JP2011164524A - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化と設計の自由度に優れたレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】撮像光学系を収納する第１ユニット１０と、撮像素子２１を保持する第２ユニット２０、とを有するレンズ鏡筒２において、第２ユニットに設けられ、変倍モータ３２とフォーカスモータ４２に電力を供給するフレキシブル基板５０と、第１ユニットに設けられ、フレキシブル基板の一部を巻き付けるための一対の巻き付け棒７２と７４を有し、フレキシブル基板は一対の巻き付け棒に着脱可能に構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒および撮像装置に関する。

デジタルカメラのレンズ鏡筒は、撮像光学系を保持する前側の（被写体側の）第１ユニットと、撮像素子を保持する後側の（撮像素子側の）第２ユニットから構成され、第１ユニットは第２ユニットに対して光軸方向に着脱可能に構成されている。

一方、レンズ鏡筒には、撮像光学系の変倍レンズを駆動する変倍モータとフォーカスレンズを駆動するフォーカスモータに電力を供給するフレキシブル基板も設けられている。そして、第１ユニットを第２ユニットに対して着脱する際に第１ユニットをフレキシブル基板に干渉しないように移動させて作業性を向上することが求められている。これに対して、特許文献１は、フレキシブル基板の一部を第２ユニットの背面に配置することを提案している。

特開２００９−２１６７２５号公報

特許文献１のように、第２ユニットの背面にフレキシブル基板を配置すると第１ユニットを第２ユニットから着脱する際にフレキシブル基板とは干渉しないが、カメラの光軸方向の厚さが厚くなって小型化の要請に反する。小型化の要請に応えるためにはフレキシブル基板を第１ユニットの周囲に配置する方が有利であり、具体的には、光軸方向に垂直な平面において第１ユニットが移動する経路の外側にフレキシブル基板を配置すればよいことになる。

この場合、フレキシブル基板の長さを十分長くすれば移動する第１ユニットとは干渉しないが、フレキシブル基板が占める空間を確保しなければならず小型化の要請に反することになる。一方、小型化のためにフレキシブル基板を第１ユニットの外周に接触させると、第１ユニットのフレキシブル基板の接触部よりも光軸方向の後側（撮像素子側）に接触部よりも光軸方向に垂直な平面において外側に張り出した部分を設けることができない。このため、第１ユニットの形状が制限されてレンズ鏡筒の設計の自由度が不十分となる。

そこで、本発明は、小型化と設計の自由度に優れたレンズ鏡筒および撮像装置を提供することを例示的な目的とする。

本発明のレンズ鏡筒は、変倍用の変倍レンズと焦点調節用のフォーカスレンズを有する撮像光学系を収納する第１ユニットと、前記撮像光学系が形成する光学像を光電変換する撮像素子と前記変倍レンズを駆動する変倍モータと前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスモータを保持する第２ユニット、とを有し、前記第１ユニットが前記第２ユニットから着脱可能に構成されたレンズ鏡筒であって、前記第２ユニットに設けられ、前記変倍モータと前記フォーカスモータに電力を供給するフレキシブル基板と、前記第１ユニットに設けられ、前記フレキシブル基板と係合してこれを屈曲させる屈曲手段と、を有し、前記フレキシブル基板は、前記第１ユニットと係合していない展開状態と、前記第１ユニットの前記屈曲手段によって屈曲されて光軸方向に垂直な平面において前記展開状態よりも内側に位置する屈曲状態と、の間で変位することを特徴とする。

本発明によれば、小型化と設計の自由度に優れたレンズ鏡筒および撮像装置を提供することができる。

図１は、本実施例の撮像装置の部分拡大斜視図である。 図２は、図１に示す撮像装置のレンズ鏡筒を組み立てた状態を示す正面図である。 図３は、図２に示すレンズ鏡筒のフレキシブル基板を取り付けた状態を示す正面図である。 図４は、図３の部分拡大断面図である。 図５は、図３の上面図である。 図６は、図３の背面図である。 図７は、本実施例の撮像装置の斜視図である。

図１は、図７に示す本実施例の撮像装置の部分拡大分解斜視図である。本実施例の撮像装置１はデジタルカメラであるが、デジタルビデオカメラなど他の撮像装置にも適用可能である。

