JP2016130761A - レンズ鏡筒およびこれを用いた光学装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】フレキシブルプリント配線板に関する干渉問題を回避すると共に、曲げ頂点部の曲率半径を所定の大きさに確保できるレンズ鏡筒およびこれを用いた光学装置を提供する。【解決手段】レンズ鏡筒で、固定筒と、該固定筒に対し光軸方向に移動する移動筒と、該移動筒に取付けられた電装部と、該電装部に一端が電気接続され、制御部に他端が電気接続され、前記光軸方向に移動するUターン部を備えるフレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板の前記Uターン部と異なる前記光軸方向に伸びた第1領域を保持する第1の保持部材と、を有し、前記移動筒は、前記Uターン部が光軸方向に移動する範囲で、前記Uターン部を光軸方向から見たとき、前記フレキシブルプリント配線板を挟んで両側に前記第1の保持部材に対向して前記第1の保持部材の変位を規制する規制部を有する。【選択図】図7

Description

本発明は、レンズ鏡筒およびこれを用いた光学装置に関し、特に光軸方向に可動する絞りユニット等と電気的に接続するフレキシブルプリント配線板(FPC)を備えたものに関する。
フォーカスやズーミングのために光軸方向に移動する移動筒に一体的に取り付けられた絞りユニット等と、固定筒に配置されている制御部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配線板(FPC)を用いることが知られている。
特許文献1では、移動筒の移動に応じて曲げ頂点部が光軸方向に移動するUターン部を設けたフレキシブルプリント配線板を備え、Uターン移動を補助する補助部材が一部品のみで構成されるレンズ鏡筒が開示されている。
特開2003−307667号公報
しかしながら、上述の従来技術では、フレキシブルプリント配線板の曲げ頂点部分をガイドする補助部材の内側外側部を、一体的に構成する構造のため、そのスペースの確保が出来ず、他の部品と干渉してしまうという問題が有る。
その場合、この干渉問題を回避するために別体化すると、取り付け部の根元部の直角曲げ精度により、外側に曲がると外側に配置された部材と干渉する。また、内側に曲がると、曲げ頂点部の曲率半径が小さくなり、屈曲耐久でフレキシブルプリント配線板の断線が懸念され、実現出来ないという問題が生ずる。
本発明の目的は、フレキシブルプリント配線板に関する干渉問題を回避すると共に、曲げ頂点部の曲率半径を所定の大きさに確保できるレンズ鏡筒およびこれを用いた光学装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ鏡筒は、固定筒と、該固定筒に対し光軸方向に移動する移動筒と、該移動筒に取付けられた電装部と、該電装部に一端が電気接続され、制御部に他端が電気接続され、前記光軸方向に移動するUターン部を備えるフレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板の前記Uターン部と異なる前記光軸方向に伸びた第1領域を保持する第1の保持部材と、を有し、前記移動筒は、前記Uターン部が光軸方向に移動する範囲で、前記Uターン部を光軸方向から見たとき、前記フレキシブルプリント配線板を挟んで両側に前記第1の保持部材に対向して前記第1の保持部材の変位を規制する規制部を有することを特徴とする。
また、本発明に係る光学装置は、上記レンズ鏡筒を有することを特徴とする。
本発明によれば、フレキシブルプリント配線板に関する干渉問題を回避すると共に、曲げ頂点部の曲率半径を所定の大きさに確保できる。
本発明の第1の実施形態に係るレンズ鏡筒としてのズームレンズ鏡筒でワイド状態を示す断面図である。 第1の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板(FPC)を通る位置で切断したワイド状態の断面図である。 第1の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を通る位置で切断したテレ状態の断面図である。 (a)は第1の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板に係わる部品のワイド状態の要部断面図、(b)はフレキシブルプリント配線板に係わる部品のテレ状態の要部断面図である。 第1の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板に係わる部品の後方視斜視図である。 (a)は第1の実施形態に係るFPC保持板の斜視図であり内側から見た図、(b)はFPC保持板の斜視図であり外側から見た図である。 図4(b)のX−X位置で切断したときの断面図である。 (a)は第1の実施形態に係るFPC保持板と移動筒の位置関係を説明する斜視図でワイド状態を示す図、(b)はFPC保持板と移動筒の位置を説明する斜視図でテレ状態を示す図である。 第2の実施形態に係るFPC保持板と移動筒の位置関係を説明する斜視図である。 第2の実施形態に係るFPC保持板と移動筒の光軸方向から見た断面図である。 第3の実施形態に係るFPC保持板と移動筒の位置関係を説明する斜視図である。 第3の実施形態に係るFPC保持板と移動筒の光軸方向から見た断面図である。
