JP6022367B2

JP6022367B2 - 撮影レンズ、撮像装置、及び光学素子

Info

Publication number: JP6022367B2
Application number: JP2013016022A
Authority: JP
Inventors: 学冨永
Original assignee: Sigma Inc
Current assignee: Sigma Inc
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2033-01-30
Also published as: JP2014146003A

Description

本発明はデジタルカメラ、ビデオカメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズに関し、特にフォーカシングに伴って光軸方向に移動する保持筒について、保持筒内部に固定されたシャッターユニットに電気的に接続されたフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ）を保持筒外に接続するための構造に関する。

撮像装置に用いられる撮影レンズにおいて、シャッターユニットを内部に保持する保持筒と呼ばれる部品がある。シャッターユニット及び絞りユニットは、いずれも電気的に駆動・制御されるため、撮影レンズ或いは撮影レンズが取り付けられた撮像装置に設けられた電子基板に電気的に接続されなければならない。また、フォーカシングに伴って保持筒が光軸方向に移動する場合、電気的な接続を担う導通部材には度重なる屈曲にも耐える柔軟性が求められる。このような背景から、保持筒内部に保持されたシャッターユニットと電子基板との接続にはＦＰＣを用いるのが一般的である。ＦＰＣは薄く、柔軟性に富むため、撮影レンズの小型化にも寄与する。

保持筒内部に固定されたシャッターユニットから引き出されたＦＰＣは、撮影レンズ或いは撮影レンズが取り付けられた撮像装置に設けられた電子基板に接続するため、保持筒後端部の開口部或いは側面に穿った開口部より保持筒外に引き出されることとなる（例えば特許文献１）。しかし、保持筒内においてシャッターユニットよりも後側にレンズが配置されているなど、保持筒後端部に開口部が設けられない場合がある。そのため、保持筒側面にＦＰＣを引き出すための開口部を設けるのが一般的である。

特開２００６−２７６４４２号公報

ところが、フォーカシングに伴って光軸方向に移動する保持筒と、フォーカシングに伴って移動しない部材である固定筒とをＦＰＣが橋渡しする構成を採るため、度重なる屈曲によってＦＰＣに鋳込まれたパターンが断線したり、ＦＰＣそのものが断裂することがある。特に、撮影レンズの外径の小型化に伴ってＦＰＣが屈曲するのに要するスペースが小さくなり、ＦＰＣの折り返し部の曲率半径が小さい場合には、ＦＰＣにかかる負担が大きくなり断裂させやすい。しかし、ＦＰＣに弛みを持たせすぎても動きを制御しきれず断線を生じさせることとなる。その他、保持筒側面に設けた開口部の端部が鋭利であると、ＦＰＣの被覆に摩擦を生じて断線を招く。

また、ＦＰＣの動きを制御するために、ＦＰＣにビス止め或いは接着し固定筒或いは保持筒に取り付けてＦＰＣの動きを制限する部材、いわゆるＦＰＣガイドが広く用いられている。この時、ＦＰＣガイドをシャッターユニットに予め取り付けておくことができれば効率的な組立作業を実現できるが、ＦＰＣガイドを取り付けることでＦＰＣの外形が大きくなると共に柔軟性が失われるため、保持筒側面に設けた開口部を大きくしなければＦＰＣを引き出すことが出来ない。

しかし、上述の課題を解決しようとすると、ＦＰＣが屈曲するためのスペースを大きくとると共に、保持筒側面に設けた開口部を大きくとることとなり、撮影レンズの小型化に反する。特に、保持筒側面に設けた開口部を大きくしようとすると保持筒そのものが大きくなるばかりでなく、保持筒の強度低下に伴って保持筒の厚肉化も必要となり、撮影レンズの外径拡大につながる。

そこで本発明は、ＦＰＣによって電気的に接続されるシャッターユニットを内部に保持し、フォーカシングに伴って光軸方向に移動する保持筒であって、ＦＰＣを保持筒側面から引き出すための開口部を設け、開口部とその周辺の形状を最適化することで、ＦＰＣの断裂、組立容易性の低下、保持筒の外径拡大といった諸々の課題を解決する。

