JP2016021030A

JP2016021030A - 光学機器

Info

Publication number: JP2016021030A
Application number: JP2014145575A
Authority: JP
Inventors: 徹石政; Toru Ishimasa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-02-04

Abstract

【課題】安価にＦＰＣの挙動を安定させるとともに、ＦＰＣの反射によるゴースト、ＦＰＣ断線などの不具合を低減可能な光学機器を提供すること。【解決手段】固定部材と、光学部材を保持し、固定部材に対して、光軸方向へ移動する移動部材と、第１端が固定部材に取り付けられ、第２端が移動部材に取り付けられたフレキシブルプリント基板と、を有し、フレキシブルプリント基板は、直線状に形成されており、移動部材の移動の際に、光軸方向から見て重なった状態で折り畳まれる折り畳み部を備えている。【選択図】図６

Description

本発明は、光学機器に関する。

近年、カメラやビデオカメラ等の撮像装置は、高倍率化と小型化が進んでいる。撮像装置の高倍率化を実現するために、撮像装置が備えるレンズ自体の径が大きくなりつつある。また、撮像装置の小型化が進むにつれて、光学性能を満足するためにフォーカスレンズや光量調整部材の移動距離を長くする必要がある。駆動源を光軸方向で固定していては、光学性能を満足することができないので、鏡筒の沈胴、繰り出し動作と連動して駆動源を光軸方向へ移動させる必要がある。そのため、フォーカスレンズの駆動源や光量調整部材のＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が長くなり、沈胴時にＦＰＣを効率よく収納する手段が必要となる。

例えば、特許文献１では、移動部材と移動枠との相対距離が短縮するのに応じてＦＰＣに生じるたるみを吸収するためのたわみ部が設けられている。また、特許文献２では、モータを電源に接続する折りたたみ式のＦＰＣには、弾性材料である変形可能な保護部材の一部が屈曲部に接触した状態で取り付けられている。

特開２０００−１４７３５５号公報特許第４９３１４５０号公報

特許文献１では、ＦＰＣのたわみをコントロールできないため、撮影状態でＦＰＣの挙動が不安定になってしまう。また、たわみ部をＲ形状にした場合、鏡筒の伸縮に伴いＦＰＣがよじれるので断線の恐れがある。

特許文献２では、保護部材を追加することで収納スペースが必要になるとともにコストが上がる。

このような課題を鑑みて、本発明は、安価にＦＰＣの挙動を安定させるとともに、ＦＰＣの反射によるゴースト、ＦＰＣ断線などの不具合を低減可能な光学機器を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての光学機器は、固定部材と、光学部材を保持し、前記固定部材に対して、光軸方向へ移動する移動部材と、第１端が前記固定部材に取り付けられ、第２端が前記移動部材に取り付けられたフレキシブルプリント基板と、を有し、前記フレキシブルプリント基板は、直線状に形成されており、前記移動部材の移動の際に、前記光軸方向から見て重なった状態で折り畳まれる折り畳み部を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、安価にＦＰＣの挙動を安定させるとともに、ＦＰＣの反射によるゴースト、ＦＰＣ断線などの不具合を低減可能な光学機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る光学機器の斜視図である。レンズ鏡筒の斜視図である。レンズ鏡筒の分解斜視図である。レンズ鏡筒の沈胴状態での断面図である。レンズ鏡筒の撮影状態での断面図である。５群ユニットの裏面図である。（ａ）は撮影状態における５群ユニットの斜視図、（ｂ）は撮影状態における５群ユニットのＦＰＣの断面図である。（ａ）は沈胴状態における５群ユニットの斜視図、（ｂ）は沈胴状態における５群ユニットのＦＰＣの断面図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は本発明の実施形態に係る光学機器の一例であるデジタルカメラの斜視図、図２は図１に示すデジタルカメラに搭載されるレンズ鏡筒２０の斜視図である。本実施形態のデジタルカメラでは、カメラ本体１０の正面側にズーム式のレンズ鏡筒２０が設けられている。レンズ鏡筒２０は、ズーム駆動部８００により、撮影位置と沈胴位置との間を撮影光学系が光軸方向に移動して撮影倍率を変更する。

図３はレンズ鏡筒２０の分解斜視図、図４はレンズ鏡筒２０の沈胴状態での断面図、図５はレンズ鏡筒２０の撮影状態での断面図である。

レンズ鏡筒２０は、１群ユニット１００、２群ユニット２００、絞りユニット３００、３群ユニット４００および５群ユニット５００を有する。１群レンズ１０１、２群レンズ２０１、３群レンズ４０１、４群レンズ５０１、および５群レンズ５１０は、レンズ鏡筒２０の撮影光学系として機能する。

