JP6238518B2 - レンズ鏡筒およびこれを備えた光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒およびこれを備えた光学機器に関し、特にフレキシブルプリント基板を備えた光学機器、例えば、一眼レフカメラ、コンパクトカメラ、ＴＶカメラ、液晶プロジェクタ等に好適なものである。

光学機器としての一眼レフカメラなど撮像装置に搭載されるレンズ鏡筒には、カメラと接続される電気基板と電気的制御手段とを電気接続する可撓性のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）が用いられている。変倍操作や焦点調節操作で光軸方向に進退するような移動鏡筒に電気的制御手段が取り付けられているような場合には、電気的制御手段と電気基板との間の相対位置が変化する。

このため、変倍操作や焦点調節操作により、ＦＰＣの形状は変化する。繰り返しの形状変化があってもＦＰＣの電気的接続機能が失われること（断線など）が起きにくくなるように、特許文献１および特許文献２では、ＦＰＣの接続方法に関する提案がされている。具体的には、特許文献１では、２つの群に取り付けられた電気的接続手段に対して接続された２つのＦＰＣを互いに重ね合わせた状態で、レンズ鏡筒の空間に配置する方法が提案されている。また、特許文献２では、ＦＰＣの長尺可撓部領域が複数の分岐枝からなり、複数の分岐枝が互いに重なりあって伸長するように形成する方法が提案されている。

特開平０７−１２０６５８号公報 特開２０１０−２０５７７４号公報

しかしながら、特許文献１では２つのＦＰＣを重ね合わせた状態で配置されるため、ＦＰＣに屈曲部があるような場合には略同じ位置に屈曲部がくるために、屈曲による張力が安定しなかったり、屈曲部同士がすれることで断線したりするという課題があった。また、特許文献２おいても、重ね合わせたＦＰＣの屈曲部が同じ位置にくることで、特許文献１と同様の課題がある場合があった。

本発明の目的は、複数の分岐枝を折りたたんだフレキシブルプリント基板を有し、折り重ねたそれぞれの屈曲部の位置を安定させることのできるレンズ鏡筒およびこれを備えた光学機器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、移動レンズ群を保持する移動鏡筒と、前記移動鏡筒へ電気信号を送る電気基板と、前記移動鏡筒と前記電気基板とを電気接続し且つ前記移動鏡筒と前記電気基板との相対的な移動に伴い位置の変化する少なくとも１箇所の屈曲部を有するフレキシブルプリント基板と、を備えたレンズ鏡筒であって、前記フレキシブルプリント基板は、分岐部において途中分岐した第１の延伸部と第２の延伸部を有し、前記第１の延伸部と前記第２の延伸部にはそれぞれ前記屈曲部を構成する第１の範囲と第２の範囲があって、前記第１の延伸部の前記第１の範囲を挟んだ両側の領域と、前記第２の延伸部の前記第２の範囲を挟んだ両側の領域とが、重ね合わせられており、且つ前記第１の延伸部と前記第２の延伸部とが、前記第１の範囲と前記第２の範囲における前記少なくとも１箇所の屈曲部で互いに離間することを特徴とする。

また、上記レンズ鏡筒と、固定レンズ群と、移動レンズ群と、を有する光学機器も本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、複数の分岐枝（延伸部）を折りたたんだフレキシブルプリント基板を有し、折り重ねたそれぞれの屈曲部の位置を安定させることのできるレンズ鏡筒およびこれを備えた光学機器を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を備えたレンズ鏡筒の構造に関し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）は展開図である。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒を搭載した撮像装置の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るレンズ鏡筒におけるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）の展開図である。

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。

《第１の実施形態》
（光学機器としての撮像装置）
図２は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒を搭載した光学機器としての撮像装置（レンズ交換式デジタル一眼レフカメラ）の断面図である。図２では、レンズ光軸（撮影光軸、以下光軸という）ＡＸＬの方向をＺ方向とし、レンズ光軸ＡＸＬに対して直交する方向であって、撮像素子６の撮像面に平行な２方向のうち横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向としている。

１はカメラ本体（以下、単にカメラという）であり、２はカメラ１に着脱可能に装着された交換レンズである。まず、カメラ１の構造について説明する。図１で示した状態において、メインミラー３は交換レンズ２からの光束の光路上に配置され、その光束の一部を反射してファインダ光学系（７、８）に導き、かつ残りの光束を透過させる。

メインミラー３の背後（像面）にはサブミラー４が配置されており、メインミラー３を透過した光束を反射して焦点検出ユニット５に導く。なお、メインミラー３およびサブミラー４は、不図示の駆動機構により、上記光路から一体的に挿脱することができる。

