JP2015069183A - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動ユニットをガイドするガイド部を鏡筒内のベース部材に対して貫通して延出させることなく、レンズ鏡筒内部にフレキシブル基板を確実に収納可能とする。
【解決手段】レンズ鏡筒が沈胴位置と撮影位置との間で移動するに伴って光軸方向に移動する２群レンズユニット１０４と、２群レンズユニットに一端が接続されたシャッタＦＰＣ２０７と、光軸方向に延出して２群レンズユニットに固定支持され、シャッタＦＰＣをガイドするセンサホルダ２０５と、センサホルダ２０５に対して相対的にスライド移動可能にセンサホルダ２０５に取り付けられたＦＰＣガイド部２０９とを備えるレンズ鏡筒を設ける。レンズ鏡筒が撮影位置から沈胴位置に移動する際には、ＦＰＣガイド部は、センサホルダに対して被写体側にスライド移動する。レンズ鏡筒が沈胴位置から撮影位置に移動する際には、ＦＰＣガイド部は、センサホルダに対して撮像素子側にスライド移動する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電動ユニットへの給電用のプリント基板を備えるレンズ鏡筒および撮像装置に関する。

使用しない時はレンズ群をカメラ本体に収納して収納状態となり、撮影時にはレンズ群を所定の位置まで繰り出して撮影状態となるレンズ鏡筒（沈胴鏡筒）が提案されている。また、複数のレンズ群を光軸方向へ移動させることで、撮影レンズの焦点距離を可変とする、所謂、ズームレンズ鏡筒が提案されている。

沈胴鏡筒の機能とズームレンズ鏡筒の機能の双方を有し、電磁的な手段により駆動する電動ユニットである絞りまたはシャッタが、光軸方向へ移動するレンズ群と一体となって光軸上を移動するように構成されたレンズ鏡筒が提案されている。このレンズ鏡筒において、光軸方向へ移動する電動ユニットと、移動しないカメラ本体の電源ターミナルとは、電気的に接続される必要がある。したがって、このレンズ鏡筒は、フレキシブルプリント基板を用いて互いを接続し、フレキシブルプリント基板の屈曲を利用して、電動ユニットがいかなる位置に変位しようとも常に電気的に接続されるように構成されている。

また、レンズ鏡筒が備える電動ユニットとして、カメラの手振れによる像ブレを補正するブレ補正手段を駆動するアクチュエータや、レンズ鏡筒内の温度を測るセンサを保持するセンサホルダが考えられる。そして、このアクチュエータやセンサホルダが、鏡筒内の変位する光学群に一体に構成されたレンズ鏡筒もある。このレンズ鏡筒においても、アクチュエータやセンサをカメラ本体のカメラターミナルに接続するために、フレキシブルプリント基板が用いられている。

近年、ズームレンズの高倍率化に伴い、レンズ鏡筒には多段沈胴タイプのものが多く用いられるようになってきた。そして、レンズ鏡筒の伸長状態から沈胴状態への作動に伴うＦＰＣ（Flexible printed circuits）の撓みの量も大きくなってきており、このようなレンズ鏡筒に関しては各種の技術が提案されている。

特許文献１は、収納状態で、電動ユニットである２群レンズユニットの２群地板と一体に移動するガイド部が、ベース部材の貫通穴を貫通して、更に被写体側へ延出する長さに構成したレンズ鏡筒を開示している。

特開２００９−４２４７４号公報

特許文献１が開示するレンズ鏡筒では、２群レンズユニットのガイド部がベース部材に対して貫通して延出しているので、外力が加わると、衝撃によってガイド部が破損する恐れがある。

本発明は、電動ユニットをガイドするガイド部を鏡筒内のベース部材に対して貫通して延出させることなく、鏡筒内部にフレキシブル基板を確実に収納可能とするレンズ鏡筒の提供を目的とする。

本発明の一実施形態のレンズ鏡筒は、レンズを保持するレンズ保持枠を備え、前記レンズ鏡筒が沈胴位置と撮影位置との間で移動するに伴って光軸方向に移動する電動ユニットと、前記電動ユニットに一端が接続されたフレキシブル基板と、前記電動ユニットに設けられ、前記フレキシブル基板をガイドする第１のガイド部材と、前記第１のガイド部材に対して相対的にスライド移動可能に当該第１のガイド部材に取り付けられた第２のガイド部材とを備える。前記レンズ鏡筒が撮影位置から沈胴位置に移動する際には、前記第２のガイド部材は、前記第１のガイド部材に対して被写体側にスライド移動し、前記レンズ鏡筒が沈胴位置から撮影位置に移動する際には、前記第２のガイド部材は、前記第１のガイド部材に対して撮像素子側にスライド移動する。