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
《第1の実施形態》
(光学装置)
本実施形態に係るレンズ鏡筒を搭載した光学装置は、撮像素子等を備え静止画撮影、動画撮影を行うカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置である。
(レンズ鏡筒)
以下、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒について、図1乃至図8を参照して説明する。本実施形態においては、図1に示すように、レンズ系として静止画および動画撮影を行うズームレンズを備え、具体的なレンズ群として物体側より順に第1群L1、第2群L2、第3群L3を備える。そして、フォーカスに際しては第1群L1のみが光軸方向に移動し、ズームに際しては第1群L1、第2群L2が異なる移動量で光軸方向に移動する。図1はワイド状態を示し、図2はテレ状態を示している。
図1において、第1群L1および第2群L2の中心を通る軸を光軸と称する。また、同図において右側(後方)が像面側、左側(前方)が物体側である。図1で、1は固定筒を示しており、後端部1aはカメラ本体と結合する不図示のマウント部材や、外装部材を固定するために使用される。2はズーミングを行うためのズームカム環を示し、外周が固定筒1に嵌合し、定位置回転可能に保持されている。
4は光軸方向に移動する移動筒を示し、外周に3つのコロ4aをビスで固定している。コロ4aは固定筒1の直進溝1bおよびズームカム環2のカム溝2aに係合しており、ズームカム環2を回転させることにより、移動筒4を光軸方向に直進移動させることが可能である。
移動筒4の後側には、第2群L2を保持した2群鏡筒9が取り付けられている。2群鏡筒9は移動筒4に対して偏心および倒れ調整が可能となるように不図示の偏心コロで保持されおり、移動筒4と一体的に移動するものである。偏心コロによる偏心および倒れ調整構造に関しては、公知の技術であり説明は省略する。
移動筒4の外周には、フォーカスカム環6が嵌合している。フォーカスカム環6は、移動筒4の先端に押え板13を不図示のビスで固定することによって、移動筒4に対して定位置回転可能に保持されている。8は第1群L1を保持した1群鏡筒を示し、外周には3つのコロ8aがビスによって固定されている。コロ8aは移動筒4に設けた直進溝4cとフォーカスカム環6に設けたカム溝6aに係合しており、フォーカスカム環6を回転させることにより、1群鏡筒8が光軸方向に直進移動する構成になっている。
10は回転リングを示し、固定筒1の内周で定位置回転可能に保持されている。回転リング10は不図示のフォーカスモータまたは不図示の手動フォーカス調整リングによって回転する。回転リング10の内周には、光軸方向に伸びた直進溝14aを設けたフォーカスキー14がビスによって固定されている。直進溝14aはフォーカスカム環6の外周に設けたコロ(不図示)に係合している。
直進溝14aの長さは移動筒4がズームで移動する距離より長く設定しており、移動筒4の移動ではフォーカスカム環6を回転駆動させずに、回転リング10の回転を独立して伝達する構成になっている(図2参照)。
5は絞りユニットを示し、電磁モータによって絞り羽根を駆動し光量を調節するものである。絞りユニット5は押え板13によって移動筒4の内周に挟持され、移動筒4と一体的に移動する。押え板13は、フォーカスカム環6と絞りユニット5共通の保持部材になっている。
以上の構成によって、ズームカム環2を回転させると、移動筒4に保持された1群鏡筒8、2群鏡筒9、絞りユニット5が一体的に移動しズーミングが行われる。また、回転リング10を外部から回転させると、フォーカスキー14、フォーカスカム環6を介して1群鏡筒8のみが光軸方向に移動しフォーカス調整が行われる。
(フレキシブルプリント配線板の保持構造)
次に、本実施形態に係わるフレキシブルプリント配線板(以下、FPC)の保持構造について説明する。図2、図3は、図1のレンズ鏡筒の断面図を示し、それぞれFPC11を通る位置で切断した断面図である。図2はワイド状態、図3はテレ状態を示す。また、図4(a)、(b)はFPC11に係わる部品のみを示した要部断面図で、それぞれワイド状態、テレ状態を示している。図5は後方から見た斜視図で、図の上側が像面側である。
