JP2014010163A - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増加させず、レンズ鏡筒の外径を大きくすることなく、内部にフレキシブルプリント基板を確実に収納することができるレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒２は、３群レンズ３１、３群保持部材３２及び３群駆動モータ３３を有し、光軸方向に移動可能な３群レンズユニット３０と、３群駆動モータ３３と電気的に接続される３群ＦＰＣ３４とを備える。３群ＦＰＣ３４は、一端が３群保持部材３２に保持され、他端が屈曲部３４ａとされた第１の湾曲部３４ｘと、一端が屈曲部３４ａとされ、他端が３群レンズユニット３０以外のレンズ鏡筒２内の部位に固定される第２の湾曲部３４ｙとからなる湾曲部３４ｗを有する。３群レンズユニット３０が光軸方向で移動する際に、屈曲部３４ａにおける第１の湾曲部３４ｘ及び第２の湾曲部３４ｙの屈曲により３群レンズユニット３０の移動量が吸収されるようにする。
【選択図】図８

Description

本発明は、撮像装置本体と電気的な接続を行うためのフレキシブルプリント基板を装備したレンズ鏡筒、及びこのレンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置では、撮影レンズを保持するレンズ鏡筒の電動ユニットと撮像装置本体とを電気的に接続する手段として、フレキシブルプリント基板（以下「ＦＰＣ」と記す）が使用されている。図１０は、ＦＰＣを介してカメラ本体と電気的に接続されるレンズ鏡筒の従来の構成例を示す断面図である。

カメラ本体１０１に装着されたレンズ鏡筒１００は、レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４と、電気部品１０２，１０３，１０４と、ＦＰＣ１０５，１０６を備えている。折り曲げガイド部材１０７に沿ってＦＰＣ１０５，１０６を折り曲げ、クリップ部材１０８を用いてＦＰＣ１０５，１０６の折り曲げ部を折り曲げガイド部材１０７に挟持、固定している。これにより、ＦＰＣ１０５，１０６は、所定の方向にガイド（案内）されている（特許文献１参照）。

特開平７−１８１３６０号公報

しかしながら、図１０に示した構造では、ＦＰＣ１０５，１０６を誘導するために、折り曲げガイド部材１０７とクリップ部材１０８をレンズ鏡筒１００の内部に配置する必要がある。そのため、部品点数が増加し、レンズ鏡筒１００の外径も大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、部品点数を増加させず、また、レンズ鏡筒の外径を大きくすることなく、内部にフレキシブルプリント基板を確実に収納することができるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明に係るレンズ鏡筒は、光軸方向において移動可能なレンズユニットを備えるレンズ鏡筒であって、電子部品と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板を備え、前記レンズユニットは、レンズと、前記レンズを保持する保持部材と、前記電子部品とを有し、前記フレキシブルプリント基板は、前記レンズの周囲に配置される湾曲部を有し、前記湾曲部は、一端が前記保持部材に保持されると共に他端が屈曲部となって前記光軸方向と略直交するように配置される第１の湾曲部と、一端が前記屈曲部となって前記第１の湾曲部とつながると共に他端が前記レンズ鏡筒の内部において前記レンズユニット以外の部位に固定される第２の湾曲部とを有し、前記レンズユニットが前記光軸方向において移動する際に、前記屈曲部における前記第１の湾曲部及び前記２の湾曲部の屈曲により、前記レンズユニット以外の前記部位に対する前記レンズユニットの移動量が吸収されることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数を増加させず、また、レンズ鏡筒の外径を大きくすることなく、レンズ鏡筒の内部にフレキシブルプリント基板を確実に収納することが可能になる。