焦点検出ユニット５は、いわゆる公知の位相差検出方式での焦点検出（交換レンズ２の焦点状態の検出）を行う。６はＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサにより構成される撮像素子であり、この撮像素子６の受光面（撮像面）上には、交換レンズ２からの光束による物体像（像）が結像する。撮像素子６は、結像した被写体像を光電変換し、撮像信号を出力する。９はディスプレイパネルであり、撮像素子６の信号を入力とした不図示の信号処理部から出力される画像やその他様々な撮像情報を表示する機能を持つ。

（交換レンズ）
交換レンズ２は、被写体側から像側へ順に第１レンズユニット１０１、第２レンズユニット１０２、第３レンズユニット１０３、第４レンズユニット１０４、第５レンズユニット１０５、第６レンズユニット１０６、第７レンズユニット１０７を有する。第１レンズユニット１０１乃至第７レンズユニットおよび絞りユニット１０８は、固定レンズ群と移動レンズ群を備える撮影光学系の一部を構成している。交換レンズ２は、後述する案内筒２３とカム筒２４の相対移動によって、移動レンズ群を光軸方向に移動させることができる。

第２レンズユニット１０２は、フォーカスユニット１０９からの駆動力を受けて光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズを有する。第６レンズユニット１０６は、不図示の防振ユニット１１０からの駆動力を受けて、光軸に垂直な方向に駆動する。絞りユニット１０８は、第５レンズユニット１０５の物体側に配置され、カメラ１側に至る光束の光量を調節する。

（レンズ鏡筒）
交換レンズ２を備えるレンズ鏡筒において、図２に示す２１は固定環としての外装環であり、カメラ１に着脱可能なマウント４３に固定される。２２は固定筒であり、外装環２１に対して固定されている。また、２３は案内筒であり、不図示の直進溝を備える。また、２４はカム筒であり、不図示のカム溝を備える。

ここで、不図示のカムフォロワが移動鏡筒２０４の取り付け部に固定され、案内筒２３の直進溝とカム筒２４のカム溝に係合している。ズーム環４１の回転によりカム筒２４が回転されると、直進溝とカム溝の交差位置が変化することで不図示のカムフォロワの係合位置が移動し、光軸方向に進退、すなわち移動鏡筒２０４を光軸方向に進退させる。

移動鏡筒２０４は、防振ユニット１１０の構成要素である。移動鏡筒２０４は、電気的に制御される被制御手段２０３を有し、固定筒２２に固定され移動鏡筒２０４（被制御手段２０３）へ電気信号を送る電気基板２０２にて制御される。電気基板２０２と移動鏡筒２０４（被制御手段２０３）は、後述するフレキシブルプリント基板にて電気的に接続される。

４１は操作環としてのズーム環であり、変倍時に撮影者によって回転される。また、４２は操作環としてのフォーカス環であり、焦点調節時に撮影者によって回転される。

フォーカスユニット１０９は不図示の駆動源と、キー部（不図示）、フォーカス環４２に取り付けられた溝部と係合する突起部（不図示）を備える。このような構成のレンズ鏡筒において、カメラ１の不図示のレリーズボタンの操作がなされると、オートフォーカス、露出決定動作の後、撮像装置の露光および取得された画像の記録動作がなされる。

（フレキシブルプリント基板）
図１は、本実施形態に係るフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を示しており、移動鏡筒と電気基板との相対的な移動に伴い位置の変化する少なくとも１箇所の屈曲部を有する。

図１で（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）は展開図である。２０１はフレキシブルプリント基板であり、電気基板との接続部２０１ａ、被制御手段２０３との接続部２０１ｂ、展開時に途中分岐した第１の延伸部２０１ｃ、第２の延伸部２０１ｄ、第１の範囲２０１ｅ、第２の範囲２０１ｆを備える。電気基板２０２は、フレキシブルプリント基板と電気接続される接続部２０２ａを備え、不図示の固定部に取り付けられている。

被制御手段２０３は、フレキシブルプリント基板２０１と電気接続される接続部２０３ａ、移動鏡筒２０４との取り付け部２０３ｂを備える。本実施形態では、被制御手段２０３は防振ユニット１１０内のモータ、コイルを駆動させる電気基板としているが、モータやコイル等の駆動源であっても良い。

なお、図１（Ａ）で、移動鏡筒２０４は、被制御手段２０３の取り付け部２０４ａを備える。また、２６は保持板であり、案内筒２３に対して締結等の手段で固定され、フレキシブルプリント基板２０１の固定部２６ａを備える。

ここで、図１（Ｃ）に示すように、移動鏡筒２０４に取り付けられたフレキシブルプリント基板２０１は、接続部２０１ｂから第１、第２の延伸部２０１ｃ、２０１ｄに分岐する。第１の延伸部２０１ｃから電気基板２０２へは接続部２０１ａ−１、第２の延伸部２０１ｄから電気基板２０２へは接続部２０１ａ−２にて接続される。