図4において、光軸方向に移動するU字状に折り曲げられた部分であるUターン部11dを備えたFPC11は、移動筒4に取付けられた電装部としての絞りユニット5に、一端が電気的に接続(電気接続)されている。具体的には、FPC11は、一端である先端部11aが絞りユニット5のモータ端子5a(図4)と、絞り羽根の開放状態を検出するセンサであるフォトインタラプタ(不図示)の端子に半田付けされ固定されている。そして、他端が制御部としての制御基板7(図2、図3)に電気的に接続(電気接続)されている。ここで、制御基板7は、固定筒1の後端部1aに不図示の部品を介して固定されている。
そして、本実施形態では、FPC11に関し、Uターン部11dと異なる光軸方向に伸びた第1領域である直線部11bを外周側で保持する第1の保持部材としてのFPC保持板3を備える。また、Uターン部と異なる光軸方向に伸びた第2領域を内周側で保持する第2の保持部材としての可動押え板12を備える(この可動押え板12は、ビス12aによって移動筒4のフランジ部に固定されている(図5))。本実施形態では、FPC保持板3と可動押え板12により、FPC11のUターン部11dは曲率を保ったまま光軸方向に移動されることとなる。
即ち、FPC11は可動FPC押え板12と固定側のFPC保持板3によって内外径(内外周)側をガイドされるため、Uターン部11dができる。そして、ズーミングによって移動筒4が繰出されると、Uターン部11dが移動筒4の移動量の半分だけ移動して行くことによって、FPC11を限られたスペース内に保持しつつ安定した電気接続が可能になっている。
ここで、本実施形態において、FPC保持板3は、光軸方向に交差する方向(90度曲げられた方向)に固定筒1と結合する結合部としての固定部3cを備え、FPC保持板3は固定筒1の後端部1aにビス(不図示)で結合される。これにより、FPC保持板3は、結合される位置(後端部1a)を支点として変位可能である。また、FPC保持板3は曲げ部3aを備え、FPC11の180°屈曲された所定部が曲げ部3aに挟み込まれる。
なお、本実施形態では、FPC11の直線部11bは、FPC保持板3の平面部3bに両面テープによって固定されている。そして、FPC11は制御基板7の外側を回って端子部11cが制御基板7のコネクタ7aに接続されている(図2、図3参照)。
(FPC保持板のガイド構造)
次に、本実施形態に係わるFPC保持板3のガイド構造について説明する。図6(a)、(b)はFPC保持板3の斜視図であり夫々内周側、外周側から見た図である。図7は図4(b)に示すX−X位置で切断したときの断面図である。また、図8(a)、(b)はFPC保持板3と移動筒4の位置を説明する斜視図である。
本実施形態では、Uターン部11dを光軸方向から見たとき、移動筒4にはUターン部11dが収納されるスペースの両側に、FPC保持板3に対向してFPC保持板3の接触を規制する規制部としてのガイド壁部4dが設けられる。
そして、FPC保持板3には、Uターン部11dが光軸方向に移動する範囲で、Uターン部11dを光軸方向から見たとき、FPC保持板3の両側にガイド部3dが備わっている。具体的には、図6(a)、図7、図8に示すように、ガイド部3dはFPC11が固定される平面部3b(図6(a))の両側に曲げによって形成されている。
これにより、FPC保持板3のガイド部3dは、ガイド壁部4dの当接面4aと僅かな隙間で対向するよう配置されている(図7参照)。そのため、外部から衝撃が加えられた際や部品の製造誤差でFPC保持板3が内側(内周側)に変位しても、ガイド部3dと当接面4aが先に当接し、FPC保持板3やFPC11がフォーカスカム環6と干渉することを防止している。
図8(a)はワイド状態を示し、移動筒4が最も像面側(後方)に位置した状態である。図8(b)はテレ状態を示し、移動筒4が最も物体側(前方)に位置した状態である。いずれの状態でも、FPC保持板3のガイド部3dと移動筒4に設けた当接面4aは、少なくともその一部が対向するように長さが設定されている。従って、移動筒4の移動範囲のいかなる場合でも、FPC保持板3がフォーカスカム環6に干渉することが無い。それによって、引掛によるフォーカス作動不良や装置の破損を発生させることが無い。
更に、本実施形態では、Uターン部11dの曲率半径を所定のR以下にならないようにすることができる。即ち、Uターン部の曲率半径が小さくなると、繰り返し作動させることによって導電パターンが劣化し断線を引き起こすことがあるが、本実施形態の構成を採ることによって、繰り返し作動による耐久性を向上させることができる。
また、本実施形態では、FPC保持板3の平面部3bからガイド部3dに接続する曲率部(角R部)3fは、緩やかな曲率を備えた曲線状になっている。これにより、図7に示すようにFPC保持板3の外径側に回転するズームカム環2のカム溝2a等の凹凸に引っ掛からない(引っ掛かりを抑制する)ようにしている。即ち、衝撃等の外力によってFPC保持板3が外径(外周)側に変位しても、角R部3fがズームカム環2の内周に先に当接し、引掛り易いガイド部3dの端面であるエッジ部3eは当接しないようにしている。
(本実施形態の効果)
