JP2015203819A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化せずにフレキシブルプリント基板の半田付け作業性を向上させた構造、及びその構造を用いた光学装置を提供すること。
【解決手段】前記目的を達成するために、本発明は、少なくとも二つ以上の導体露出部を持つフレキシブルプリント基板と、少なくとも二つ以上のリード線を持つ電子部品が固定部材の反対側にそれぞれ固定され、電子部品のリード線が固定部材のガイド部を通ってフレキシブルプリント基板の導体露出部へ引き回されて半田付けされる事により電子部品とフレキシブルプリント基板が電気的に接続する構造をもった光学装置において、隣り合う前記導体露出部の間隔は、所定の値の幅を持つ部分と、それよりも大きい値の幅を持つ部分で成っている事を特徴とする構成とした。
【選択図】 図８

Description

本発明は、光量調節機構や光学防振、焦点調節等をアクチュエータや位置検出センサを用いて電気的に駆動制御する交換レンズや撮像装置などの光学機器に関するものである。

従来、レンズ鏡筒等の光学装置には光量調節機構や光学防振、焦点調節等をアクチュエータや位置検出センサを電気的に駆動制御するための電源供給、ＣＰＵからの制御信号などの通電はフレキシブルプリント基板を通じて行っている。そのため、レンズ鏡筒内部には、アクチュエータや位置センサのレイアウトに応じた様々な形、配線がなされたフレキシブルプリント基板が組み込まれている。アクチュエータやセンサ等の電子部品はフレキシブルプリント基板に電気的に接続されており、光学防振装置のアクチュエータとして用いられるコイル等はフレキシブルプリント基板に直接半田付けされている場合も多い。

このとき、フレキシブルプリント基板の導通部を半田付け作業が行える位置に配置し、その位置にコイルのリード線を引き回し、半田付けをする構造が一般的であった。特許文献１には、コイルと、コイルが固定されている面に固定されているフレキシブルプリント基板とを電気的に接続するために、その面と垂直な面に半田付け部を配置し、そこで半田付けをする構造が開示されている。

特開２０１０−８５６９４号公報

しかしながら、特許文献１の構造ではコイルと半田付け部の位置関係が限定される等、設計上の制約が大きく、コイル取り付け部と垂直な面に凹凸形状がある場合や、他の部品が近接している等の場合において、半田付けに要するスペースを十分に確保しようとすると装置が大型化してしまう。

そこで、本発明の目的は、装置を大型化せずに半田付けの作業性を向上させた構造、及びその構造を用いた光学装置を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る光学装置の構成は、少なくとも二つ以上の導体露出部を持つフレキシブルプリント基板と、少なくとも二つ以上のリード線を持つ電子部品が固定部材の反対側にそれぞれ固定され、電子部品のリード線が固定部材のガイド部を通ってフレキシブルプリント基板の導体露出部へ引き回されて半田付けされる事により電子部品とフレキシブルプリント基板が電気的に接続する構造をもった光学装置において、隣り合う前記導体露出部の間隔は、所定の値の幅を持つ部分と、それよりも大きい値の幅を持つ部分で成っていることを特徴とする。

本発明によれば、装置を大型化せずに半田付けの作業性を向上させた構造、及びその構造を用いた光学装置を提供することが出来る。

本発明の実施例による光学装置の防振装置外観図 本発明の実施例による光学装置の断面図 本発明の実施例による光学装置のシステムブロック図 防振装置外観図 防振装置移動群外観図 防振装置固定群の外観図 本発明の実施例１によるフレキシブルプリント基板半田付け部の外観図 本発明の実施例１による半田付け作業時のリード線押さえ方の模式図 本発明の実施例２によるフレキシブルプリント基板半田付け部の外観図 本発明の実施例３によるフレキシブルプリント基板半田付け部の外観図 本発明の実施例４によるフレキシブルプリント基板半田付け部の外観図 従来例の構成による光学装置の防振装置外観図 従来例の構成によるフレキシブルプリント基板半田付け部の外観図 従来例の構成によるフレキシブルプリント基板半田付け部の断面図 従来例の構成による半田付け作業時のリード線押さえ方の模式図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明の実施形態にかかわる光学装置の断面図である。

以下、図１から図１５を参照して、本発明の実施例による光学装置１００について説明する。図２は交換レンズ２００がカメラ本体５００に接続された光学装置１００の断面図である。