本発明の実施形態に係るデジタルカメラの外観斜視図である。 レンズ鏡筒が繰出状態にあるときの図１のデジタルカメラの外観斜視図である。 図１のデジタルカメラが備えるレンズ鏡筒の収納状態（沈胴状態）における斜視図及び分解斜視図である。 図３のレンズ鏡筒を構成する３群レンズユニットの外観斜視図及び分解斜視図である。 図４の３群レンズユニットを構成する３群フレキシブルプリント基板の展開図である。 図３のレンズ鏡筒が収納状態にあるときと繰出状態にあるときの３群レンズユニットの分解斜視図である。 図３のレンズ鏡筒が繰出状態にあるときの正面図と、その正面図に示す矢視Ａ−Ａでの断面図である。 図４の３群レンズユニットの第１の変形例を示す斜視図及び部分拡大図である。 図４の３群レンズユニットの第２の変形例を示す斜視図及び部分拡大図である。 フレキシブルプリント基板を介してカメラ本体と電気的に接続されるレンズ鏡筒の従来の構成例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係るレンズ鏡筒を備える撮像装置として、所謂、デジタルカメラを取り上げることとする。

＜デジタルカメラの外観構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラの外観斜視図であり、図１（ａ）は正面側斜視図であり、図１（ｂ）は背面側斜視図である。図１の各斜視図は、デジタルカメラのレンズ鏡筒２がデジタルカメラのカメラ本体１に繰り込まれて収納された状態（沈胴状態）を示している。図２は、レンズ鏡筒２がカメラ本体１から繰り出した繰出状態にあるときのデジタルカメラの外観斜視図（正面側斜視図）である。

図１（ａ）及び図２に示すように、デジタルカメラは、カメラ本体１の正面ほぼ中央に、被写体像を光電変換して画像デ−タを生成するＣＣＤやＣＭＯＳイメ−ジセンサ等の撮像素子（不図示）に光学像を結像させる沈胴式のレンズ鏡筒２を備える。レンズ鏡筒２は、電源がオフのときには、図１（ａ）に示すようにカメラ本体１に繰り込まれた収納状態（沈胴状態）になり、電源がオンされると、図２に示すようにカメラ本体１から繰り出された繰出状態となる。また、カメラ本体１の正面側には、撮影者が被写体を肉眼で確認するためのファインダ７と、測距を行う場合の補助光を発光する補助光発光部８とが配置されている。

カメラ本体１の上面部には、電源ボタン３、レリーズボタン４及びズームレバー５等の操作部材と、ストロボ９が設けられている。なお、図１及び図２には、ストロボ９はカメラ本体１に収納された状態が示されており、ストロボ９は、発光時にはストロボ光がレンズ鏡筒２にケラレないように、カメラ本体１からポップアップする構造となっている。

図１（ｂ）に示すように、カメラ本体１の背面側には、機能切り替え等を行うための複数の操作ボタン６と、撮影画像やカメラ本体１の各種機能の設定メニュー等を表示するため液晶ディスプレイ等からなる表示部６０が設けられている。また、カメラ本体１を背面側から見たときの右側面には、ストラップ取り付け用部材６１と、外部出力ケーブル用コネクタ（不図示）を覆う開閉可能なコネクタ蓋６２が設けられている。

＜レンズ鏡筒２の構成＞
レンズ鏡筒２の繰出動作の概要について、図３を参照して説明する。図３（ａ）は、収納状態（沈胴状態）にあるレンズ鏡筒２をデジタルカメラの背面側から見た斜視図であり、図３（ｂ）は、レンズ鏡筒２の分解斜視図である。

レンズ鏡筒２は、１群レンズユニット１０と、２群レンズユニット２０と、３群レンズユニット３０と、シャッタユニット４０と、第１カム筒７０と、第１固定筒７１と、駆動筒７２と、第２固定筒７３と、センサホルダユニット５０とを備える。

１群レンズユニット１０は１群レンズ１１を保持しており、１群レンズユニット１０の内周部には、周方向に１２０度間隔で等分した３箇所に１群カムフォロア１２が設けられている。２群レンズユニット２０は２群レンズ２１を保持しており、２群レンズユニット２０の外周部には、周方向に１２０度間隔で等分した３箇所に、２群カムフォロア２２が設けられている。

