JP6777171B2

JP6777171B2 - レンズ鏡筒及び撮像装置

Info

Publication number: JP6777171B2
Application number: JP2019007071A
Authority: JP
Inventors: 治五味渕
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: JP2019056944A

Description

本発明は、レンズ鏡筒及び撮像装置に関する。

レンズ鏡筒は複数の電気部品を備え、それらの電気部品のそれぞれに対して電力供給や信号の伝達を行うためのＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）がレンズ鏡筒内に張り巡らされている（特許文献１参照）。

特開２０００−３０４９９４号公報

近年、レンズ鏡筒内における電気部品の数が増加している。特に望遠レンズ等の大きなレンズ鏡筒の場合、複数のＦＰＣがレンズ鏡筒内に複雑に配置されており、組立が容易ではない。

本発明の課題は、組立作業効率の良いレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することである。

本発明は、電磁絞りを駆動する第１駆動部に一端が接続される第１接続線と、フォーカスレンズを駆動する第２駆動部に一端が接続される第２接続線と、第１基板に一端が接続される第３接続線と、前記第１接続線の他端が接続される第１コネクタ、前記第２接続線の他端が接続される第２コネクタ及び前記第３接続線の他端が接続される第３コネクタを有する第２基板と、光軸方向において、前記電磁絞り及び前記フォーカスレンズの少なくとも一方と前記第２基板との間に少なくとも一部が配される第１レンズと、光軸方向において、前記第１基板と前記第２基板との間に少なくとも一部が配される第２レンズと、を備るレンズ鏡筒に関する。
また、本発明は、上記レンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。

本発明によれば、組立作業効率の良いレンズ鏡筒及び撮像装置を提供できる。

レンズ鏡筒の断面図である。前部固定筒の断面図である。後部固定筒の断面図である。（ａ）は後部固定筒の後端部の斜視図、（ｂ）は前部固定筒の後端部の斜視図である。ＦＰＣ、中継基板、メイン基板の接続状態を説明する図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１はレンズ鏡筒１の断面図である。本実施形態のレンズ鏡筒１は、前部固定筒１０と後部固定筒５０とに分離可能である。図２は前部固定筒１０の断面図、図３は後部固定筒５０の断面図である。

まず、図２に示す前部固定筒１０について説明する。
図示するように、前部固定筒１０は、複数のレンズ群Ｌ１〜Ｌ５、電磁絞り１１、超音波モータ２０、相対位置センサ２５、絶対位置センサ３０、ジャイロセンサ３１、オートフォーカス機能ボタン３２、ＭＦ割込みセンサ３３、モード切り替え手動スイッチ３５、及び中継基板４０等を備える。

電磁絞り１１は、電磁絞り１１を通過する被写体光の量を調整するための機構である。駆動部により絞り羽根が駆動され、絞り羽根で形成される開口部の大きさを変更可能である。

複数のレンズ群Ｌ１〜Ｌ５のうちの、Ｌ４はフォーカス位置を調整するために、光軸ＯＡに移動可能なフォーカスレンズ群Ｌ４である。
Ｌ４の外周には、このフォーカスレンズ群Ｌ４を駆動する超音波モータ２０が配置されている。
超音波モータ２０は、圧電体への駆動電圧の入力によって弾性体に振動を発生させる。そして、この弾性体の振動により移動子に回転力を生じさせ、カム筒２１を回転させる。
フォーカスレンズ群Ｌ４は、カム筒２１とカム係合している。超音波モータ２０の駆動力によってカム筒２１が回転すると、フォーカスレンズ群Ｌ４は、カム筒２１とのカム係合によって光軸方向へ移動し、焦点調節が行われる。

相対位置センサ２５は、例えばＧＭＲ（ＧｉａｎｔＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅ：巨大磁気抵抗）センサ等の高分解能の相対距離エンコーダである。相対位置センサ２５は、フォーカスレンズ群Ｌ４の相対的な位置を検出し、ＡＦ（オートフォーカス）動作・ＭＦ（マニュアルフォーカス）操作によるフォーカスレンズ群Ｌ４の移動量を検知する。