図７に示すように、撮像装置１は、被写体を撮像するレンズ鏡筒２を有し、レンズ鏡筒２は、図１に示すように、前側（被写体側）の第１ユニット１０と後側（撮像素子側）の第２ユニット２０とを有する。そして、レンズ鏡筒２は、第１ユニット１０と第２ユニット２０との間で分離可能であり、本実施例では、第１ユニット１０は第２ユニット２０に対して光軸方向に着脱可能に構成されている。

第１ユニット１０は被写体の光学像を形成する撮像光学系を収納する。撮像光学系は、不図示の固定レンズ群と、光軸方向に移動可能に構成された変倍用の不図示の変倍レンズ（ズームレンズ）と、光軸方向に移動可能に構成されて焦点調節用の不図示のフォーカスレンズと、を有する。

また、第１ユニット１０は、後述するように、フレキシブル基板５０の収納部６５を形成する。また、第１ユニット１０はフレキシブル基板５０の一部（後述するストリップ５６）が接触する接触部１１と、張出部１２と、を有する。張出部１２は、接触部１１よりも光軸方向において撮像素子２１に近く、接触部１１よりも光軸方向に垂直な平面において外側に張り出している。

第２ユニット２０は、撮像光学系によって撮像された被写体像（光学像）を光電変換する撮像素子２１を有し、これを保持する。第２ユニット２０は、放熱部材２２および２５、変倍ユニット３０、フォーカスユニット４０、フレキシブル基板５０を更に有する。

図６は第２ユニット２０の背面図である。撮像素子２１は熱伝導に優れた材料から構成される放熱部材２２に保持されている。放熱部材２２はほぼ円盤形状を有して中央に撮像素子２１が固定された取付部２２ａと、図６の左側にほぼ正方形形状を有する熱伝導部２２ｂを有する。また、３つのビス２３によって放熱部材２２の取付部２２ａは第２ユニット２０の基部に固定されている。ビス２３は、後述するように、第１ユニット１０の張出部１２に固定される。

一方、第２ユニット２０の基部の一部である張出部８０には放熱部材２５が予め固定されている。放熱部材２５は、縦長の長方形形状を有する取付部２５ａと、熱伝導部２２ｂとほぼ同一形状のほぼ正方形形状を有して図６において熱伝導部２２ｂの下に配置される熱伝導部２５ｂと、を有する。

図６は、熱伝導部２２ｂの下に配置される熱伝導部２５ｂを括弧書で示している。これは、図１の参照符号３４、３６、４４についても同様である。

放熱部材２２及び２５は、共に熱伝導に優れた材料から構成され、熱伝導部２２ｂ及び２５ｂの間には熱伝導に優れて軟らかい材料（シリコーンなど）からなる不図示の熱伝導部材が配置される。熱伝導部２２ｂ及び２５ｂは開口を有して不図示の熱伝導部材がその中に入ることを可能にするため、撮像装置の光軸方向の小型化を実現する。撮像素子２１からの熱は放熱部材２２から不図示の熱伝導部材を介して放熱部材２５に伝達されて放熱される。

放熱部材２５の取付部２５ａは、一対の位置決め穴と、ビス２６ａが挿入される穴を有する（ビス２６ｂは取付部２５ａの外側にある）。張出部８０は、光軸方向と直交する平面において外側に張り出した部分である。

張出部８０は、放熱部材２５を位置決めするために放熱部材２５の位置決め穴に挿入される位置決めピン８１および８２と、ビス２６ａ〜２６ｃが挿入される穴部を有する。図１は、３つのビス２６ａ〜２６ｃの端部を示している。固定部材であるビス２６ａ及び２６ｂは、後述する第２ブロック７０の不図示の裏面に設けられた不図示のビス穴にて固定される。

変倍ユニット３０は、変倍モータ３２と、回転検出部３４と、鏡筒位置検出部３６と、を有する。

変倍モータ３２は変倍レンズを光軸方向に移動（駆動）する。変倍モータ３２を回転すると第１ユニット１０へ不図示のギアボックスを介して動力が伝達されて第１ユニット１０の各筒及びレンズホルダが光軸方向へ移動する。