３群レンズユニット３０は、３群レンズ３１と、３群レンズ３１を保持する３群駆動部材３５と、３群駆動部材３５を保持する３群保持部材３２を備える。３群保持部材３２の外周部には、周方向に１２０度間隔で等分した３箇所に、３群カムフォロア３２ａが設けられている。なお、３群レンズユニット３０の構造については、後に詳細に説明する。

シャッタユニット４０は、シャッタバネ（不図示）及びシャッタ用駆動モータ（不図示）を備えており、シャッタ用駆動モータでシャッタバネを開閉する構造となっている。シャッタユニット４０の外周部には、周方向に１２０度間隔で等分した３箇所に、シャッタユニットカムフォロア４２が設けられている。

センサホルダユニット５０は、撮像素子を実装したセンサフレキ５１と、鏡筒駆動モータ５２と、鏡筒駆動ギヤ群５３と、制御基板（不図示）と鏡筒駆動モータ５２とを電気的に接続するための鏡筒ＦＰＣ（鏡筒フレキシブルプリント基板）５４とを備える。レンズ鏡筒２をカメラ本体１から繰り出すとき、制御基板（不図示）から鏡筒ＦＰＣ５４を介して鏡筒駆動モータ５２に電力が供給される。これにより、鏡筒駆動モータ５２が駆動し、鏡筒駆動モータ５２の駆動力は、鏡筒駆動ギヤ群５３と駆動筒７２の駆動筒ギヤ部７２ａを介して駆動筒７２に伝達される。こうして、駆動筒７２は、レンズ鏡筒２の光軸を中心として回転する。

ここで、第１カム筒７０の外周部には、周方向に１２０度間隔で等分した３箇所に、第１カム筒カムフォロア７０ａが設けられている。第１カム筒カムフォロア７０ａは、第１固定筒７１に形成された第１固定筒カム溝７１ｂを貫通して、駆動筒７２に形成された駆動筒カム溝７２ｂに係合している。そのため、駆動筒７２が回転すると第１カム筒７０は、光軸を中心に回転しながら光軸方向に移動する。

第１カム筒７０の外周側には、１群レンズユニット１０に設けられた１群カムフォロア１２と係合する第１カム筒外周カム溝７０ｂが形成されている。そのため、１群レンズユニット１０は、第１カム筒７０の回転移動にしたがって、第１カム筒外周カム溝７０ｂに倣って光軸方向に移動する。

第１カム筒７０の内周側には、シャッタユニット４０に設けられたシャッタユニットカムフォロア４２と係合する第１カム筒内周カム溝７０ｃと、３群レンズユニット３０に設けられた３群カムフォロア３２ａと係合する第１カム筒内周カム溝７０ｄが形成されている。そのため、シャッタユニット４０と２群レンズユニット２０はそれぞれ、第１カム筒７０の回転移動にしたがって、第１カム筒内周カム溝７０ｃ，７０ｄに倣って光軸方向に移動する。

駆動筒７２の内周側には、３群レンズユニット３０に設けられた３群カムフォロア３２ａと係合する駆動筒内周カム溝７２ｃが形成されている。駆動筒７２が回転すると、３群レンズユニット３０は、駆動筒内周カム溝７２ｃに倣って光軸方向に移動する。

デジタルカメラの電源がオンされると、以上の動作により、レンズ鏡筒２はカメラ本体１から繰り出され、図１（ａ）に示す状態から図２に示す状態へと遷移する。

＜３群レンズユニット３０の構成＞
３群レンズユニット３０の構成について、図４及び図５を参照して説明する。図４（ａ）は、３群レンズユニット３０をデジタルカメラの背面側から見た外観斜視図であり、図４（ｂ）は、３群レンズユニット３０の分解斜視図である。また、図５は、図４（ａ），（ｂ）に示す３群ＦＰＣ（３群フレキシブルプリント基板）３４の展開図である。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、３群レンズユニット３０は、３群レンズ３１と、３群駆動部材３５と、３群駆動モータ３３と、ビス３８と、３群駆動ラック３６と、スプリング３７と、３群保持部材３２と、３群ＦＰＣ３４とを備える。