１は１群レンズを示し、２は１群レンズ１を保持する１群鏡筒を示し、１７は１群鏡筒を固定する１群筒を示す。３は２群レンズを示し、４は２群レンズ３を保持する２群ユニットを示す。５は３群レンズを示し、６は３群レンズ５を保持する３群鏡筒である。７は光軸に対して垂直な面上で移動することでいわゆる手ブレを補正する防振レンズで、防振装置８に保持されている。防振装置８は３群鏡筒に固定されている。

９はフォーカスレンズを示し、１０はフォーカスレンズを保持するフォーカス鏡筒を示し、４群鏡筒１１に設けられた案内機構、駆動機構によって光軸方向へ移動し、合焦動作を行う。１２は５群レンズを示し、１３は５群レンズ１２を保持する５群鏡筒を示す。３４は光量調節を行う絞りユニットであり、３群鏡筒６に固定される。１４は保持部材であるところの案内筒を示し、１６は案内筒１４の外周に回転可能に嵌合したカム環を示す。２３は固定鏡筒を示し、案内筒１４を固定する。３１はレンズの駆動用ＩＣ、マイコン等が配置されたプリント基板を示し、固定鏡筒２３に固定されている。

２７は外観リングユニットであり、３２はマウントである。マウント３２は固定鏡筒２３にビス固定される。外観リングユニット２７は固定鏡筒２３とマウント３２に挟まれ固定される。１９はマニュアルフォーカスリングユニットであり、固定鏡筒２３を軸として回転可動に支持されている。マニュアルフォーカスリングユニット１９を回転させると、その回転を不図示のセンサが検出し、回転量に応じてフォーカスレンズ合焦制御を行う。３３は接点ブロックであり、プリント基板３１と不図示の配線（フレキシブルプリント基板など）によって接続されて、マウント３２にビス固定される。

５００はカメラ本体であり、本実施例の交換レンズ２００はカメラ本体５００にマウント３２でバヨネット固定される。カメラ本体５００に交換レンズ２００がマウント３２で固定されると、各レンズの動作を制御するプリント基板３１は接点ブロック３３を通してカメラ本体５００と通信可能となる。６００はカメラ本体５００に搭載された撮像素子であり、交換レンズ２００を通過した被写体からの光を受け、その光を電気信号に変換するＣＭＯＳやＣＣＤ等の光−電気変換素子である。

図３は、本実施例の光学機器であるところの交換レンズ２００とカメラ本体５００のカメラシステムの電気的構成を示す。

５０１はマイクロコンピュータにより構成されるカメラＣＰＵである。カメラＣＰＵ５０１は、カメラ本体５００内の各部の動作を制御する。また、カメラＣＰＵ５０１は、レンズ鏡筒２００の装着時に接点５０２，２０２を介して、レンズ鏡筒２００内に設けられたレンズＣＰＵ２０１との通信を行う。

カメラＣＰＵ５０１がレンズＣＰＵ２０１に送信する情報（信号）には、フォーカスレンズの駆動量情報、平行振れ情報およびピント振れ情報が含まれる。また、レンズＣＰＵ２０１からカメラＣＰＵ５０１に送信する情報（信号）には、撮像倍率情報が含まれる。なお、電気接点５０２，２０２には、カメラ本体５００からレンズ鏡筒２００に電源を供給するための接点が含まれている。

５０３は撮影者により操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ５０１を起動したりカメラシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給を開始したりするためのスイッチである。５０４は撮影者により操作可能なレリーズスイッチであり、第１ストロークスイッチＳＷ１と第２ストロークスイッチＳＷ２とを有する。レリーズスイッチ５０４からの信号は、カメラＣＰＵ５０１に入力される。

カメラＣＰＵ５０１は、第１ストロークスイッチＳＷ１からのＯＮ信号の入力に応じて、撮影準備状態に入る。撮影準備状態では、測光部５０５による被写体輝度の測定と、焦点検出部５０６によって焦点検出を行わせる。カメラＣＰＵ５０１は、測光結果に基づいて絞りユニット３４の絞り値や撮像素子６００の露光量（シャッタ秒時）等を演算する。また、カメラＣＰＵ５０１は、焦点検出部５０６による撮影光学系の焦点状態の検出結果である焦点情報（デフォーカス量およびデフォーカス方向）に基づいて、被写体に対する合焦状態を得るためのフォーカスレンズ９およびフォーカス鏡筒１０の駆動量（駆動方向を含む）を決定する。上記駆動量の情報（フォーカスレンズ駆動量情報）は、レンズＣＰＵ２０１に送信される。レンズＣＰＵ２０１は、交換レンズ２００の各構成部の動作を制御する。