前述の課題を解決するための手段である第１の発明は、光軸方向に移動する保持筒と、前記保持筒の内部に保持されるシャッターユニットと、前記保持筒を光軸方向に移動可能に支持する固定筒と、前記保持筒を光軸方向に移動する繰り出し機構と、前記シャッターユニットに接続するＦＰＣと、前記固定筒及び前記ＦＰＣに固定され、前記保持筒の移動に伴って変形した前記ＦＰＣが接触するガイド部材と、前記ＦＰＣに前記ガイド部材を結合する結合部材とを有し、前記保持筒の側面には前記ＦＰＣが引き出される貫通穴が設けられ、前記貫通穴は光軸方向に第１の奥行きと前記第１の奥行きよりも大きい第２の奥行きとを有し、周方向に第１の奥行きを持つ第３の横幅と第２の奥行きを持つ第４の横幅とを有し、前記第１の奥行きは前記ＦＰＣの厚さよりも大きく、前記ＦＰＣとガイド部材とを結合部材によって結合した部位の厚さよりも小さく、前記第２の奥行きは前記ＦＰＣとガイド部材とを結合部材によって結合した部位の厚さよりも大きく、前記第３の横幅及び前記第４の横幅はそれぞれ前記ＦＰＣの幅よりも大きく、前記ＦＰＣは前記貫通穴における前記第１の奥行きと前記第３の横幅を持つ部位において固定されることを特徴とする撮影レンズである。

また、前述の課題を解決するための手段である第２の発明は、第１の発明であってさらに、前記保持筒が、その側面に、前記貫通穴おける前記第３の横幅を有する部位の端部から前記ＦＰＣが伸張する方向に平面を有することを特徴とする撮影レンズである。

また、前述の課題を解決するための手段である第３の発明は、第１または第２の発明であってさらに、前記ガイド部材は、前記固定筒の側面にラジアル方向に固定され、前記固定筒に固定されている面よりも前記保持筒の移動に伴って変形したＦＰＣが接触する面の方が光軸よりも遠いことを特徴とする撮影レンズである。

また、前述の課題を解決するための手段である第４の発明は、第１乃至第３いずれかの発明であってさらに、前記貫通穴は、前記第１の奥行きを有する部位と前記第２の奥行きを有する部位との間に、奥行きが第５の横幅を持つ部位を有することを特徴とする撮影レンズである。

また、前述の課題を解決するための手段である第５の発明は、第１乃至第４いずれかの発明であってさらに、前記貫通穴は、前記貫通穴の前記第３の横幅を有しＦＰＣが伸張する方向の端部が曲率を有することを特徴とする撮影レンズである。

また、前述の課題を解決するための手段である第６の発明は、第１乃至第５いずれかの発明であってさらに、前記ガイド部材は、前記固定筒に固定される面と、ＦＰＣが結合される面とが異なる平面上にあることを特徴とする撮影レンズである。

また、前述の課題を解決するための手段である第７の発明は、第１乃至第６いずれかに記載の撮影レンズを有する撮像装置である。

本発明によれば、ＦＰＣによって電気的に接続されるシャッターユニットを内部に保持し、フォーカシングに伴って光軸方向に移動する保持筒であって、ＦＰＣを保持筒側面から引き出すための開口部を設け、開口部とその周辺の形状を最適化することで、ＦＰＣの断裂、組立容易性の低下、保持筒の外径拡大といった諸々の課題を解決した保持筒を有する撮影レンズ、或いはその撮影レンズを備えた撮像装置を提供することができる。

本発明の実施例である撮像装置の分解斜視図である。本発明の実施例である撮像装置におけるレンズユニット２００の分解斜視図である。本発明の実施例である撮像装置における保持筒２０７のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施例である撮像装置における保持筒２０７の側面図である。本発明の実施例である撮像装置におけるＦＰＣガイド２２１の斜視図である。本発明の実施例である撮像装置における保持筒２０７の斜視図である。本発明の実施例である撮像装置における保持筒２０７のＢ−Ｂ断面図である。

本発明を実施するための形態として、撮影レンズが組み込まれた撮像装置を示す。はじめに撮像装置の構造、特に撮影レンズ周辺の構成について説明し、続いて撮影レンズの構成について述べ、さらに本発明の特徴部分を説明する。

図１は本実施形態であるところの撮像装置の分解斜視図である。モータと減速機構を有し回転筒を回転させてフォーカスレンズ群を光軸方向に移動させるギヤユニット１００はネジ１９９によってレンズユニット２００に取り付けられる。一方、撮影者が行うフォーカス回転環の操作をフォーカス回転環の裏に設けられた櫛歯と固定側に設けられたフォトインタラプタによって電気信号に置き換えるマニュアルリングユニット４００はネジ４９９によってフロントカバー３００に取り付けられる。さらに、光学素子を保持するレンズユニット２００はネジ２９９によってフロントカバーに取り付けられる。この後、撮像素子ユニット、液晶ディスプレイ、電子基板、トップカバー、リアカバー、バッテリー等（いずれも不図示）が取り付けられ、撮像装置が完成する。