第１の延伸部２０１ｃと第２の延伸部２０１ｄは、以下のようにして図のおもて面同士が重ね合わせられる。

１）第１の延伸部２０１ｃを固定し、第２の延伸部２０１ｄを直線Ａにて谷折りし、第１の延伸部２０１ｃを下側（紙面垂直方向の奥側）、第２の延伸部２０１ｄを上側（紙面垂直方向の手前側）の状態とする。

２）第１の延伸部２０１ｃを下側、第２の延伸部２０１ｄを上側とした状態で、第１の範囲と第２の範囲の範囲外で、両面テープや他の固定手段にて貼り合わせて固定する。このとき、第１の延伸部２０１ｃには、第１の範囲の両端のうち、前記途中分岐した箇所からより遠い側の端には第１の目印（目印Ｄ）を設けている。

また、第２の延伸部２０１ｄには、第２の範囲の両端のうち、前記途中分岐した箇所からより遠い側の端には第２の目印（目印Ｅ）を設けている。そして、これら目印Ｄ，Ｅが重なるように固定する。目印Ｄ，Ｅはそれぞれ、フレキシブルプリント基板２０１の形状（凸形状や凹形状、穴形状等）や配線パターン、印刷のうちの少なくとも一つにより設けるのがよい。

これにより、第１の延伸部２０１ｃは、屈曲部の内側に配置されることとなる。そして、上述した手順で貼り合わせ固定される際、第１の範囲２０１ｅ、第２の範囲２０１ｆの延伸方向（図の左右方向）の長さは、第１の範囲２０１ｅの方が短い上で固定されるので、固定後意図的に撓みを生じさせることができる。この状態のまま、屈曲部を構成するように組み込まれることで、図１（Ｂ）のように第１の延伸部２０１ｃにより作られる屈曲部Ｂ、第２の延伸部２０１ｄにより作られる屈曲部Ｃの延伸方向の位置を安定的にずらすことができる。即ち、夫々の屈曲部を互いに離間した状態にすることが可能となる。

ズーム環４１の回転によりカム筒２４が回転されると、上述のように移動鏡筒２０４が光軸方向に進退し、屈曲部Ｂ及びＣは移動鏡筒の移動量の半分、同じ方向に移動する。本実施形態では、第１の範囲２０１ｅと第２の範囲２０１ｆの延伸方向の長さを変えることにより、屈曲部Ｂと屈曲部Ｃの光軸方向の位置を安定的にずらすことができる。

ここで、図１（Ｃ）に示した第１の範囲２０１ｅと第２の範囲２０１ｆの長さが同じ場合には、図１（Ａ）において屈曲部ＢとＣが互いに離間せずに重なることで、屈曲が妨げられたり、張力が不安定になったりする等の課題があった。これに比べ、本実施形態では、フレキシブルプリント基板の電気的接続機能の信頼性を上げることが可能になる。

また、屈曲部Ｂの曲げ半径をＲ、第１の範囲２０１ｅの途中分岐した箇所から目印Ｄまでの延伸方向の長さをＬ１、前記第２の範囲２０１ｆの途中分岐した箇所から目印Ｅまでの延伸方向の長さをＬ２とする。このとき、Ｌ２−Ｌ１＞２Ｒを満たすことにより、より安定的に屈曲部Ｂ、Ｃの位置をずらすことが可能になる。

《第２の実施形態》
図３は、本発明の第２の実施形態に係るレンズ鏡筒におけるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）の展開図である。本実施形態では、第１の実施形態のフレキシブルプリント基板２０１と形状を異にしている。具体的には、第１の実施形態では、接続部２０１ｂから延伸部２０１ｃ、２０１ｄに分岐し、分岐したまま電気基板２０２へ接続されていたが、本実施形態では、延伸部２０１ｃ、２０１ｄに分岐した後、再び１つの接続部２０１ａに合流する形状としている。

これにより、電気基板２０２への接続がし易いこと、更には第１の延伸部２０１ｃの一部に第３の範囲として長さ調節部２０１ｇを設け、長さ調整部２０１ｇの両端に設けた第３の目印Ｆ、Ｆが重なるように折り曲げる等の処理をしておくことができる。これによって、直線Ａに対して折りたたんだまま両面テープ等の手段で固定することができ、組立性の向上につながる。目印Ｆ，Ｆは、フレキシブルプリント基板２０１の形状（凸形状や凹形状、穴形状等）や配線パターン、印刷のうちの少なくとも一つにより設けるのがよい。