回転検出部３４は変倍モータ３２の不図示のモータ軸に係合するギアボックスの中の不図示のギアの回転を検出する。回転検出部３４によって変倍量を検出することができる。

鏡筒位置検出部３６は、レンズ鏡筒２の第１ユニット１０の基準位置、いわゆるリセットを検出する光センサである。鏡筒位置検出部３６の検出信号を基準として、第１ユニット１０を駆動させ、回転検出部３４の回転数を検出して第１ユニット１０の位置を制御することができる。

鏡筒位置検出部３６は第１ユニット１０ではなく第２ユニット２０に設けられている。従来のように鏡筒位置検出部３６を第１ユニット１０に設けると第２ユニット２０から第１ユニット１０を分離する際にフレキシブル基板５０と鏡筒位置検出部３６とを分離しなければならないが、本実施例ではその必要がなく作業性が向上している。

フォーカスユニット４０は、フォーカスモータ４２と、フォーカス位置検出部４４と、を有する。

フォーカスモータ４２はフォーカスレンズを光軸方向に移動（駆動）する。フォーカスモータ４２が回転すると、それと一体の不図示のスクリューが回転し、スクリューに連結した不図示のナットが光軸方向へ移動し、ナットに連結したフォーカスレンズが光軸方向へ移動する。

フォーカス位置検出部４４はフォーカスレンズの基準位置を検知し、フォーカス位置検出部４４からの基準信号よりフォーカスモータの回転量を制御する。

フレキシブル基板５０は、変倍モータ３２、回転検出部３４、鏡筒位置検出部３６フォーカスモータ４２、フォーカス位置検出部４４に電力を供給する可撓性のある回路基板である。具体的には、フレキシブル基板５０は、変倍モータ３２との接続部５１、回転検出部３４との接続部５２、鏡筒位置検出部３６との接続部５３、フォーカスモータ４２との接続部５４、フォーカス位置検出部４４との接続部５５を有する。

また、フレキシブル基板５０は回路基板であるため、電力だけでなく不図示の制御部からの制御信号やその他の信号を通信するために使用される信号線（配線）を有している。

上述したように、鏡筒位置検出部３６は第１ユニット１０には配置されていないので、第１ユニット１０を第２ユニット２０から分離する際に接続部５３と鏡筒位置検出部３６との接続を解除する必要がないので作業性が向上している。

フレキシブル基板５０は、フォーカスユニット４０と変倍ユニット３０との間の一部である細長いストリップ５６を有し、このストリップ５６は第２ユニット２０の裏面には配置されない。フレキシブル基板５０が第２ユニット２０の裏面には配置されないので光軸方向の厚さは短くなり小型化の要請に応えることができる。

ストリップ５６は光軸方向に垂直な平面において第１ユニット１０が光軸方向に着脱する経路の外側に配置される。この場合、ストリップ５６の長さを十分長くすれば移動する第１ユニットとは干渉しないが、フレキシブル基板５０のストリップ５６が占める空間を確保しなければならず撮像装置の小型化の要請に反することになる。

一方、小型化の要請に応えるためにストリップ５６を第１ユニット１０の外周に接触させると、第１ユニット１０の接触部１１よりも光軸方向の後側に接触部１１よりも光軸方向に垂直な平面において外側に張り出した部分を設けることができなくなる。このような張出部を設けた場合には第１ユニット１０を着脱する際にストリップ５６と干渉してしまう。この結果、第１ユニットの形状が制限されてレンズ鏡筒の設計の自由度が不十分となる。

そこで、本実施例は、図１及び図２に示すように、フレキシブル基板５０の一部を長いループ状のストリップ５６にし、ストリップ５６を展開状態と収納状態の間で変位するように構成している。そして、展開状態において、第１ユニット１０を第２ユニット２０に対して着脱するようにする。

なお、本実施例は、フレキシブル基板５０が変位する部分を細長いストリップ５６にしているが、本発明は変位する部分が細長い形状にされることは必ずしも要求しない。但し、フレキシブル基板５０の細長い部分を使用することによって屈曲や収納が容易になる。

また、本実施例では、フレキシブル基板５０の変位する部分は変倍モータ３２とフォーカスモータ４２との間にあるが、変倍モータ３２とフォーカスモータ４２の配置が異なる場合には変位する部分もそれに応じて変更される。