本発明のレンズ鏡筒によれば、電動ユニットをガイドするガイド部を鏡筒内のベース部材に対して貫通して延出させることなく、鏡筒内部にフレキシブル基板を確実に収納することが可能となる。

ズームレンズ鏡筒の沈胴状態を示す図である。 ズームレンズ鏡筒の撮影状態を示す図である。 ２群レンズユニットを被写体側から見たときの分解斜視図である。 センサホルダユニットの分解斜視図である。 内周側から見たときのセンサホルダの斜視図である。 ＦＰＣガイド部のセンサホルダに対する配置を説明する図である。 ＦＰＣガイド部のセンサホルダに対する配置を説明する図である。

図１および図２は、本実施形態の撮像装置の全体構成例を示す図である。
図１は、本実施形態の撮像装置が備えるレンズ鏡筒（ズームレンズ鏡筒）の沈胴状態を示す。図２は、当該ズームレンズ鏡筒の撮影状態を示す。

ズームレンズ鏡筒は、３群レンズ構成であり、ズーム動作によって光軸と平行な方向に光軸上を移動することができる。具体的には、ズームレンズ鏡筒は、１群レンズ保持枠１０１、絞りユニット１０２、第２レンズ保持枠１０３、シャッタＦＰＣ２０７、３群レンズ保持枠１０５を備える。

１群レンズ保持枠１０１は、第１レンズ群１，２を保持する。絞りユニット１０２は、光量調節を行う絞りを備える。第２レンズ保持枠１０３は、第２レンズ群３，４を保持する。シャッタＦＰＣ２０７は、２群レンズユニット１０４に接続されている。３群レンズ保持枠１０５は、第３レンズ群５を保持する。

１群レンズ保持枠１０１の外周部には、周方向に１２０度間隔で等分した３箇所に、カムフォロワ（図示を省略）が形成されている。１群レンズ保持枠１０１は、カムフォロワが移動カム筒１０７に設けられたカムに倣うことで光軸方向に移動可能となっている。

２群レンズユニット１０４は、２群レンズ保持枠１０３を光軸と直交する平面内で移動させる駆動制御ユニットと、シャッタユニットとを備えている。２群レンズユニット１０４は、本実施形態において電動ユニットとして機能する。

２群レンズユニット１０４の外周部には、周方向に１２０度間隔で等分した３箇所に、カムフォロワ（図示を省略）が形成されている。２群レンズユニット１０４は、カムフォロワが移動カム筒１０７に設けられたカムに倣うことで光軸方向に移動可能となっている。

２群レンズユニット１０４の外周部には、さらに、光軸方向に延出し、センサホルダ２０５（図４）に対して相対的にスライド移動可能に構成されたＦＰＣガイド部２０９が形成されている。センサホルダ２０５は、第１のガイド部材、ＦＰＣガイド部２０９は第２のガイド部材として機能する。ＦＰＣガイド部２０９は、レンズ鏡筒の収納位置において、ＣＣＤホルダ１０６に接する状態で配置されている。

また、絞りユニット１０２は、光量調節を行う絞り羽根を備えている。絞りユニット１０２には、１群レンズ保持枠１０１、２群レンズユニット１０４と同様に、カムフォロワが設けられている。

図３は、２群レンズユニットを被写体側から見たときの分解斜視図である。２群レンズユニット１０４は、２群レンズ３，４を保持する２群レンズ保持枠１０３と、シャッタユニットを備える２群ベース２１２とを備える。

２群ベース２１２に設けられるステッピングモータ２０１は、光量調節するＮＤフィルタを駆動する駆動源である。ステッピングモータ２０２は、シャッタを駆動する駆動源である。また、２群レンズ保持枠１０３は、防振用レンズホルダであり、被写体像のブレ（像ブレ）を補正する機能を持っている。

２群レンズ保持枠１０３は、２群ベース２１２上の３箇所に配置されている防振駆動用ボール２０３の上に配置されている。２群レンズ保持枠１０３は、不図示の３個の引っ張りバネによって付勢されることで、２群ベース２１２に保持されている。そして、２群レンズ保持枠１０３は、像ブレの検出結果に応じて、防振駆動用ボール２０３の上を所定の範囲で光軸と直交する方向に駆動する。

以下に、撮像装置が備える防振機構について説明する。図３に示すように、２群ベース２１２には、コイルユニット２０４ａ，２０４ｂが２箇所配置されている。２群レンズ保持枠１０３には、不図示のマグネットが２箇所配置されている。それぞれのマグネットは、２群ベース２１２の２箇所のコイルユニット２０４ａ，２０４ｂと光軸方向に対向する位置に配置されている。