１群ユニット１００は、バリア機構を有し、１群レンズ１０１を保持する１群ホルダ１０３、１群ホルダ１０３を保持する１群鏡筒１０２、１群キャップ１０４、バリアドライブリング１０５および複数枚のバリア羽根１０６を有する。１群鏡筒１０２の内周部には、第１直進筒６０２の直進キー６０２ａと嵌合する直進溝（不図示）と、内カム筒６０１のカム溝６０１ｃと嵌合するフォロア（不図示）が周方向に略等間隔で６か所形成されている。

２群ユニット２００は、２群レンズ２０１と、２群レンズ２０１を保持する２群ホルダ２０２を有する。２群ホルダ２０２には、内カム筒６０１のカム溝６０１ｅと嵌合するフォロア２０２ａと、第１直進筒６０２の直進ガイド６０２ｂと嵌合する直進キー２０２ｂが周方向に略等間隔で３か所形成されている。

絞りユニット３００は、絞り地板３０１、絞りカバー３０２、ドライブリング３０３、複数の絞り羽根３０４、絞り駆動源３０５およびＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）３０６を有する。絞り地板３０１には、内カム筒６０１のカム溝６０１ｆと嵌合するフォロア３０１ａと、第１直進筒６０２の直進ガイド６０２ｃと嵌合する直進キー３０１ｂが周方向に略等間隔で３か所形成されている。絞り駆動源３０５の先端に設けられたギア（不図示）は、ドライブリング３０３に形成されたギア部（不図示）と連結している。ドライブリング３０３が光軸中心に回転駆動することで、絞り羽根３０４が意図した開口形状に移動する。

３群ユニット４００は、手ぶれ補正機構と、シャッタ・ＮＤユニットを有する。３群ホルダ４０２は、３群レンズ４０１と、一対のＩＳマグネット４０３を保持する。シャッタ地板４０８の被写体側には、一対のＩＳコイル４０４がＩＳマグネット４０３と対向する位置に固定されている。また、３群ホルダ４０２が一対のＩＳスプリング（不図示）の張力により、複数のＩＳボール（不図示）を介し、光軸に直交する面内で移動可能に保持されている。また、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）４０７に保持された一対のホール素子４０５がＩＳマグネット４０３と対向する位置にセンサホルダ４０６に保持されている。ＦＰＣ４０７を介してＩＳコイル４０４に通電されることでＩＳマグネット４０３との間にローレンツ力が働く。このとき、３群ホルダ４０２は、光軸に直交する面内で移動し、ホール素子４０５により位置制御されることで、手振れを抑制する。シャッタ地板４０８の撮像素子側には、一対のシャッタ羽根４０９、シャッタ駆動源（不図示）、ＮＤフィルタ４１０、ＮＤフィルタ駆動源（不図示）およびシャッタカバー４１１が取り付けられている。シャッタ羽根４０９およびＮＤフィルタ４１０は、シャッタ地板４０８に回転可能に支持され、それぞれシャッタ駆動源、ＮＤフィルタ駆動源によって駆動され、光軸に直交する面内で光路を開閉する様に移動し、光量調節装置として動作する。

５群ユニット５００は、フォーカス機構を有し、４群レンズ５０１、４群ホルダ５０２、ラック５０３およびラックスプリング５０４を有する。また、５群レンズ（光学部材）５１０、５群ベース（移動部材）５１１、メインガイド５１２、サブガイド５１３、フォーカスモータ５１４およびＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）５１５を有する。５群ベース５１１は、５群レンズ５１０を保持し、ＦＰＣ５１５が接続されたフォーカスモータ５１４を固定する。メインガイド５１２およびサブガイド５１３は、５群ベース５１１に圧入され、固定される。また、５群ベース５１１には、外カム筒７０２のカム溝７０２ｄと嵌合するフォロア５１１ａと、固定筒７０３の直進溝７０３ｄと嵌合する直進キー５１１ｂが形成されている。４群ホルダ５０２は、４群レンズ５０１、ラック５０３およびラックスプリング５０４を保持する。また、４群ホルダ５０２は、メインガイド５１２、サブガイド５１３により回転規制される。フォーカスモータ５１４が駆動すると、リードスクリュー５１４ａとラック５０３の送りを利用して４群ホルダ５０２が光軸方向の任意の位置へ進退することで、レンズ鏡筒２０はピント調整可能となる。