図２はレンズユニット２００の分解斜視図である。まず、回転筒２０３が固定筒２０４に挿入され、さらに３群鏡室２０２が固定筒２０４の後端にネジ２０１で取り付けられる。一方保持筒２０７には、２群鏡室２０６がネジ２０８によって取り付けられる。続いてシャッターユニット２０９がネジ２０５で、１群鏡室２１０がネジ２１１で取り付けられ、さらに化粧リング２１２が１群鏡室２１０の前端に取り付けられる。そして、回転筒２０３と２群鏡室２０６との間にばね（不図示）を挟み、回転筒２０３の前端外側に設けられたカムフォロアとこれに対応するように保持筒内部に設けられたカム溝とがかみ合い、回転筒２０３と保持筒２０７とが組み合わされる。

図３は保持筒２０７にシャッターユニット２０９を組み込んだ際の断面図である。まず、シャッターユニット２０９より引き出されたシャッターＦＰＣ２２０にＦＰＣガイド２２１がネジ２２２によって取り付けられる。ＦＰＣガイド２２１が取り付けられたシャッターＦＰＣ２２０が、保持筒２０７に設けられた貫通穴２３０を保持筒２０７の内側から外側に通され、シャッターユニット２０９が保持筒２０７の内部に固定される。ＦＰＣガイド２２１は、後端を固定筒２０４に固定され、フォーカシングに伴うシャッターＦＰＣ２２０の屈曲を規制する。

ここで、貫通穴２３０について述べる。図４に示す通り、貫通穴２３０は保持筒２０７の周方向に長く設けられた長穴である。貫通穴２３０の一端は光軸方向に第１の奥行き２４１を持ち、他端は光軸方向に前記第１の奥行き２４１よりも大きい第２の奥行き２３１を有する。また、貫通穴２３０について、第１の奥行き２４１を持つ第３の横幅２３９と、第２の奥行き２３１を持つ第４の横幅２３５とをいずれも保持筒２０７の側面に沿った周方向に有する。なお、前記第１の奥行き２４１はシャッターＦＰＣ２２０の厚さよりも大きく、シャッターＦＰＣ２２０にＦＰＣガイド２２１がネジ２２２によって取り付けられた部位の厚みよりも小さい。また、前記第２の奥行き２３１はシャッターＦＰＣ２２０にＦＰＣガイド２２１がネジ２２２によって取り付けられた部位の厚みよりも大きい。さらに、前記第３の横幅２３９及び前記第４の横幅２３５はそれぞれシャッターＦＰＣ２２０の幅よりも大きい。このような構成により、シャッターＦＰＣ２２０に予めＦＰＣガイド２２１をネジ２２２によって取り付けた状態で貫通穴２３０における第２の奥行き２３１を持つ部位において通すことができ、この後シャッタ
ーＦＰＣ２２０を第１の奥行き２４１を持つ部位に移動し、シャッターＦＰＣ２２０を光軸方向に固定することが出来る。

また、貫通穴２３０は、前記第３の横幅２３９と前記第４の横幅２３５との間に、第５の横幅２３７を持ち、その奥行きは前記第１の奥行き２４１から前記第２の奥行き２３１まで滑らかに変化する。このような構成により、シャッターＦＰＣ２２０を第２の奥行き２３１を持つ部位に挿入した後に第１の奥行き２４１を持つ部位に移動させる際に、引っ掛かり無くスムースに移動することが出来、組立容易性が向上する。

また、貫通穴２３０は、保持筒２０７の側面における物体側の端部２３３が滑らかに面取りされている。これは、シャッターＦＰＣ２２０が保持筒２０７の内側より引き出され物体側に伸張される際に、貫通穴２３０の端部２３３と接触してシャッターＦＰＣ２２０が摩耗・切断することのを防ぐための処置である。

なお、面取りは以下の条件式を満足する大きさであれば貫通穴２３０の端部２３３との接触によるシャッターＦＰＣ２２０の摩耗・切断を防止できる。本実施例では、以下の条件式に基づき、厚さＤ＝１．３ｍｍの保持筒２０７に対しＲ＝０．５ｍｍの面取りを施している。
Ｒ／Ｄ＞０．３８

さらに、保持筒２０７の側面における貫通穴２３０の物体側であって、第３の横幅２３９の端部から保持筒２０７の物体側の端部までに平面部２５０が形成されている。この平面部２５０の幅は第３の横幅２３９よりも小さく、シャッターＦＰＣ２２０の幅よりも大きい。これは、シャッターＦＰＣ２２０が保持筒２０７と接触しながら物体側に伸張する際に、保持筒２０７の側面が曲面であるとシャッターＦＰＣ２２０に対して常に同じ位置で線接触し、摩耗・断線する畏れがある。これに対し、シャッターＦＰＣ２２０と接する保持筒２０７の側面を処置である。また、シャッターＦＰＣ２２０が物体側に伸張した後、ＦＰＣガイド２２１と保持筒２０７との間で像面側に折り返す際に、保持筒２０７の側面が平面となっていることで折り返す曲率が小さくなる。そのため、シャッターＦＰＣ２２０の折れ曲がりによる負担が軽減され、断線や被覆のひび割れ等がおこりにくくなる。