さらに、カメラＣＰＵ５０１は、所定の撮影モードになると、防振装置８の防振動作の制御を開始する。第２ストロークスイッチＳＷ２からのＯＮ信号が入力されると、カメラＣＰＵ５０１は、レンズＣＰＵ２０１に対して絞り駆動命令を送信し、絞りユニット３４を先に演算した絞り値に設定させる。また、カメラＣＰＵ５０１は、露光部５０７に露光開始命令を送信し、不図示のミラーの退避動作や不図示のシャッタの開放動作を行わせ、撮像素子６００を含む撮像部５０８にて、被写体像の光電変換、すなわち露光動作を行わせる。

撮像部５０８（撮像素子６００）からの撮像信号は、カメラＣＰＵ５０１内の信号処理部にてデジタル変換され、さらに各種補正処理が施されて画像信号として出力される。画像信号（データ）は、画像記録部５０９において、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録保存される。

２０４はＭＦリング回転検出部であり、マニュアルフォーカスリングユニット１９とその回転検出部とを含む。２０５はＺＯＯＭリング回転検出部であり、マニュアルズームリング３５とその回転検出を行う不図示のセンサとを含む。２０６は防振装置駆動部であり、防振動作を行う防振装置８の駆動アクチュエータとその駆動回路とを含む。

２０９はＡＦ駆動部であり、カメラＣＰＵ５０１から送信されたフォーカスレンズ駆動量情報に応じてＡＦモータ４０を通じてフォーカス鏡筒１０のＡＦ駆動を行う。２０８は電磁絞り駆動部であり、カメラＣＰＵ５０１からの絞り駆動命令を受けたレンズＣＰＵ２０１により制御されて、図１に示した絞りユニット３４を指定された絞り値に相当する開口状態に動作させる。

２１１は交換レンズ２００に搭載され、プリント基板３１に接続された角速度センサである。角速度センサ２１１は、カメラシステムの角度振れである縦（ピッチ方向）振れと横（ヨー方向）振れのそれぞれの角速度を示す角速度信号をレンズＣＰＵ２０１に出力する。

レンズＣＰＵ２０１は、角速度センサ２１１からのピッチ方向およびヨー方向の角速度信号を電気的又は機械的に積分して、それぞれの方向での変位量であるピッチ方向振れ量及びヨー方向振れ量（これらをまとめて角度振れ量ともいう）を演算する。そしてレンズＣＰＵ２０１は、上述した角度振れ量と平行振れ量の合成変位量に基づいて防振装置駆動部２０６を制御して防振装置８の防振装置移動群ユニット７００をシフト駆動させ、角度振れ補正および平行振れ補正を行う。また、レンズＣＰＵ２０１は、ピント振れ量に基づいてＡＦ駆動部２０９を制御してフォーカス鏡筒１０を光軸方向に駆動させ、ピント振れ補正を行う。

ここで、前述のセンサおよび検出部からレンズＣＰＵ２０１へのズーム、フォーカス、防振動作などの位置検出信号や、レンズＣＰＵ２０１から各アクチュエータへの制御信号の通電はフレキシブルプリント配線板であるところのフレキシブルプリント基板で行う。以下では、フレキシブル基板の配線・支持方法について説明する。

次に、図４〜６を用いて防振装置８について説明する。図５に示すように、防振装置８の防振レンズ保持枠７０１には、防振レンズ７が保持されている。図４に示すように、防振レンズ保持枠７０１と防振装置ベース部材８２との間は、スプリング９３によって光軸方向に連結されている。２つのスプリング９３は、防振レンズ保持枠７０１を光軸方向に略平行に付勢しており、防振レンズ保持枠７０１の光軸周りの回転と防振装置ベース部材８２からの光軸方向への離面を防止している。

また、２つのスプリング９３は、防振レンズ７の光軸方向に対して傾けられて配置されている。防振レンズ保持枠７０１は、２つのスプリング９３により、光軸方向にボール９４を間に挟んで防振装置ベース部材８２に対して付勢されている。そして、挟まれたボール９４が転がることにより防振レンズ保持枠７０１は光軸と直交する方向に移動することを可能とし、これにより、防振レンズ７を光軸からシフトさせることができる。