内カム筒６０１は、内周部において、第１直進筒６０２および第２直進筒６０３を回転可能に保持している。内カム筒６０１の内周部には、２群ホルダ２０２のフォロア２０２ａと嵌合するカム溝６０１ｅと、絞りユニット３００のフォロア３０１ａと嵌合するカム溝６０１ｆが周方向に略等間隔で３か所形成されている。また、外周部には、固定筒７０３のカム溝７０３ａと嵌合するフォロア６０１ａ、内カムカバー６０４の係合部６０４ｂと係合する係合部６０１ｂ、外カム筒７０２の直進溝７０２ａと嵌合する駆動キー６０１ｄが周方向に略等間隔で３か所形成されている。また、１群鏡筒１０２のフォロア（不図示）と嵌合するカム溝６０１ｃが周方向に略等間隔で６か所形成されている。

第１直進筒６０２と第２直進筒６０３は係合しており、内カム筒６０１の内周部を回転移動する。第１直進筒６０２の外周部には、１群鏡筒１０２の直進溝（不図示）と嵌合する直進キー６０２ａが形成されている。内周部には、２群ホルダ２０２の直進キー２０２ｂと嵌合する直進ガイド６０２ｂ、絞り地板３０１の直進キー３０１ｂと嵌合する直進ガイド６０２ｃ、シャッタ地板４０８の直進キー４０８ａと嵌合する直進ガイド６０２ｄが形成されている。また、第２直進筒６０３の外周部には、固定筒７０３の直進溝７０３ｅと嵌合する直進キー６０３ａが周方向に略等間隔で６か所形成されている。

内カムカバー６０４の外周部には固定筒７０３のカム溝７０３ｂと嵌合するフォロア６０４ａ、内周部には内カム筒６０１の係合部６０１ｂと係合する係合部６０４ｂが周方向に略等間隔で３か所形成されている。

固定筒７０３の内周部には、第２直進筒６０３の直進キー６０３ａと嵌合する直進溝７０３ｅが周方向に略等間隔で６か所形成されている。また、内カム筒６０１のフォロア６０１ａと嵌合するカム溝７０３ａ、内カムカバー６０４のフォロア６０４ａと嵌合するカム溝７０３ｂ、５群ベース５１１の直進キー５１１ｂと嵌合する直進溝７０３ｄが周方向に略等間隔で３か所形成されている。固定筒７０３は、外周部において、外カム筒７０２を回転可能に保持している。固定筒７０３の外周部には、外カム筒７０２のカム溝７０２ｂと嵌合するフォロア７０３ｃが周方向に略等間隔で３か所形成されている。

外カム筒７０２の外周部には、ズーム駆動部８００と連結するギア部７０２ｃが形成され、カバー筒７０１が配置される。内周部には、固定筒７０３のフォロア７０３ｃと嵌合するカム溝７０２ｂ、内カム筒６０１の駆動キー６０１ｄと嵌合する直進溝７０２ａ、５群ベース５１１のフォロア５１１ａと嵌合するカム溝７０２ｄが周方向に略等間隔で３か所形成されている。

センサホルダ（固定部材）９０３は、ズーム駆動部８００、撮像素子９０１、光学素子９０２およびセンサーラバー９０４を保持する。

次に、レンズ鏡筒２０のズーム駆動について説明する。

ズーム駆動部８００が駆動すると、外カム筒７０２は固定筒７０３に対して回転しながらカム溝７０２ｂのリフトに沿って光軸方向へ移動し、内カム筒６０１は外カム筒７０２により回転駆動する。このとき、内カム筒６０１は、内周部に回転可能に保持された第２直進筒６０３が固定筒７０３により回転規制されることで、固定筒７０３のカム溝７０３ａのリフトに沿って光軸方向へ回転移動する。

１群ユニット１００、２群ユニット２００、絞りユニット３００および３群ユニット４００は第１直進筒６０２により回転規制され、また内カム筒６０１に形成されたカム溝のリフトにより光軸方向へ直進移動する。５群ユニット５００は、固定筒７０３に回転規制されるとともに、外カム筒７０２のカム溝７０２ｄのリフトにより光軸方向へ直進移動する。４群レンズ５０１は、外カム筒７０２や固定筒７０３の駆動にかかわらず、フォーカスモータ５１４とラック５０３の作用により、メインガイド５１２およびサブガイド５１３に沿って光軸方向へ直進移動する。

以上の作用によりレンズ鏡筒２０は、外カム筒７０２が回転駆動されることで沈胴状態から撮影状態へと繰り出され、また、フォーカスモータ５１４がＦＰＣ５１５を介して駆動され４群レンズ５０１が任意の位置に繰り出されることで撮影状態に移行する。