第３の範囲は、第３の範囲の両端が接近するように折り曲げられた状態で第１の延伸部と第２の延伸部が重ねあわせられ、第３の範囲の延伸方向の長さをＬ３としたとき、Ｌ３＝Ｌ２−Ｌ１とすると、折りたたんで固定する際の作業性を向上させることができる。

また、第１の延伸部２０１ｃ、第２の延伸部２０１ｄの折り曲げ部Ａに近い位置に被制御手段に電力を供給する電源系のパターン、離れた位置に被制御手段と電気基板との間で信号の送受信を行う信号系のパターンを向き合わないように配置する。これにより、折りたたんだ場合に電源系と信号系同士を離すことができる。これにより、電源系から信号系へノイズが入るのを低減することが可能になる。

本実施形態では、光軸方向に移動する移動鏡筒に取り付けられたフレキシブルプリント基板ついて説明したが、例えば光軸に垂直な平面内で駆動して手ぶれ補正を行うシフト鏡筒に取り付けられるフレキシブルプリント基板であってもよい。

（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および変更が可能である。

例えば、図１（Ａ）において、片側で２箇所、合計で４箇所と屈曲部が複数設けられ、屈曲部Ｂと屈曲部Ｃは互いに離間する一方、左下側に位置するもう一つの屈曲部では互いに当接しているが、全ての屈曲部において互いに離間させるようにすることもできる。この場合、図１（Ｃ）に示した第１の範囲と第２の範囲の長さを同じにすることができる。

２・・レンズ鏡筒、２０１・・フレキシブルプリント基板、２０２・・電気基板、２０３・・被制御手段、２０４・・移動鏡筒

Claims (11)

1. 移動レンズ群を保持する移動鏡筒と、
   前記移動鏡筒へ電気信号を送る電気基板と、
   前記移動鏡筒と前記電気基板とを電気接続し且つ前記移動鏡筒と前記電気基板との相対的な移動に伴い位置の変化する少なくとも１箇所の屈曲部を有するフレキシブルプリント基板と、
   を備えたレンズ鏡筒であって、
   前記フレキシブルプリント基板は、分岐部において途中分岐した第１の延伸部と第２の延伸部を有し、前記第１の延伸部と前記第２の延伸部にはそれぞれ前記屈曲部を構成する第１の範囲と第２の範囲があって、
   前記第１の延伸部の前記第１の範囲を挟んだ両側の領域と、前記第２の延伸部の前記第２の範囲を挟んだ両側の領域とが、重ね合わせられており、
   且つ前記第１の延伸部と前記第２の延伸部とが、前記第１の範囲と前記第２の範囲における前記少なくとも１箇所の屈曲部で互いに離間することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記屈曲部は複数設けられ、前記第１の延伸部と前記第２の延伸部は、１箇所の屈曲部で互いに離間する一方、他の屈曲部で互いに当接することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第１の範囲と前記第２の範囲の延伸方向の長さが異な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の延伸部は前記屈曲部の内側に配置されており、
   前記第１の範囲と第２の範囲の延伸方向の長さを夫々Ｌ１、Ｌ２としたとき、
   Ｌ２−Ｌ１＞０を満たす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. 前記第１の延伸部の前記屈曲部の曲げ半径をＲとしたとき、
   Ｌ２−Ｌ１＞２Ｒを満たすことを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記第１の範囲の両端のうち、途中分岐した箇所からより遠い側の端には第１の目印が設けられおり、
   前記第２の範囲の両端のうち、途中分岐した箇所からより遠い側の端には第２の目印が設けられてい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の延伸部には第３の範囲が設けられており、
   前記第３の範囲は、前記第３の範囲の両端が接近するように折り曲げられた状態で前記第１の延伸部と前記第２の延伸部が重ねあわせられ、第３の範囲の延伸方向の長さをＬ３としたとき
   Ｌ３＝Ｌ２−Ｌ１を満たす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. 前記第３の範囲の両端には第３の目印が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記第１の範囲の両端のうち、途中分岐した箇所からより遠い側の端には第１の目印が設けられおり、
   前記第２の範囲の両端のうち、途中分岐した箇所からより遠い側の端には第２の目印が設けられており、
   前記第１の延伸部には第３の範囲が設けられており、
   前記第３の範囲の両端には第３の目印が設けられており、
   前記第１の目印、第２の目印及び第３の目印はそれぞれ、前記フレキシブルプリント基板の形状、配線パターン及び印刷のうちの少なくとも一つにより設けられていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記フレキシブルプリント基板には、前記移動鏡筒に電力を供給する電源系のパターン及び前記移動鏡筒と前記電気基板との間で信号の送受信を行う信号系のパターンが配置されており、前記重ね合わせて貼り付けられた際に前記電源系のパターンと前記信号系のパターンが向き合わないように配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、固定レンズ群と、移動レンズ群と、を有することを特徴とする光学機器。