本実施形態では、振動衝撃等の外力が働いた場合や部品の製造誤差でFPC保持板3の位置ズレが生じたとしても、内側(内周側)は移動筒4の当接面4aにFPC保持板3のガイド部3dが先に当接する。これにより、フォーカスカム環6へのFPC保持板3の接触を規制することができる。また、外側(外周側)は角R部3fがズームカム環2の内周に先に当接(接触)する。これにより、ズームカム環6へのFPC保持板3の不都合となる接触を規制することができる。本実施形態では、これらによって作動の不調を防ぎ、装置を保護することができる。
このように本実施形態では、外側でズームカム環が回転し、かつ、内側で可動群に設けられたフォーカスカム環が回転する狭いスペースに、可動群から固定群に電気的接続を行うフレキシブルプリント配線板を安定して配置することが可能になる。つまり、外力等によってFPC保持板3が内側に変位することがあっても、FPC保持板3が移動レンズ群に設けたレール部に当接し、Uターン部の曲率半径は所定の大きさを確保でき、フレキシブルプリント配線板が断線することが無い。
更に、FPC保持板3が外側に変位して、ズームカム環の内壁に接触しても、スムーズに回転が可能と成り、引掛りや異音発生といった問題の発生に繋がらないようにすることができる。
《第2の実施形態》
以下、図9、図10を参照して、本発明の第2の実施形態に係るレンズ鏡筒について説明する。図9は、FPC保持板301と移動筒401の関連を示す要部斜視図でワイド状態を示している。図10は、図9の断面図で像面側から見た図である。第1の実施形態と共通の部品には同じ番号を記しており、同じ機能を有するものである。
Uターン部を光軸方向から見たとき、FPC保持板301の両側は内側に約90°曲げられ、さらに反対側に約90°曲げた端部301aを有している。一方、移動筒401は内側に溝部401aを有しており、溝部401aにFPC保持板301の端部301aが入り込むように配置されている。
即ち、第1の実施形態では、規制部としてのガイド壁部4dは、FPC保持板に内周側で対向する面を備え、FPC保持板に外周側で対向する面を備えないものであった。これに対し、本実施形態では、規制部としての内側の溝部401aは、FPC保持板301に内周側で対向する第1の面を備え、更にFPC保持板301に外周側で対向する第2の面を備える。
本実施形態では、部品寸法誤差や振動衝撃等の外力が働いて、FPC保持板301が内側に変位しても、端部301aの内周面301bが、溝部401aの内周面401bに先に当接し、FPC保持板301がフォーカスカム環6に干渉することが無い。また、FPC保持板301が外側に変位しても、端部301aの外周面301cが、溝部401aの外周面401cに先に当接し、FPC保持板301がズームカム環2の内周に干渉することが無い。
本実施形態では、移動筒401が光軸方向に移動する範囲で、必ず端部301aの一部が溝部401aに入り込んだ状態を維持するよう長さが設定されている。そのため、ズーム位置に依らずいかなる状態でも引掛り等の作動不良を起こすことが無い。
《第3の実施形態》
以下、図11、図12を参照して、本発明の第3の実施形態に係るレンズ鏡筒について説明する。図11は、FPC保持板302と移動筒402の関連を示す要部斜視図でワイド状態を示している。また、図12は図11の断面図で像面側から見た図である。第1の実施形態と共通の部品には同じ番号を記しており、同じ機能を有するものである。
本実施形態では、Uターン部を光軸方向から見たとき、FPC保持板302の両側は内側に約90°曲げられ、さらにコの字状に曲げた端部302aを有している。一方、移動筒402は外側に溝部402aを有しており、溝部402aにFPC保持板302の端部302aが入り込むように配置されている。
即ち、第1の実施形態では、規制部としてのガイド壁部4dは、FPC保持板に内周側で対向する面を備え、FPC保持板に外周側で対向する面を備えないものであった。これに対し、本実施形態では、規制部としての外側の溝部402aは、FPC保持板302に内周側で対向する第1の面を備え、更にFPC保持板302に外周側で対向する第2の面を備える。
本実施形態では、部品寸法誤差や振動衝撃等の外力が働いて、FPC保持板302が内側に変位しても、端部302aの内周面302bが、溝部402aの内周面402bに先に当接し、FPC保持板301がフォーカスカム環6に干渉することが無い。また、FPC保持板302が外側に変位しても、端部302aの外周面302cが、溝部401aの外周面402cに先に当接し、FPC保持板302がズームカム環2に干渉することが無い。
本実施形態では、移動筒402が光軸方向に移動する範囲で、必ず端部302aの一部が溝部402aに入り込んだ状態を維持するよう長さが設定されている。そのため、ズーム位置に依らずいかなる状態でも引掛り等の作動不良を起こすことが無い。
(変形例)
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。
(変形例1)