さらに、ＦＰＣガイド２２１について述べる。ＦＰＣガイド２２１は一般的に金属の薄板からプレス加工によって製造される部品であり、その表面はシャッターＦＰＣ２２０が接触しても傷つかない程度に滑らかである。また図３及び図５に示す通り、ＦＰＣガイド２２１は固定筒２０４に固定される面と、シャッターＦＰＣ２２０が結合される面とが異なる平面上にある。即ち、ＦＰＣガイド２２１は中央付近で屈折しており、固定筒２０４に固定される面とシャッターＦＰＣ２２０が結合される面とが平行ではなく同一平面上に無い。さらに、シャッターＦＰＣ２２０が結合される点は固定筒２０４に固定される点よりも光軸から離れた位置にある。これは、保持筒２０７とＦＰＣガイド２２１との間で屈曲するシャッターＦＰＣ２２０の曲率を小さくするために、保持筒２０７とＦＰＣガイド２２１との間隔を大きくするためである。

以上のような構成により、ＦＰＣの断裂、組立容易性の低下、保持筒の外径拡大といった諸々の課題を解決することができる。

１００ギヤユニット
１９９ネジ
２００レンズユニット
２０１ネジ
２０２３群鏡室
２０３回転筒
２０４固定筒
２０５ネジ
２０６２群鏡室
２０７保持筒
２０８ネジ
２０９シャッターユニット
２１０１群鏡室
２１１ネジ
２１２化粧リング
２３０貫通穴
２３１第２の奥行き
２３３端部
２３５第４の横幅
２３７第５の横幅
２３９第３の横幅
２４１第１の奥行き
２５０平面部
２９９ネジ
３００フロントカバー
４００マニュアルリングユニット
４９９ネジ

Claims

光軸方向に移動する保持筒と、
前記保持筒の内部に保持されるシャッターユニットと、
前記保持筒を光軸方向に移動可能に支持する固定筒と、
前記保持筒を光軸方向に移動する繰り出し機構と、
前記シャッターユニットに接続するＦＰＣと、
前記固定筒及び前記ＦＰＣに固定され、前記保持筒の移動に伴って変形した前記ＦＰＣが接触するガイド部材と、
前記ＦＰＣに前記ガイド部材を結合する結合部材とを有し、
前記保持筒の側面には前記ＦＰＣが引き出される貫通穴が設けられ、
前記貫通穴は光軸方向に第１の奥行きと前記第１の奥行きよりも大きい第２の奥行きとを有し、周方向に第１の奥行きを持つ第３の横幅と第２の奥行きを持つ第４の横幅とを有し、
前記第１の奥行きは前記ＦＰＣの厚さよりも大きく、前記ＦＰＣとガイド部材とを結合部材によって結合した部位の厚さよりも小さく、
前記第２の奥行きは前記ＦＰＣとガイド部材とを結合部材によって結合した部位の厚さよりも大きく、
前記第３の横幅及び前記第４の横幅はそれぞれ前記ＦＰＣの幅よりも大きく、
前記ＦＰＣは前記貫通穴における前記第１の奥行きと前記第３の横幅を持つ部位において固定されることを特徴とする撮影レンズ。
前記保持筒が、その側面に、前記貫通穴おける前記第３の横幅を有する部位の端部から前記ＦＰＣが伸張する方向に平面を有することを特徴とする請求項１記載の撮影レンズ。
前記ガイド部材は、前記固定筒の側面にラジアル方向に固定され、前記固定筒に固定されている面よりも前記保持筒の移動に伴って変形したＦＰＣが接触する面の方が光軸よりも遠いことを特徴とする請求項１または２記載の撮影レンズ。
前記貫通穴は、前記第１の奥行きを有する部位と前記第２の奥行きを有する部位との間に、奥行きが第５の横幅を持つ部位を有することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の撮影レンズ。
前記貫通穴は、前記貫通穴の前記第３の横幅を有しＦＰＣが伸張する方向の端部が曲率を有することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の撮影レンズ。
前記ガイド部材は、前記固定筒に固定される面と、ＦＰＣが結合される面とが異なる平面上にあることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の撮影レンズ。
請求項１乃至６いずれかに記載の撮影レンズを有する撮像装置。