手振れなどに起因して、撮像装置が被写体に対して振動することがある。そのため、撮像画像が振れ、フォーカスがずれたような画像になることがある。

そこで、撮像装置の振動に応じて、複数のレンズ群の一部のレンズ群を撮像光軸に対して直交する面で、ヨーイング方向とピッチング方向に移動可能とする光学式の像振れ補正装置（以下、像振れ補正装置と略す）を備えたレンズ鏡筒が提案されている。

例えば、特許文献１では、小型化が可能となる像振れ補正装置を備えたレンズ鏡筒が開示されている。具体的には、特許文献１に開示された像振れ補正装置は、補正レンズ群を支持するレンズ支持部材と、電気基板と、駆動部としての電磁アクチュエータとから主に構成されている。また、電気基板には直進用コイルと回転用コイルが形成されている。さらに、電気基板は、ヨーイング方向への移動を可能にするヨーイング移動枠と、ピッチング方向への移動を可能にするピッチング移動枠との間に挟まれて配置されている。

さらに、像振れ補正装置は、電気基板に電圧を供給するためのフレキシブルプリント基板を有している。フレキシブルプリント基板は、電気基板に電気的に接続されている。具体的には、フレキシブルプリント基板は、電気基板の裏側、すなわち、ヨーイング移動枠側に固定されている。

特開２００７−２４１２５４号公報

従来のレンズ鏡筒において、電気基板は、ヨーイング移動枠と、ピッチング移動枠とで挟まれている。つまり、電気基板にはヨーイング移動枠およびピッチング移動枠と固定するための基板領域が必要であった。また、電気基板とヨーイング移動枠とによってフレキシブルプリント基板が挟まれる構造であった。

一方、レンズ鏡筒の小型化、薄型化の要求にともない、電気基板の面積を縮小して、直進用コイルや回転用コイルなどのコイル配置の設計自由度を向上させたいという要求があった。しかしながら、電気基板の面積を縮小させると、フレキシブルプリント基板の固定が安定しないという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、コイル配置の設計自由度を向上させることが可能であり、かつ、フレキシブルプリント基板の固定が安定するレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明のレンズ鏡筒は、レンズを支持するレンズ枠と、レンズ枠上に配置され、レンズ枠を駆動させるためのコイルと、レンズ枠に嫌気性接着剤によって接着され、コイルに駆動電流を伝達するための金属配線と金属配線を被覆する絶縁カバー層とからなるフレキシブルプリント基板とを備えている。さらに、フレキシブル基板のレンズ枠と接着される面の少なくとも一部は金属配線が露出している。

このような構成によれば、フレキシブルプリント基板とレンズ枠との界面の嫌気性接着剤に、フレキシブルプリント基板の金属配線から金属イオンが拡散する。金属イオンによって、空気と触れている接着面も硬化が進行する。したがって、電気基板の面積を縮小させても、フレキシブルプリント基板とレンズ枠との固定を安定させることが可能になる。

よって、コイル配置の設計自由度を向上させることが可能であり、かつ、フレキシブルプリント基板の固定が安定するレンズ鏡筒が提供可能になる。

また、レンズ枠のフレキシブルプリント基板が接着される領域の周囲の少なくとも一部に嫌気性接着剤を流し込むための溝が形成されていてもよい。このような構成によれば、フレキシブルプリント基板とレンズ枠との間に、容易に接着剤を流し込むことができる。よって、フレキシブルプリント基板とレンズ枠との固定をより安定させることができる。

嫌気性接着剤は、さらに光硬化成分を含んでもよい。このような構成によれば、金属配線から金属イオンが拡散しない部分においても、所定の光が照射されることによって、接着剤の硬化が促進する。よって、さらに、フレキシブルプリント基板とレンズ枠との固定が安定する。

また、金属配線は銅またはアルミニウムのいずれか一つを含んでもよい。このような構成によれば、フレキシブルプリント基板とレンズ枠との間の接着面への金属イオンの拡散速度が速くなる。したがって、接着剤の硬化がより促進され、短時間でフレキシブルプリント基板とレンズ枠との固定が安定する。

また、コイルは、フレキシブルプリント基板上に積層されて固定されてもよい。このような構成によれば、レンズ枠の面積を縮小することが可能になる。よって、レンズ鏡筒の小型化が容易になる。