また、図３に示すように、２群レンズ保持枠１０３の周囲には、センサホルダ２０５が配置されている。センサホルダ２０５は、２群レンズ保持枠１０３の２箇所のマグネットと光軸方向に対向する位置にホール素子２０６を備えている。符号２０７は、鏡筒外部とステッピングモータ、および、ホール素子を電気的に接続するシャッタ・防振駆動用フレキシブルプリント基板（以下、「シャッタＦＰＣ」と記述する）を示す。シャッタＦＰＣ２０７はステッピングモータ・ホール素子に半田接合されている。

センサホルダ２０５は、図３に示すように、シャッタＦＰＣ２０７を備え、ホール素子２０６の位置決めを行っている。センサホルダ２０５、２群レンズ保持枠１０３、２群ベース（ベース部材）２１２は、ＦＰＣ抑え板２０８によって、センサホルダユニットとしてユニット化されている。上記構成によって、２群レンズユニット１０４は、シャッタの開閉を行い、また同時に像ブレを補正する動作も行う。

図４は、センサホルダユニットの分解斜視図である。
センサホルダユニットは、２群レンズユニット１０４内のシャッタＦＰＣ２０７をガイドする。センサホルダユニットは、上述したシャッタＦＰＣ２０７を備えるセンサホルダ２０５と、ＦＰＣガイド部２０９と、ガイドバー２１０と、圧縮バネ２１１とを備える。ガイドバー２１０は、センサホルダ２０５の穴部２０５ａ（第１の穴部）に圧入支持され、ＦＰＣガイド部２０９の穴部２０９ａ（第２の穴部）に対して摺動可能に嵌合する。また、圧縮バネ２１１は、ガイドバー２１０の外周に配置され、ＦＰＣガイド部２０９がセンサホルダ２０５に対して撮像素子側に相対的にスライド移動するようにＦＰＣガイド部２０９を付勢する付勢部材である。

図５は、内周側から見たときのセンサホルダの斜視図である。
ＦＰＣガイド部２０９は、センサホルダ２０５の穴部２０５ａに圧入されているガイドバー２１０によって摺動可能にガイドされる。ＦＰＣガイド部２０９は、圧縮バネ２１１の力によってセンサホルダ２０５に対して撮像素子側に付勢され、センサホルダ２０５の係止部２０５ｂに突き当たった状態で保持されている。図６のように、撮影状態ではＦＰＣガイド部２０９がセンサホルダ２０５に対して撮像素子側に付勢されて配置されているが、沈胴位置になると、図１のようにＦＰＣガイド部２０９がＣＣＤホルダ１０６に突き当たる。これにより、図７のように、圧縮バネ２１１の付勢力に抗するようにＦＰＣガイド部２０９がガイドバー２０９を摺動しながら、センサホルダ２０５に対して被写体側にスライド移動する。

図１、図２の説明に戻る。３群レンズ保持枠１０５が保持する第３レンズ群５は、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ群である。
図１、図２に示すように、移動カム筒１０７の内径側には、１群レンズ保持枠１０１のカムフォロワに対応するカム溝と、２群レンズユニット１０４のカムフォロワに対応するカム溝が形成されている。

移動カム筒１０７の外径側には、周方向に１２０度間隔で３箇所に、カムフォロワが形成されている。また、移動カム筒１０７の内径側には、周方向に沿って溝部（不図示）が形成されており、直進筒１０９の外周側に所定の位相で組み込まれる。

直進筒１０９は、１群レンズ保持枠１０１と２群レンズユニット１０４の光軸周りの回転を規制する。直進筒１０９には、周方向に１２０度等分で３箇所に、凸部が形成されている。直進筒１０９の凸部が、固定カム筒１０８の直進ガイド溝と係合することで、直進筒１０９は回転規制されている。更に、直進筒１０９には、周方向に１２０度間隔で３箇所に、凸部が形成されている。この凸部が移動カム筒１０７の内周に形成されている溝部に嵌合することで、直進筒１０９と移動カム筒１０７とは、互いに回転可能に光軸方向に一体で移動可能に構成されている。

固定カム筒１０８には、移動カム筒１０７のカムフォロワと係合するカム溝と、直進筒の凸部が係合可能な個軸方向の直進ガイド溝が形成されている。ＣＣＤホルダ１０６には、３群レンズ保持枠１０５とＣＣＤ７とが取り付けられている。つまりＣＣＤホルダ１０６は、撮像素子を保持する保持部材として機能する。