ホール素子９１は、防振装置フレキシブル基板８１上に実装されている素子であり、周方向に互いに９０°離間して２箇所配置され、防振装置フレキシブル基板８１を介して不図示の制御基板に接続されている。制御基板は、後述するＣＰＵや信号処理回路などが実装されたデジタルカメラ全体の制御に用いられる制御装置である。また、防振装置フレキシブル基板８１は防振装置ベース部材８２のホール素子保持部８２０に固定されている。

防振レンズ保持枠７０１にはマグネット９６とヨーク９５とが設けられている。マグネット９６は光軸方向に着磁され、内周側マグネット９６ａと外周側マグネット９６ｂから成り、内周側マグネット９６ａと外周側マグネット９６ｂの極性は逆向きになっている。このマグネット９６による磁界は２つのホール素子９１の出力として制御基板で検出されている。防振レンズ保持枠７０１が移動すると、ホール素子９１を通る磁界が変化し、これにより、ホール素子出力が変化して、防振レンズ保持枠７０１の位置を検出することができる。

また、図６に示すように、マグネット９６のヨーク９５に対する光軸方向反対側にはコイル９２が配置されており、コイル９２は防振装置ベース部材８２に取り付けられている。コイル９２は防振装置フレキシブル基板８１を介して不図示の制御基板に接続され、コイル９２に電流を流すことにより電磁力が発生して、防振レンズ保持枠７０１を動かすことができる。コイル９２と防振装置フレキシブル基板８１は防振装置ベース部材８２に光軸方向に関して反対側に固定されており、コイル９２のリード線９２１は防振装置ベース部材８２に設けられた溝形状であるリード線ガイド部８２１（図７）を通って防振装置ベース部材８２の反対側へ引き回され、防振装置フレキシブル基板８１のカバーレイ穴部８１７で半田付けされる。

次に、防振装置フレキシブル基板８１とコイル９２のリード線９２１の半田付けの構成について説明する。図１３は従来例の構成によるフレキシブルプリント基板半田付け部の外観図で、図１４は図１３Ｄ面の断面図である。フレキシブルプリント基板８１は絶縁部材で構成されたベース８１４に導体８１５がプリントされており、その上を透明な絶縁部材であるカバーレイ８１６で被膜する構造となっている。コイル９２のリード線９２１と半田付けによって電気的に接続する導通部分にはカバーレイ穴部８１７が設けてあり、導体８１５が露出している。リード線９２１の長さには製造上のバラつきが発生するため、リード線９２１が短すぎて半田付け作業が困難、もしくは長すぎて余ったリード線９２１を除去する作業が必要になる等の状況が発生し、歩留まりが良くない。この場合、カバーレイ穴部８１７の広さを大きく設定しておけば、リード線９２１の長さばらつきによる影響を軽減する事ができ、組立性の向上を図る事ができる。

しかし、図１２のように半田付け部が装置の端部にある場合、もしくは段差部の上に設けられている場合において、さらにカバーレイ穴部８１７が並ぶ方向に凹凸形状等があり平面のスペースがない場合、カバーレイ穴部８１７を大きくする事が困難となる。そして、限られたスペースの中で最大限にカバーレイ穴部８１７の広さを確保すると、図１５に示すように、半田付け時にリード線をピンセット等で押さえる際、ピンセットの先がカバーレイ穴部８１７に触れてしまい、リード線と共に半田付けされてしまう懸念がある。そのため、リード線をフレキシブルプリント基板８１から離面した位置で押さえる必要があり、作業性が非常に低下する。

そこで、図７に示すように、隣り合うカバーレイ穴部８１７の間にリード線押さえスペース８１８を設ける構造を提案する。図７に示したように、隣り合うカバーレイ穴部８１７の間には所定の間隔Ａが設けてある。これは隣り合う導体８１５の短絡を防ぐために設けられた間隔Ｂと、カバーレイ８１６の離箔防止のために設けられた余裕幅Ｃによって設定されている。前述のように、カバーレイ穴部８１７はできるだけ広く設けたいのでこの間隔Ａは極力小さい値にしたいので、間隔Ｂ、余裕幅Ｃは許容できる範囲での最小値とする場合が多い。そのように設定した間隔Ａよりも大きい値の間隔を、隣り合うカバーレイ穴部８１７の間の図中下部に設けており、この箇所を半田付け時にリード線９２１をピンセット等で押さえるリード線押さえスペース８１８としている。