本発明によれば、コイル配置の設計自由度を向上させることが可能であり、かつ、フレキシブルプリント基板の固定が安定するレンズ鏡筒が提供可能である。

実施の形態１におけるレンズ鏡筒の分解斜視図 同像ぶれ補正ユニットの分解斜視図 同移動レンズ部の分解斜視図 同フレキシブルプリント基板の断面概略図 同移動レンズ部の斜視図 同フレキシブルプリント基板と移動レンズ枠の接着部断面概略図 実施の形態２における移動レンズ部の分解斜視図 同移動レンズ部の斜視図 同ヨーイング方向駆動コイルとフレキシブルプリント基板と移動レンズ枠との接着部断面概略図

（実施の形態１）
［１．レンズ鏡筒１００の概要］
図１に示すように、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とからなる３次元直交座標系が定義される。以下、それぞれの図面において、このＸＹＺ座標系を基準として説明がなされる。すなわち、それぞれの図面におけるＸ軸正方向、Ｙ軸正方向、Ｚ軸正方向は、それぞれ同じ方向を示している。

本実施の形態のレンズ鏡筒１００は、１群枠１０２と２群枠１０４と本体枠１０６と像振れ補正ユニット１０８とフォーカスユニット１１０とカバーユニット１１２とプリズムユニット１１４とから構成される。

１群枠１０２は、例えばポリカーボネート樹脂を成形した成形枠内に複数のレンズが支持されているものである。被写体からの光は1群枠１０２に最初に入射する。

２群枠１０４は、例えばポリカーボネート樹脂を成形した成形枠内に複数のレンズが支持されているものである。２群枠１０４は、レンズ鏡筒１００のズーム倍率を変化させる働きを有する。ここで、２群枠１０４は、光軸Ａ１に沿って本体枠１０６内を移動する。具体的には、２群枠１０４が、１群枠１０２の方向（Ｘ軸負方向）に移動したときは、低倍率になる。一方、２群枠１０４が、像振れ補正ユニット１０８側（Ｘ軸正方向）に移動したときは、高倍率になる。

本体枠１０６は、例えばポリカーボネート樹脂を成形した筒状の枠から構成される。ここで、本体枠１０６は、一定の剛性を有していることが必要である。よって、ポリカーボネート樹脂の換わりに、アルミニウムなどの金属材料が使用されてもよい。

像振れ補正ユニット１０８は、例えばポリカーボネート樹脂を成形した成形枠内に複数のレンズからなる移動レンズ群２０８が支持されているものである。具体的には、像振れ補正ユニット１０８は、移動レンズ枠２１０を有し、移動レンズ枠２１０は、光軸と垂直な平面内を移動する。像振れ補正ユニット１０８は、レンズ鏡筒１００全体の振動によって引き起こされるプリズムユニット１１４への入射光の振れを補正する働きを有する。さらに、像振れ補正ユニット１０８には、フォーカスユニット１１０の駆動に必要な複数のマグネット（図示せず）やフォーカスユニット１１０の位置検出用のＭＲセンサー（図示せず）などが配置されている。

フォーカスユニット１１０は、例えばポリカーボネート樹脂を成形したフォーカスレンズ枠１１１を有する。フォーカスレンズ枠１１１には、コイル１１６とセンサーマグネット（図示せず）が配置されている。また、フォーカスレンズ枠１１１には、複数のレンズからなるフォーカスレンズ群１１７が支持されている。また、像振れ補正ユニット１０８のプリズムユニット１１４側には、２本のガイドポール（図示せず）が光軸Ａ１と平行に配置されている。フォーカスユニット１１０は、フォーカスユニット１１０に開けられた２箇所の穴をそれぞれのガイドポール（図示せず）に通すことにより、光軸Ａ１に沿って移動する。フォーカスユニット１１０は、フォーカスユニット１１０が有するコイル１１６と像振れ補正ユニット１０８内のマグネット（図示せず）の間に働く磁力により、光軸Ａ１に沿ってＸ軸方向を前後に移動する。

カバーユニット１１２は、像振れ補正ユニット１０８とプリズムユニット１１４との間に配置される。

プリズムユニット１１４は、入射光を赤、青、緑の三原色に分解するプリズム１１３とプリズム１１３の出射面に配置された撮像素子１１５とから構成される。撮像素子１１５は、ＣＭＯＳセンサー、ＣＣＤセンサーなどから構成される。