上述した実施形態では、移動筒に取付けられる電装部として絞りユニットを説明したが、本発明はこれに限られず、シャッタやフォーカスモータ等であっても良い。
(変形例2)
上述した実施形態では、静止画撮影、動画撮影を行うカメラ、ビデオカメラにおけるレンズ鏡筒として説明したが、本発明はこれに限られない。ライトバルブに表示される画像をスクリーンに投射するプロジェクタ、原稿画像を読取る複写機等の画像読取装置におけるレンズ鏡筒としても適用できる。
1・・固定筒、3・・ FPC保持板、4・・移動筒、4d・・ガイド壁部、5・・絞りユニット、11・・FPC(フレキシブルプリント配線板)、11b・・直線部、11d・・Uターン部

Claims (16)

  1. 固定筒と、
    該固定筒に対し光軸方向に移動する移動筒と、
    該移動筒に取付けられた電装部と、
    該電装部に一端が電気接続され、制御部に他端が電気接続され、前記光軸方向に移動するUターン部を備えるフレキシブルプリント配線板と、
    前記フレキシブルプリント配線板の前記Uターン部と異なる前記光軸方向に伸びた第1領域を保持する第1の保持部材と、を有し、
    前記移動筒は、
    前記Uターン部が光軸方向に移動する範囲で、
    前記Uターン部を光軸方向から見たとき、
    前記フレキシブルプリント配線板を挟んで両側に前記第1の保持部材に対向して前記第1の保持部材の変位を規制する規制部を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 前記第1の保持部材は、前記光軸方向に交差する方向に前記固定筒と結合する結合部を備え、前記第1の保持部材は、前記固定筒に結合される位置を支点として変位可能であることを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記移動筒に取付けられ、前記フレキシブルプリント配線板の前記Uターン部と異なる前記光軸方向に伸びた第2領域を保持し前記第1の保持部材と共に前記Uターン部を形成する第2の保持部材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. 前記第1の保持部材は前記フレキシブルプリント配線板の所定部を挟み込む曲げ部を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  5. 前記移動筒の外周側に、カム溝を備えた第1のカム環を有し、
    前記Uターン部を光軸方向から見たとき、前記第1の保持部材の外周側に、前記カム溝への嵌り込みを抑制する曲率部を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  6. 前記保持部材の内周側に、第2のカム環を有し、
    前記Uターン部を光軸方向から見たとき、前記規制部における前記第1の保持部材に対向する位置は前記第2のカム環の外周側にあることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  7. 前記第1のカム環はズームカム環であることを特徴とする請求項5に記載のレンズ鏡筒。
  8. 前記第2のカム環はフォーカスカム環であることを特徴とする請求項6に記載のレンズ鏡筒。
  9. 前記規制部は、前記第1の保持部材に内周側で対向する面を備え、前記第1の保持部材に外周側で対向する面を備えないことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  10. 前記規制部は、前記第1の保持部材に内周側で対向する第1の面を備え、更に前記第1の保持部材に外周側で対向する第2の面を備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  11. 前記Uターン部を光軸方向から見たとき、前記第1、第2の面は内側の溝部に設けられることを特徴とする請求項10に記載のレンズ鏡筒。
  12. 前記Uターン部を光軸方向から見たとき、前記第1、第2の面は外側の溝部に設けられることを特徴とする請求項10に記載のレンズ鏡筒。
  13. 前記電装部は絞りユニットであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  14. 前記制御部は前記固定筒に結合される制御基板であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  15. 前記第1領域は、前記第1の保持部材に両面テープで貼り付けられていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  16. 請求項1乃至15のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする光学装置。
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