図８は本発明の実施例１による半田付け作業時のリード線押さえ方の模式図である。図８に示すように、リード線押さえスペース８１８でリード線９２１を押える事によって作業性が向上する。また、図８に示すようにリード線９２１をカバーレイ穴部８１７の形状に沿って引き回すことにより、リード線９２１の長さばらつきの影響を軽減する事ができる。

以上から、隣り合う導通部の間に、所定の値の幅を持つ箇所と、その値よりも大きな幅を持つ箇所を設け、その箇所を半田付け時のリード線押さえスペースとする事で、装置を大型化せずに半田付けの作業性を向上する事ができる。

図９は本発明の実施例２によるフレキシブルプリント基板半田付け部の外観図である。実施例１ではリード線押さえスペース８１８はベース８１４とカバーレイ８１６で構成されているが、リード線押さえスペース８１８は導通部が露出していなければよいだけのスペースなので、カバーレイ８１６とベース８１４の間に導体８１５が位置していてもよい。この構成の方が導体８１５の形状が簡易なため、フレキシブルプリント基板成形が容易となる。

図１０は本発明の実施例３によるフレキシブルプリント基板半田付け部の外観図である。実施例１、及び実施例２ではリード線押さえスペース８１８を防振装置８の外周側に設けたが、リード線９２１を内周側で押さえた方が作業性が良いという場合には、図１０に示すようにリード線押さえスペース８１８を内周側に設けてもよい。

図１１は本発明の実施例４によるフレキシブルプリント基板半田付け部の外観図である。実施例１、実施例２、及び実施例３ではリード線押さえスペース８１８をカバーレイ穴部の端部に設けたが、端部に設ける事が困難な場合や、リード線９２１を中間部で押さえた方が作業性が良いという場合には、図１１に示すように、リード線押さえスペース８１８を中間部に設けてもよい。

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。また設計機能を考慮した材質であれば、それを限定するものではない。

１：１群レンズ、２：１群鏡筒、３：２群レンズ、４：２群鏡筒、５：３群レンズ、
６：３群鏡筒、７：防振レンズ、８：防振装置、９：フォーカスレンズ、
１０：フォーカス鏡筒、１１：４群鏡筒、１２：５群レンズ、１３：５群鏡筒、
１４：案内筒、１６：カム環、１７：１群筒、
１９：マニュアルフォーカスリングユニット、２３：固定鏡筒、
２７：外観リングユニット、２８：フィルタリング、２９：ネームリング、
３１：プリント基板、３２：マウント、３３：接点ブロック、３４：絞りユニット、
３５：マニュアルズームリング、４０：ピンセット、１００：光学装置、
２００：交換レンズ、５００：カメラ本体、６００：撮像素子、
７００：防振装置移動群ユニット、７０１：防振レンズ保持枠、
８００：防振装置固定群ユニット、８１：防振装置フレキシブルプリント基板、
８１４：ベース、８１５：導体、８１６：カバーレイ、８１７：カバーレイ穴部、
８１８：リード線押さえスペース、８１２：ホール素子取り付け部、
８２：防振装置ベース部材、８２０：ホール素子保持部、８２０ａ：当接面、
８２１：リード線ガイド部、９１：ホール素子、９２：コイル、９２１：リード線、
９３：スプリング、９４：ボール、９５：ヨーク、９６ａ：内周側マグネット、
９６ｂ：外周側マグネット

Claims (5)

1. 少なくとも二つ以上のリード線を持つ電子部品と少なくとも二つ以上の導体露出部を持つフレキシブル基板が固定される固定部材を持つ光学装置において、
   前記電子部品と前記フレキシブル基板は前記固定部材の反対側に固定され、
   前記リード線は前記固定部材に設けられたガイド部を通って前記固定部材の反対側へ引き回され、
   前記固定部材の端部、もしくは段差部に位置している前記フレキシブル基板の導体露出部に半田付けされ、
   前記導体露出部は少なくとも二つ以上あり、
   隣り合う前記導体露出部の間には所定の幅の間隔が設けてある箇所と、
   その幅よりも大きな間隔が設けられている箇所があることを特徴とする光学装置。
2. 隣り合う前記導体露出部の間には穴形状が無く、平面であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記固定部材は光学防振装置の固定群ユニットのベース部材であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
4. 前記電子部品はコイルであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
5. 前記導体露出部は前記フレキシブル基板のカバーレイ開口部であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

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