［２．像振れ補正ユニット１０８の構成］
図２に示すように、像振れ補正ユニット１０８は、固定レンズ群２０４を支持する固定枠２０２と、像振れ補正のための移動レンズ群２０８を支持する移動レンズ部２０６とから構成される。

詳しくは、光軸Ａ１に合わせて複数の光学レンズから構成される固定レンズ群２０４が、固定枠２０２に支持されている。固定レンズ群２０４は、撮像素子１１５によって撮像された被写体像の光学性能を維持するためのレンズである。例えば、固定レンズ群２０４によって、被写体像の収差を改善することができる。

さらに、固定枠２０２には、移動レンズ部２０６が指示されている。移動レンズ部２０６は、移動レンズ枠２１０に支持された移動レンズ群２０８と、移動レンズ枠２１０に固定されたフレキシブルプリント基板２１２と、フレキシブルプリント基板２１２に固定されたコイルであるヨーイング方向駆動コイル３３０とピッチング方向駆動コイル３３２とから構成される。移動レンズ枠２１０は、固定枠２０２に対して、Ｙ軸方向であるヨーイング方向とＺ軸方向であるピッチング方向に移動可能である。

また、移動レンズ枠２１０には、移動レンズ枠２１０をＺ軸方向とＹ軸方向に回動自在とし、Ｘ軸方向に保持するための軸受け部が３箇所に設けられている。具体的には、固定枠２０２には、回動シャフト２１６を固定する回動シャフト固定部２１８が設けられている。さらに固定枠２０２には、移動レンズ枠２１０をＸ軸方向に保持するためのショートシャフト２２０を固定するショートシャフト固定部２２１が設けられている。さらに、固定枠２０２には、ロングシャフト２２２を固定するロングシャフト固定部２２４が設けられている。これにより、回動シャフト２１６と、ショートシャフト２２０と、ロングシャフト２２２とを介して、移動レンズ枠２１０は、ヨーイング方向およびピッチング方向に移動可能である。

ヨーイング方向駆動用電磁アクチュエータは、ヨーイング方向駆動コイル３３０とマグネット２３２およびヨーク２３４により構成されている。具体的には、固定枠２０２に固定されたヨーク２３４とヨーク２３４に固定されたマグネット２３２が、移動レンズ枠２１０に固定されたヨーイング方向駆動コイル３３０と一定の間隔で対向している。ピッチング方向駆動用電磁アクチュエータは、ピッチング方向駆動コイル３３２とマグネット２３６およびヨーク２３８により構成されている。具体的には、固定枠２０２に固定されたヨーク２３８とヨーク２３８に固定されたマグネット２３６が、ピッチング方向駆動コイル３３２と一定の間隔で対向している。

また、移動レンズ枠２１０には、フレキシブルプリント基板２１２が接着されている。フレキシブルプリント基板２１２は、ヨーイング方向駆動コイル３３０とピッチング方向駆動コイル３３２とに電気的に接続されている。つまり、フレキシブルプリント基板２１２を介してヨーイング方向駆動コイル３３０とピッチング方向駆動コイル３３２とに電流が供給される。

［３．移動レンズ部２０６の構成］
図３および図５に示すように、フレキシブルプリント基板２１２は移動レンズ枠２１０の固定枠２０２と対向する面に固定されている。また、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２は、フレキシブルプリント基板２１２の上に積層されて固定される。フレキシブルプリント基板２１２の接続端子３３４は、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２と、半田によって固定され、電気的に接続されている。また、ヨーイング方向駆動コイル３３０とピッチング方向駆動コイル３３２のそれぞれは、両面テープによりフレキシブルプリント基板２１２に接着固定されている。

［４．フレキシブルプリント基板２１２の構成］
図４に示すようにフレキシブルプリント基板２１２は、銅、アルミニウムなどの金属配線４０２をポリイミドなどの絶縁カバー層であるベース側樹脂４０４とポリイミドなどの絶縁カバー層であるカバー側樹脂４０６により挟み込んだ構成である。カバー側樹脂４０６の少なくとも一部を金属配線４０２が露出した開口部４０８を設けることにより、金属露出部４１０が形成されている。また、金属露出部４１０は、表面にニッケルなどのめっき処理を施されている。