３群ＦＰＣ３４は、各種の電子部品と電気的に接続される。具体的には、３群ＦＰＣ３４が備える半田部３４ｄは、３群保持部材３２に保持された電子部品の一例である３群駆動モータ３３と電気的に接続される。また、３群ＦＰＣ３４には、３群駆動部材３５の位置を検出する電子部品の一例であるフォトインタラプタ等の位置検出センサ３４ｃが取り付けられている。更に、３群ＦＰＣ３４は、３群フレキ位置決め穴３４ｈを有する。３群ＦＰＣ３４は、３群保持部材３２に光軸方向に突出するように設けられた突起部である３群保持部材ダボ３２ｃに３群フレキ位置決め穴３４ｈが圧入されることで、３群保持部材３２に対して位置決めされ、保持される。更に、３群ＦＰＣ３４は、３群フレキ端子部３４ｂを有し、３群フレキ端子部３４ｂは、本実施形態では、３群レンズユニット以外の部位であるセンサホルダユニット５０に設けられたコネクタ５５（図３（ａ）参照）と電気的に接続、固定される。

３群駆動部材３５は、穴部３５ｂを有する。穴部３５ｂに３群保持部材３２に設けられた３群保持部材軸部３２ｂが挿通保持されることで、３群駆動部材３５は、３群保持部材軸部３２ｂに対して光軸方向に移動可能となっている。また、３群駆動部材３５は、３群レンズ３１と、３群駆動ラック３６と、スプリング３７を保持している。３群駆動ラック３６に設けられた３群駆動ラックネジ部と３群駆動モータ３３に設けられた３群駆動モータネジ部３３ａとが螺合し、スプリング３７は、３群駆動ラック３６を３群駆動モータネジ部３３ａに付勢している。

３群保持部材軸部３２から３群駆動部材３５を繰り出すとき、制御基板（不図示）から鏡筒ＦＰＣ５４（図３（ａ）参照）及び３群ＦＰＣ３４を介して、３群駆動モータ３３に電力が供給される。これにより３群駆動モータ３３が駆動すると、３群駆動モータネジ部３３ａが回転駆動する。３群駆動モータネジ部３３ａの回転駆動力は、３群駆動ラック３６を介して３群駆動部材３５に伝達され、３群駆動部材３５を光軸方向に移動させる。こうして、３群駆動部材３５を光軸方向で移動させることにより（被写体側へ進出させ、或いは、被写体側から退避させることにより）、フォーカス動作が行われる。

図５に示すように、３群ＦＰＣ３４は、３群レンズ３１の周囲に配置され、３群保持部材３２のリング形状に沿って湾曲した形状を有する３群フレキ湾曲部３４ｗを有する。３群フレキ湾曲部３４ｗは、第１の湾曲部（以下「第１湾曲部」と記す）３４ｘと第２の湾曲部（以下「第２湾曲部」と記す）３４ｙを有する。

３群ＦＰＣ３４では、図４に示すように、第１湾曲部３４ｘと第２湾曲部３４ｙとが対向するように（光軸方向に見たときに重なるように）、３群ＦＰＣ屈曲部３４ａにおいて３群フレキ湾曲部３４ｗを屈曲させている。そのため、図４に示されるように、第１湾曲部３４ｘと第２湾曲部３４ｙは、光軸と略直交するように対向して配置される。第１湾曲部３４ｘは、その一端に備える３群フレキ位置決め穴３４ｈにより３群保持部材３２に対して位置決めされて保持され、他端が３群ＦＰＣ屈曲部３４ａとなっている。第２湾曲部３４ｙは、一端が３群ＦＰＣ屈曲部３４ａとなっており、他端がコネクタ５５に固定される３群フレキ端子部３４ｂとなっている。