フレキシブル基板５０のストリップ５６は、第１ユニット１０が第２ユニット２０から着脱される際には、図１及び図２に示すように、展開状態となる。また、フレキシブル基板５０のストリップ５６は、第１ユニット１０が第２ユニット２０に固定された後では図３〜図６に示すように収納状態になる。

図２は、図１に示すレンズ鏡筒を組み立てた状態を示す正面図である。この状態は、フレキシブル基板５０のストリップ５６が収納部６５に収納される前の展開状態である。ストリップ５６の長さは、ストリップ５６が適当な張力を維持した状態で収納部６５に収納されるような長さに予め設定されている。

展開状態はフレキシブル基板５０が第１ユニット１０と係合していない状態である。展開状態にあるストリップ５６は収納状態にあるストリップ５６よりも光軸方向に垂直な平面において外側にあれば足り、本発明はストリップ５６が撮像装置の部材によって多少屈曲される場合も許容する。但し、光軸方向に垂直な平面において、展開状態にあるストリップ５６が屈曲していない場合に、その内側を通過する第１ユニットの経路を広く確保することができる。

一方、収納状態にあるストリップ５６は、展開状態にあるストリップ５６よりも光軸方向に垂直な平面において内側に配置されるように屈曲される必要がある。

図３は、図２に示す状態においてストリップ５６が収納部６５に収納された収納状態を示す正面図である。これによって、第１ユニット１０の接触部１１よりも光軸方向において撮像素子２１に近い側に、接触部１１よりも外側に張り出した張出部１２や第２ブロック７０を設けることができ、レンズ鏡筒２の設計の自由度を確保することができる。張出部１２の撮像素子２１の側の裏面には、上述したビス２３が挿入されて固定される。

本実施例の収納状態にあるストリップ５６は一部が第１ユニット１０の接触部１１に接触するが、本発明はストリップ５６の一部が第１ユニット１０に接触することを要求するものではない。但し、光軸方向に垂直な平面において、収納状態にあるストリップ５６が第１ユニット１０に接触すれば、収納状態にあるストリップ５６の占める空間をコンパクトにすることができる。

本実施例ではストリップ５６は第１ユニット１０に固定された収納ユニットに収納される。収納ユニットは、第１ブロック６０と第２ブロック７０から構成され、第１ブロック６０と第２ブロック７０との間の空隙に収納部６５を形成する。収納部６５にストリップ５６は屈曲された状態（または折り畳まれた状態）で収納される。

第１ブロック６０は、本実施例ではほぼ三角柱形状を有して前側に（被写体側に）配置されたブロック部材であるが、その形状は特に限定されない。第１ブロック６０の第２ブロック７０に対向する裏面６１は収納状態にあるストリップ５６が収納部６５から抜け落ちることを防止するストッパとして機能する。裏面６１は光軸に垂直な平面を構成する。

第２ブロック７０は、第１ブロック６０に対向する正面７１に一対の巻き付け棒７２と７４を有し、第１ブロック６０の後側に配置されたブロック部材である。正面７１は光軸に垂直な平面を構成する。

なお、一対の巻き付け棒７２と７４は正面７１に形成される代わりに、第１ブロック６０の裏面６１に形成されてもよい。第２ブロック７０は、放熱部材２５が固定される固定部としての機能も有する。

一対の巻き付け棒７２と７４は同じ長さを有し、それらの先端と第１ブロック６０の裏面６１との間には隙間がある。その隙間を介してストリップ５６は収納部６５に入れられて一対の巻き付け棒７２と７４に巻き付けられる。

一対の巻き付け棒７２及び７４はフレキシブル基板５０のストリップ５６と係合してこれを屈曲状態（収納状態）にする屈曲手段であるが、ストリップ５６を屈曲させる手段はこれに限定されるものではない。

例えば、巻き付け棒の数は３つ以上であってもよいし、屈曲手段は円筒形状ではなく屈曲した面を有する突起形状であってもよい。あるいは、第２ブロック７０の正面７１から一対の巻き付け棒７２及び７４を除去して溝を形成し、そこにストリップ５６を這わせてもよい。更には、ストリップ５６が挿入される溝を有し、展開状態ではストリップ５６を展開する第１の位置にあり、収納状態ではストリップ５６が挿入された状態で回転されてからストリップ５６の張出量が少なくなる第２の位置に移動する部材を設けてもよい。