［５．移動レンズ枠２１０の組立手順］
まず、両面テープ（図示せず）がフレキシブルプリント基板２１２に貼り付けられる。次に、両面テープ（図示せず）を介して、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２が、フレキシブルプリント基板２１２に固定される。次に、フレキシブルプリント基板２１２の接続端子３３４は、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２と、半田によって固定され、電気的に接続される。次に移動レンズ枠２１０に嫌気性接着剤５０２が塗布される。次に、フレキシブルプリント基板２１２が挿入され、移動レンズ枠２１０とフレキシブルプリント基板２１２が接着固定される。最後に移動レンズ群２０８が移動レンズ枠２１０の開口部に支持され、固定される。

図６に示すように、フレキシブルプリント基板２１２のカバー側樹脂４０６と移動レンズ枠２１０との界面および金属配線４０２と移動レンズ枠２１０の界面に嫌気性接着剤５０２が存在する。このようにして、移動レンズ枠２１０とフレキシブルプリント基板２１２とヨーイング方向駆動コイル３３０とが積層されて固定される。なお、ピッチング方向駆動コイル３３２が接着される断面も同様の構造になっている。

また、本実施の形態では、フレキシブルプリント基板２１２上にヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２が積層されて固定される。しかし、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２は移動レンズ枠２１０の他の領域に配置、固定されてもよい。

［６．まとめ］
本実施の形態のレンズ鏡筒１００は、移動レンズ群２０８を支持する移動レンズ枠２１０と、移動レンズ枠２１０上に配置され、移動レンズ枠２１０を駆動させるための、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２を備える。また、移動レンズ枠２１０に嫌気性接着剤５０２によって接着され、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２に駆動電流を伝達するための金属配線４０２と金属配線４０２を被覆するカバー側樹脂４０６とからなるフレキシブルプリント基板２１２とを備える。さらに、フレキシブルプリント基板２１２の移動レンズ枠２１０と接着される面の少なくとも一部は金属配線４０２が露出している。

このような構成によれば、フレキシブルプリント基板２１２と移動レンズ枠２１０との界面の嫌気性接着剤５０２に、金属配線４０２から金属イオンが拡散する。金属イオンによって、空気と触れている接着面も硬化が進行する。したがって、例えば、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２の面積程度にまで、電気基板の面積が縮小されても、すなわち、長方形に近い簡易な形状にしても、フレキシブルプリント基板２１２と移動レンズ枠２１０との固定を安定させることが可能になる。

よって、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２を２対（別体）にして配置できる。つまり、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２配置の設計自由度を向上させることが可能である。また、フレキシブルプリント基板２１２の固定が安定するレンズ鏡筒１００が提供可能になる。

（実施の形態２）
実施の形態２は、移動レンズ部５０４、特に移動レンズ枠の構成に特徴がある。したがって、以下に移動レンズ部５０４の構成と動作の説明がされる。実施の形態２におけるその他の構成については、同一符号を付し、その説明が適宜省略される。

図７および図８に示すように、移動レンズ部５０４において、フレキシブルプリント基板２１２は移動レンズ枠５０６の固定枠２０２と対向する面に固定されている。また、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２は、フレキシブルプリント基板２１２の上に積層されて固定される。フレキシブルプリント基板２１２の接続端子３３４は、ヨーイング方向駆動コイル３３０およびピッチング方向駆動コイル３３２と、半田によって固定され、電気的に接続されている。また、ヨーイング方向駆動コイル３３０とピッチング方向駆動コイル３３２のそれぞれは、両面テープによりフレキシブルプリント基板２１２に接着固定されている。

また、移動レンズ枠５０６には、溝５０８が形成されている。具体的には、溝５０８は、ヨーイング方向駆動コイル３３０の下層のフレキシブルプリント基板２１２が接着される領域の周囲の一部に形成されている。また、溝５０８は、ピッチング方向駆動コイル３３２の下層のフレキシブルプリント基板２１２が接着される領域の周囲の一部に形成されている。