本実施形態では、３群ＦＰＣ屈曲部３４ａの位置を明確にしておくために、銅箔からなる配線補強部３４ｅを、３群ＦＰＣ３４の外形端に３群ＦＰＣ屈曲部３４ａを挟んで一定間隔で分離させた形態で設けている。つまり、配線補強部３４ｅの分離領域に３群ＦＰＣ屈曲部３４ａを設けることで、視覚的に配線補強部３４ｅの位置を認識することが容易になる。また、配線補強部３４ｅの分離領域では、配線補強部３４ｅが設けられている部分に比べて剛性が弱くなるため、この分離領域に３群ＦＰＣ屈曲部３４ａを設けることで、正確に３群フレキ湾曲部３４ｗを屈曲させることができるようになる。

＜レンズ鏡筒２の繰り出し動作時の３群レンズユニット３０の挙動＞
レンズ鏡筒２の繰り出し動作時における３群レンズユニット３０の挙動について、３群ＦＰＣ３４の撓み方を踏まえて、図６及び図７を参照して説明する。

図６（ａ）は、レンズ鏡筒２が沈胴状態にあるときの３群レンズユニット３０の分解斜視図であり、図６（ｂ）は、レンズ鏡筒２が繰出状態にあるときの３群レンズユニット３０の分解斜視図である。図７（ａ）は、レンズ鏡筒２の繰出状態を示す正面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す矢視Ａ−Ａ断面図である。

図６（ａ）に示すように、レンズ鏡筒２が沈胴状態にあるとき、第１湾曲部３４ｘと第２湾曲部３４ｙとは、ほぼ平行な状態となっている。このとき、３群ＦＰＣ３４には撓みもなく、３群レンズユニット３０とセンサホルダユニット５０との間に収まっている。

図６（ｂ）に示すように、レンズ鏡筒２がカメラ本体１から繰り出した繰出状態では、３群レンズユニット３０は光軸方向を被写体側に移動し、３群ＦＰＣ３４は第１湾曲部３４ｘと第２湾曲部３４ｙとが離れる方向に屈曲する。３群ＦＰＣ３４は３群保持部材ダボ３２ｃとコネクタ５５とで固定されているが、第１湾曲部３４ｘと第２湾曲部３４ｙは固定されておらず、移動自由な領域となっている。そのため、３群ＦＰＣ３４の屈曲のみで３群レンズユニット３０の移動量を吸収することができる。

図７（ｂ）に示すように、レンズ鏡筒２が繰出状態にあるとき、３群ＦＰＣ屈曲部３４ａにおける屈曲によって、第１湾曲部３４ｘと第２湾曲部３４ｙとの間に屈曲角度θが生じる。屈曲角度θを極力小さくすることが、３群ＦＰＣ屈曲部３４ａに繰り返して掛かる応力を小さくして、３群ＦＰＣ３４の断線を防ぐことにつながる。したがって、具体的には、屈曲角度θが９０度以下になるように、３群フレキ湾曲部３４ｗの長さＬ（図５参照）を長くする。これにより、繰り返される屈曲に対する断線防止効果を高めることができる。

以上の説明の通り、本実施形態に係るレンズ鏡筒２では、レンズ鏡筒２が沈胴状態にあるときと繰出状態にあるときとで、３群ＦＰＣ３４の屈曲角度を変えるよう構成している。これにより、レンズ鏡筒２が繰出状態から沈胴状態へと遷移する際に、３群ＦＰＣ３４が大きく撓むことを防止することができるため、３群ＦＰＣ３４が他の部品に干渉してレンズ鏡筒２がカメラ本体１内に収納できなくなる事態の発生を防止することができる。よって、部品点数を増加させずに、また、レンズ鏡筒２の外径を大きくすることなく、レンズ鏡筒２の内部に３群ＦＰＣ３４を確実に収納することができる。

＜実施形態の変形例＞
上記の実施形態では、３群ＦＰＣ３４に、第１湾曲部３４ｘと、第２湾曲部３４ｙと、３群ＦＰＣ屈曲部３４ａとを設け、３群レンズユニット３０の光軸方向での移動に対して３群ＦＰＣ３４を屈曲させる構成とした。しかし、これに限定されず、図８（ａ），（ｂ）に示す第１の変形例の構成、或いは、図９（ａ），（ｂ）に示す第２の変形例の構成に変更してもよい。