ＣＣＤホルダ１０６には、ＣＣＤプレート（不図示）を介してＣＣＤ７が支持されており、ＣＣＤ７の前部には光学フィルタ６が配置されている。また、ＣＣＤホルダ１０６には、図示していないズームモータとギヤ列が配置されている。本実施形態のレンズ鏡筒は、ズーム機構を構成する部品である固定カム筒１０８と、ＣＣＤホルダ１０６とが、ビスで締結されて一つのレンズ鏡筒として成り立っている。

上記構成を有するレンズ鏡筒の動作、２群レンズユニット１０４の駆動制御ユニットとシャッタユニット、シャッタＦＰＣ２０７の撓み方について順次説明する。まず、レンズ鏡筒の動作について説明する。

ズームモータからギヤ列を介して移動カム筒１０７のギヤ部に駆動力が伝達され、移動カム筒１０７が光軸周りに回転する。移動カム筒１０７のカムフォロワは、固定カム筒１０８のカム溝と係合しているので、移動カム筒１０７は、固定カム筒１０８のカム溝のカム軌跡に沿って光軸方向に回動する。このとき、直進筒１０９は、外周に形成されている凸部が固定カム筒１０８の直進溝と嵌合しているので回転規制されており、移動カム筒１０７と一体で光軸方向に直進移動する。

移動カム筒１０７が回動しながら光軸方向に移動すると、１群レンズ保持枠１０１、２群レンズユニット１０４は、それぞれのカムフォロワと移動カム筒１０７のカム溝とが係合する。１群レンズ保持枠１０１、２群レンズユニット１０４は、直進筒１０９によって回転規制されているので、回転することなく光軸方向に移動することが可能となる。

また、３群レンズ保持枠１０５は、公知の駆動機構（不図示）からの駆動力により光軸方向に進退駆動される。これにより、フォーカス動作を行う。レンズ鏡筒は、以上のように構成部品の繰り出し動作が行われ、図１の収納位置から図２の撮影位置へと移行する。

次に、２群レンズユニット１０４の駆動制御ユニットとシャッタユニットについて説明する。
電源（不図示）から２群レンズユニット１０４の構成部品である２つのコイルユニット２０４ａ，２０４ｂに通電すると磁界が発生する。光軸と直交する平面に移動可能となっている２群レンズ保持枠１０３には、２つのコイルユニット２０４ａ，２０４ｂ（図３）と重なる位置にそれぞれマグネットが配置されている。したがって、マグネットがコイルユニット２０４ａで発生した磁場の力により、２群レンズ保持枠１０３は第１の方向に移動する。同様に、コイル２０４ｂに通電すると、マグネットがコイルに発生した磁場の力により、２群レンズ保持枠１０３は第２の方向に移動する。第１の方向と第２の方向は、光軸に直交する方向であり、且つ互いに直交する方向である。

また、電源から２群レンズユニット１０４の構成部品であるシャッタユニットを構成している駆動部であるステッピングモータ２０１，２０２に通電すると、駆動部２０１，２０２から延出したアームが、第１の位置と第２の位置に移動可能となる。駆動部２０１，２０２のアームが２つの位置に移動可能となるため、ＮＤフィルタ及びシャッタ羽根が、２群レンズユニット１０４の開口部を覆う位置と開口部から退避する位置とに駆動可能となる。

次に、レンズ鏡筒内部に配置したシャッタＦＰＣ２０７の撓み方について説明する。まず、レンズ鏡筒が撮影位置にある場合のシャッタＦＰＣ２０７の状態を説明する。
図２に示すように、一端が２群レンズユニット１０４に接続されているシャッタＦＰＣ２０７は、２群レンズユニット１０４と直進筒１０９の間をＣＣＤ側へ延ばされ、直進筒１０９と移動カム筒１０７の下を通りながら鏡筒外周側へと抜ける。そして、シャッタＦＰＣ２０７は、固定カム筒１０８とＣＣＤホルダ１０６との間を通るように外部へ排出される。その際、２群レンズユニット１０４のＦＰＣガイド部２０９の状態は、圧縮バネ２１１の力によって、センサホルダ２０５に対して撮像素子側にスライド移動している状態である。

レンズ鏡筒が撮影状態から沈胴状態に移行すると、２群レンズユニット１０４が、ＣＣＤ側へと沈胴動作を開始する。ここで、仮にシャッタＦＰＣ２０７が鏡筒の内径側に膨らんでしまうと、３群レンズ保持枠１０５が光軸方向に移動する際に干渉する。その結果、シャッタＦＰＣ２０７をレンズ鏡筒内部に適正に収納出来なくなるおそれがある。しかし、本実施形態では、２群レンズユニット１０４のＦＰＣガイド部２０９が光軸方向に延出しているので、シャッタＦＰＣ２０７が折り返される際にレンズ鏡筒の内径側に膨らむことが防止される。