フレキシブルプリント基板２１２を移動レンズ枠５０６に接着する際に、溝５０８に嫌気性接着剤５０２が流し込まれる。

図９に示すように、嫌気性接着剤５０２は、溝５０８からフレキシブルプリント基板２１２と移動レンズ枠５０６との界面に広がる。したがって、フレキシブルプリント基板２１２と移動レンズ枠５０６との界面に容易に接着剤を流し込むことができる。よって、フレキシブルプリント基板２１２と移動レンズ枠５０６との固定をより安定させることができる。

なお、接着剤には、光硬化成分を含むＵＶ硬化型嫌気性接着剤も使用され得る。この場合、金属配線４０２から金属イオンが拡散しない溝５０８に溜まった接着剤に、ＵＶ光が照射されることによって接着剤の硬化が促進する。よって、さらに、フレキシブルプリント基板２１２と移動レンズ枠５０６との固定が安定する。

（他の実施の形態）
本発明の実施の形態として、実施の形態１と実施の形態２が例示された。しかし、本発明は、これには限られない。そこで本発明の他の実施の形態が、以下にまとめて説明される。なお、本発明は、これらには限定されず、適宜修正された他の実施の形態に対しても適用可能である。

実施の形態１および実施の形態２では、レンズ鏡筒１００における像振れ補正ユニット１０８を例に説明がされた。しかし本発明は、これには限られない。例えば、フォーカスユニット１１０はフォーカスレンズ群１１７を支持するフォーカスレンズ枠１１１を有する。また、フォーカスレンズ枠１１１を駆動させるための駆動コイル、および駆動コイルに駆動電流を伝達するためのフレキシブルプリント基板を有する。したがって、本発明は、フォーカスユニット１１０に対しても実施が可能である。

つまり、駆動コイルによってレンズ枠が駆動され、コイルの駆動電流をフレキシブルプリント基板によって伝達されるユニットについては、本発明の適用は可能である。

本発明のレンズ鏡筒は、コイル配置の設計自由度を向上させることが可能であり、かつ、フレキシブルプリント基板の固定が安定するレンズ鏡筒が提供可能である。そのため、本発明は、レンズ交換式ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ）や固定レンズ式ＤＳＣ、ムービーなどの携帯用機器のレンズ鏡筒として広く有用である。

１００ レンズ鏡筒
１０２ １群枠
１０４ ２群枠
１０６ 本体枠
１０８ 像振れ補正ユニット
１１０ フォーカスユニット
１１１ フォーカスレンズ枠
１１２ カバーユニット
１１３ プリズム
１１４ プリズムユニット
１１５ 撮像素子
１１６ コイル
１１７ フォーカスレンズ群
２０２ 固定枠
２０４ 固定レンズ群
２０６，５０４ 移動レンズ部
２０８ 移動レンズ群
２１０，５０６ 移動レンズ枠
２１２ フレキシブルプリント基板
２１６ 回動シャフト
２１８ 回動シャフト固定部
２２０ ショートシャフト
２２１ ショートシャフト固定部
２２２ ロングシャフト
２２４ ロングシャフト固定部
２３２，２３６ マグネット
２３４，２３８ ヨーク
３３０ ヨーイング方向駆動コイル
３３２ ピッチング方向駆動コイル
３３４ 接続端子
４０２ 金属配線
４０４ ベース側樹脂
４０６ カバー側樹脂
４０８ 開口部
４１０ 金属露出部
５０２ 嫌気性接着剤
５０８ 溝

Claims (5)

1. レンズを支持するレンズ枠と、
   前記レンズ枠上に配置され、前記レンズ枠を駆動させるためのコイルと、
   前記レンズ枠に嫌気性接着剤によって接着され、前記コイルに駆動電流を伝達するための金属配線と前記金属配線を被覆する絶縁カバー層とからなるフレキシブルプリント基板とを備え、
   前記フレキシブルプリント基板の前記レンズ枠と接着される面の少なくとも一部は前記金属配線が露出しているレンズ鏡筒。
2. 前記レンズ枠の前記フレキシブルプリント基板が接着される領域の周囲の少なくとも一部に前記嫌気性接着剤を流し込むための溝が形成されている請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記嫌気性接着剤は、さらに光硬化成分を含む請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記金属配線は、銅またはアルミニウムのいずれか一つを含む請求項1から請求項３のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記コイルは、前記フレキシブルプリント基板上に積層されて固定されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。

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