以下、フレキシブル基板５０の収納方法について説明する。図４は、図３を、第１ブロック６０と第２ブロック７０との間の光軸に垂直な平面で切断した断面図である。図５は、図３の上面図である。

まず、上述したように、ストリップ５６は、一対の巻き付け棒７２と７４の先端と第１ブロック６０の裏面６１との間の隙間から収納部６５に挿入される。次に、ストリップ５６は、巻き付け棒７２の下側に巻き付けられ、次いで、巻き付け棒７４の上側に巻き付けられる。ストリップ５６が一対の巻き付け棒７２と７４の間に巻き付けられることによってフレキシブル基板５０のたるみを除去することができ、また、フレキシブル基板５０のストリップ５６は、図３に示すように、第１ユニット１０の外部には突出しなくなる。

この構成により、図５に示すように、第１ユニット１０の外周に沿って巻き付けられたフレキシブル基板５０の光軸方向の背後に張出部１２や第２ブロック７０を設けることができる。第２ブロック７０も接触部１１の光軸方向の後側にあって光軸方向に垂直な平面において接触部１１よりも張り出した張出部である。

第１ユニット１０を第２ユニット２０から取り外す際には、フレキシブル基板５０を一対の巻き付け棒７２及び７４から取り外して図２に示す状態にしてから第１ユニット１０を第２ユニット２０から分離する。取り外し作業はフレキシブル基板とそれが接続されている電気素子とを電気的に切断するわけではないので作業性はさほど損なわれない。

以上、本実施例は、フレキシブル基板５０のストリップ５６を第１ユニット１０の着脱時にその経路から図２に示すように大きく退避させ、第１ユニット１０を第２ユニットに組み付けた後で第１ユニット１０の外周に接触するように屈曲させる。このため、フレキシブル基板５０との干渉を気にせずに第１ユニット１０の外形を大きくすることができ、接触部１１よりも光軸方向の撮像素子側に接触部１１よりも外側に張り出した部分（張出部１２や第２ブロック７０）を設けることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

撮像装置は被写体を撮像する用途に適用することができる。

２ レンズ鏡筒
１０ 第１ユニット
２０ 第２ユニット
２１ 撮像素子
３２ 変倍モータ
４２ フォーカスモータ
５０ フレキシブル基板
７２、７４ 巻き付け棒（屈曲手段）

Claims (5)

1. 変倍用の変倍レンズと焦点調節用のフォーカスレンズを有する撮像光学系を収納する第１ユニットと、前記撮像光学系が形成する光学像を光電変換する撮像素子と前記変倍レンズを駆動する変倍モータと前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスモータを保持する第２ユニット、とを有し、前記第１ユニットが前記第２ユニットから着脱可能に構成されたレンズ鏡筒であって、
   前記第２ユニットに設けられ、前記変倍モータと前記フォーカスモータに電力を供給するフレキシブル基板と、
   前記第１ユニットに設けられ、前記フレキシブル基板と係合してこれを屈曲させる屈曲手段と、
   を有し、
   前記フレキシブル基板は、前記第１ユニットと係合していない展開状態と、前記第１ユニットの前記屈曲手段によって屈曲されて光軸方向に垂直な平面において前記展開状態よりも内側に位置する屈曲状態と、の間で変位することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記第２ユニットに設けられ、前記フレキシブル基板によって電力が供給されて前記レンズ鏡筒の位置を検出する検出部を更に有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第１ユニットは、
   前記屈曲状態にある前記フレキシブル基板が接触する接触部と、
   当該接触部よりも前記光軸方向において前記撮像素子に近い側に前記光軸方向に垂直な平面において前記接触部よりも外側に張り出した張出部と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記撮像素子を放熱する放熱部材と、
   前記放熱部材を前記第２ユニットに取り付けると共に前記第２ユニットを前記第１ユニットの前記張出部に固定する固定部材と、
   を更に有することを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする撮像装置。