レンズ鏡筒の沈胴動作によって、２群レンズユニット１０４がＣＣＤ側に沈胴していくと、２群レンズユニット１０４のＦＰＣガイド部２０９が、ＣＣＤホルダ１０６に当接し始める。ＦＰＣガイド部２０９は、ＣＣＤホルダ１０６に当接することで、圧縮バネ２１１の力に抗するようにガイドバー２１０を摺動しながらセンサホルダ２０５に対して被写体側にスライド移動する。

本実施形態のレンズ鏡筒では、フレキシブル基板をガイドするガイド部材をセンサホルダ２０５とＦＰＣガイド部２０９とに２体化する。そして、互いを圧縮バネ２１１で付勢する。これにより、撮影状態では、付勢部材は、センサホルダ２０５とＦＰＣガイド部２０９とが互いに離間する方向に延びる。したがって、ベース部材に穴を空けることなく、フレキシブルプリント基板がレンズ鏡筒繰り出し状態から収納状態へ移動する過程で内側に大きくたわむことを防止することが可能となる。

すなわち、ガイド部材を２体化することで、レンズ鏡筒の沈胴長を長くすることなく、撮影時に２群レンズユニット１０４のＦＰＣガイド部２０９を最大限長く設定することが可能となる。これによって、レンズ鏡筒の撮影状態において、シャッタＦＰＣ２０７の撓み部がレンズ鏡筒の内径部に進入してＣＣＤ７による撮影画像に影響を及ぼすこともなくなる。更に、シャッタＦＰＣ２０７の撓み部がレンズ鏡筒の内部に進入して、レンズ鏡筒が撮影位置から沈胴位置に移動する際にシャッタＦＰＣ２０７と干渉して移動できなくなることを防止することができる。

本実施形態では、ＦＰＣガイド部２０９を２群レンズユニット１０４のセンサホルダ２０５に設ける構成とした場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。ＦＰＣガイド部を２群レンズユニット１０４を構成するどの部材に設けても構わない。

また、本実施形態では、ＦＰＣガイド部２０９とセンサホルダ２０５とを、ガイドバー２１０と圧縮バネ２１１によって、互いに付勢するような構成とした場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。

また、本実施形態では、レンズ鏡筒について説明したが、本発明はレンズ鏡筒を備える撮像装置にも適用することができる。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。

１０６ ＣＣＤホルダ
２０４ ２群レンズユニット
２０５ センサホルダ
２０７ シャッタＦＰＣ
２０９ ＦＰＣガイド部
２１０ ガイドバー
２１１ 圧縮バネ

Claims (8)

1. レンズ鏡筒であって、
   レンズを保持するレンズ保持枠を備え、前記レンズ鏡筒が沈胴位置と撮影位置との間で移動するに伴って光軸方向に移動する電動ユニットと、
   前記電動ユニットに一端が接続されたフレキシブル基板と、
   前記電動ユニットに設けられ、前記フレキシブル基板をガイドする第１のガイド部材と、
   前記第１のガイド部材に対して相対的にスライド移動可能に当該第１のガイド部材に取り付けられた第２のガイド部材とを備え、
   前記レンズ鏡筒が撮影位置から沈胴位置に移動する際には、前記第２のガイド部材は、前記第１のガイド部材に対して被写体側にスライド移動し、前記レンズ鏡筒が沈胴位置から撮影位置に移動する際には、前記第２のガイド部材は、前記第１のガイド部材に対して撮像素子側にスライド移動する
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記第２のガイド部材を前記第１のガイド部材に対して撮像素子側に付勢する付勢手段を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記付勢部材は圧縮バネである
   ことを特徴とする、請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記レンズ鏡筒が前記撮影位置にある状態では、前記第２のガイド部材は、前記付勢手段の付勢力によって撮像素子側にスライド移動した状態で保持される
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記撮像素子を保持する保持部材を備え、
   前記レンズ鏡筒が前記撮影位置から前記沈胴位置に移動するに伴って、前記第２のガイド部材が、前記保持部材に当接することで、前記付勢手段の付勢力に抗して前記第１のガイド部に対して被写体側にスライド移動する
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記第１のガイド部材に設けられた第１の穴部に圧入支持され、前記第２のガイド部材に設けられた第２の穴部に対して摺動可能に嵌合するガイドバーを備え、
   前記付勢部材は、前記ガイドバーの外周に配置される
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記電動ユニットは、シャッタを駆動する部材または像ブレを補正する部材を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 請求項１乃至７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。

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