次に、図６〜図８を用いて、ＦＰＣ１１５の収納について説明する。図６は５群ユニット５００を撮像素子９０１側から見た裏面図である。図７（ａ）は撮影状態における５群ユニット５００の斜視図、図７（ｂ）は撮影状態におけるＦＰＣ５１５のストレート部５１５ａの断面図である。図８（ａ）は沈胴状態における５群ユニット５００の斜視図、図８ｂは沈胴状態におけるＦＰＣ５１５のストレート部５１５ａの断面図である。

ＦＰＣ５１５の第１端はフォーカスモータ５１４に取り付けられ、第２端はセンサホルダ９０３に取り付けられている。５群ベース５１１には、ＦＰＣ５１５が接続されたフォーカスモータ５１４が固定される。５群ユニット５００は、外カム筒７０２および固定筒７０３の作用により光軸方向へ移動可能に保持される。そのため、ＦＰＣ５１５はレンズ鏡筒２０の撮影状態から沈胴状態への移行の妨げにならないように、収納時に折り畳まれる。

本実施形態では、ＦＰＣ５１５には、５群ベース５１１の外周に沿った略円弧状の部分５１５ｂと、直線状のストレート部（折り畳み部）５１５ａが形成されている。ストレート部５１５ａには、収納時に平行になるように折り畳まれる第１の領域と第２の領域、第１および第２の領域を接続するヘミング曲げ部（屈曲部）が形成されている。ストレート部５１５ａは、垂直方向Ｙに沿って配置されている。本実施形態では、ストレート部５１５ａは垂直方向Ｙに沿って配置されているが、レンズ鏡筒２０のレイアウトによっては水平方向Ｘに沿って配置しても構わない。

レンズ鏡筒２０が沈胴状態から撮影状態に移行すると、ＦＰＣ５１５はストレート部５１５ａが折り畳まれた状態（第１および第２の領域が成す角度が０度の状態）から展開した状態（第１および第２の領域が成す角度が０度より大きい状態）になる。ストレート部５１５ａの長さは、ＦＰＣ５１５のヘミング曲げ部５１５ｃがすべての撮影状態において第１および第２の領域の成す角度が９０度以上に展開しないように設定されている。

また、５群ベース５１１には開口部５１１ｃが形成され、レンズ鏡筒２０が沈胴状態のとき、ヘミング曲げ部５１５ｃが収納される。そのため、レンズ鏡筒２０が沈胴状態のときでもヘミング曲げ部５１５ｃの曲げＲを大きく取ることが可能となる。なお、本実施形態では、ヘミング曲げ部５１５ｃを収納する開口部は５群ベース５１１に形成しているが、センサホルダ９０３にヘミング曲げ部５１５ｃを収納するための開口部を形成してもよい。すなわち、５群ベース５１１とセンサホルダ９０３の少なくとも一方にヘミング曲げ部５１５ｃを収納するための開口部を形成すればよい。

以上のことから、ＦＰＣ５１５がレンズ鏡筒２０の撮影状態から沈胴状態への移行に伴い曲げ伸ばしされても、ＦＰＣ１１５の挙動を安定させることができ、またヘミング曲げ部への負荷を低減できる。そのため、ＦＰＣの反射によるゴーストや断線などの不具合を低減させることが可能となる。

また、効率良くＦＰＣを配置することが可能となるため、フォロア５１１ａや直進キー５１１ｂのレイアウトの自由度が増す。

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。

５１０５群レンズ（光学部材）
５１１５群ベース（移動部材）
５１５ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
５１５ａストレート部（折り畳み部）
９０３センサホルダ（固定部材）

Claims

固定部材と、
光学部材を保持し、前記固定部材に対して、光軸方向へ移動する移動部材と、
第１端が前記固定部材に取り付けられ、第２端が前記移動部材に取り付けられたフレキシブルプリント基板と、を有し、
前記フレキシブルプリント基板は、直線状に形成されており、前記移動部材の移動の際に、前記光軸方向から見て重なった状態で折り畳まれる折り畳み部を備えていることを特徴とする光学機器。
前記フレキシブルプリント基板は、前記光軸方向から見て前記光学部材と重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
前記折り畳み部は、直線状に形成された第１の領域と、前記光軸方向から見て前記第１の領域と重なる直線状の第２の領域と、前記第１および第２の領域を接続する屈曲部と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
前記光学機器が沈胴状態であるときに、前記第１および第２の領域は平行であり、
前記光学機器が撮影状態であるときに、前記第１および第２の領域は０度より大きな角度を成していることを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
前記第１の領域と前記第２の領域とが成す角度は、９０度よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
前記固定部材と前記移動部材の少なくとも一方には、前記光学機器が沈胴状態であるときに、前記光軸方向から見て前記屈曲部と対向する位置に開口部が形成されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の光学機器。