図８（ａ）は、３群レンズユニット３０の第１の変形例を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示される３群ＦＰＣ屈曲部３４ａ付近の拡大図である。第１の変形例では、３群ＦＰＣ３４において、第１湾曲部３４ｘと第２湾曲部３４ｙとの間を両面テープ８０等の接着部材により貼り付けている。これにより、繰り返される屈曲の際に生じる負荷が両面テープ８０の端部８０ａに掛かるようになるため、３群ＦＰＣ屈曲部３４ａに負荷を掛かり難くすることができる。

図９（ａ）は、３群レンズユニット３０の第２の変形例を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示される３群ＦＰＣ屈曲部３４ａ付近の拡大図である。第２の変形例では、第１の変形例と同様に、３群ＦＰＣ３４における３群ＦＰＣ屈曲部３４ａの近傍で、第１湾曲部３４ｘと第２湾曲部３４ｙとを両面テープ８０等の接着部材により貼り付けている。また、第２の変形例では、３群ＦＰＣ３４を折り曲げた状態で３群ＦＰＣ屈曲部３４ａの近傍において３群保持部材３２に新たに設けられた３群保持部材ダボ３２ｃに嵌め込まれる穴部を第１湾曲部３４ｘと第２湾曲部３４ｙのそれぞれに形成し、これらの穴部をこの３群保持部材ダボ３２ｃに圧入して３群ＦＰＣ３４を位置決めし、保持している。これにより、３群ＦＰＣ３４を、光軸に垂直な面方向に位置をばらつかせることなく、収納することができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、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。例えば，上記実施形態では、３群レンズユニット３０を構成するフレキシブルプリント基板の構成について説明したが、レンズ鏡筒２を構成する他のフレキシブルプリント基板についても、上記実施形態と同様の構成を採用してもよい。

２ レンズ鏡筒
３０ ３群レンズユニット
３１ ３群レンズ
３２ ３群保持部材
３２ｃ ３群保持部材ダボ
３３ ３群駆動モータ
３４ ３群ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
３４ａ ３群ＦＰＣ屈曲部
３４ｘ 第１湾曲部
３４ｙ 第２湾曲部
３５ ３群駆動部材
８０ 両面テープ

Claims (5)

1. 光軸方向において移動可能なレンズユニットを備えるレンズ鏡筒であって、
   電子部品と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板を備え、
   前記レンズユニットは、レンズと、前記レンズを保持する保持部材と、前記電子部品とを有し、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記レンズの周囲に配置される湾曲部を有し、
   前記湾曲部は、一端が前記保持部材に保持されると共に他端が屈曲部となって前記光軸方向と略直交するように配置される第１の湾曲部と、一端が前記屈曲部となって前記第１の湾曲部とつながると共に他端が前記レンズ鏡筒の内部において前記レンズユニット以外の部位に固定される第２の湾曲部とを有し、
   前記レンズユニットが前記光軸方向において移動する際に、前記屈曲部における前記第１の湾曲部及び前記２の湾曲部の屈曲により、前記レンズユニット以外の前記部位に対する前記レンズユニットの移動量が吸収されることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記フレキシブルプリント基板は、一定の間隔で分離して設けられた配線補強部を有し、
   前記配線補強部の分離領域に前記屈曲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. 前記屈曲部の近傍において前記第１の湾曲部と前記第２の湾曲部とを接着する接着部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記第１の湾曲部と前記第２の湾曲部はそれぞれ、前記屈曲部の近傍において前記光軸方向において貫通する穴部を備え、
   前記保持部材は、前記光軸方向に突出する突起部を備え、
   前記第１の湾曲部と前記第２の湾曲部は、前記第１の湾曲部と前記第２の湾曲部のそれぞれに設けられた前記穴部が前記突起部に圧入されることにより、前記保持部材に保持されていることを特徴とする請求項３記載のレンズ鏡筒。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮像装置。