絶対位置センサ３０は、相対位置センサ２５と比べて分解能の粗い（低い）エンコーダである。絶対位置センサ３０は、フォーカスレンズ群Ｌ４の絶対的な位置を検知する。
ジャイロセンサ３１は、レンズ鏡筒１を操作する操作者の手振れ量を検出する。
オートフォーカス機能ボタン３２は、ＡＦのモードに応じて機能を変えるボタンであり、例えば、ＡＦモード時にはオートフォーカス機能ボタン３２を押下することによりＡＦを開始させたり、ＡＦ中にオートフォーカス機能ボタン３２を押下することによりフォーカスロック（フォーカスレンズ群Ｌ４の位置を固定）させたり、オートフォーカス機能ボタン３２を押下することにより記憶させたピント位置にフォーカスレンズ群Ｌ４を移動させたりする。
ＭＦ割込みセンサ３３は、ＡＦ中のフォーカスリングの回転の有無を検知する。ＭＦ割込みセンサ３３がＡＦ中にフォーカスリングが回転されたことを検知すると、ＡＦモードからＭＦモードに切り替わる。
手動スイッチ３５は、レンズ鏡筒１の外周に設けられ、手振れ補正ＯＮ，ＯＦＦ切り替えやＡＦのモード切り替えを行う手動スイッチである。

図４は、前部固定筒１０及び後部固定筒５０の後端部（カメラ装着側端部）の斜視図を示したもので、（ａ）は後部固定筒５０の後端部、（ｂ）は前部固定筒１０の後端部である。

図４（ｂ）に示すように、中継基板４０は、前部固定筒１０の後端部にビスによって取り付けられている。中継基板４０にはコネクタＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１が設けられている。
図５は、ＦＰＣ、中継基板４０、メイン基板７０の接続状態を説明する図である。図示するように、コネクタＡ１〜Ｆ１には、前部固定筒１０に設けられた上述の電磁絞り１１や超音波モータ２０等の電気部品から延びるＦＰＣａ１，ＦＰＣｂ１，ＦＰＣｃ１，ＦＰＣｄ１，ＦＰＣｅ１，ＦＰＣｆ１が接続される。

詳細には、コネクタＡ１には、電磁絞り１１から延びる電磁絞り１１駆動用のＦＰＣａ１が接続される。
コネクタＢ１には、超音波モータ２０から延びる超音波モータ２０駆動用のＦＰＣｂ１が接続される。
コネクタＣ１には、相対位置センサ２５から延びる相対位置検出用のＦＰＣｃ１が接続される。
コネクタＤ１には、絶対位置センサ３０から延びる絶対位置検出用のＦＰＣｄ１が接続される。

コネクタＥ１には、ジャイロセンサ３１から延びる手振れ検出用のＦＰＣと、オートフォーカス機能ボタン３２から延びる信号検出用のＦＰＣと、ＭＦ割り込みセンサ３３から延びる信号検出用のＦＰＣと、が束ねられたＦＰＣｅ１が接続される。
コネクタＦ１には、手動スイッチ３５から延びる、手振れ補正ＯＮ，ＯＦＦ切り替え信号やＡＦのモード切り替え信号用のＦＰＣｆ１が接続される。

中継基板４０には、さらに、コネクタＡ２，Ｂ２，ＣＤ２，ＥＦ２が設けられている。これらのコネクタＡ２，Ｂ２，ＣＤ２，ＥＦ２は、コネクタＡ１〜Ｆ１と接続されている。そして、これらのコネクタＡ２，Ｂ２，ＣＤ２，ＥＦ２には、後部固定筒５０に設けられた後述のメイン基板７０のコネクタＡ３，Ｂ３，ＣＤ３，ＥＦ３との連結用のＦＰＣａ２，ＦＰＣｂ２，ＦＰＣｃｄ２，ＦＰＣｅｆ２が接続される。

詳細には、コネクタＡ２は中継基板４０上でコネクタＡ１と電気的に接続され、メイン基板７０から延びるＦＰＣａ２が接続される。
コネクタＢ２は中継基板４０上でコネクタＢ１と電気的に接続され、メイン基板７０から延びるＦＰＣｂ２が接続される。
コネクタＣＤ２は中継基板４０上でコネクタＣ１及びコネクタＤ１と電気的に接続され、メイン基板７０から延びるＦＰＣｃｄ２が接続される。
コネクタＥＦ２は中継基板４０上でコネクタＥ１及びコネクタＦ１と電気的に接続され、メイン基板７０から延びるＦＰＣｅｆ２が接続される。

後部固定筒５０は、図３に示すように、ブレ補正装置６０を備える。
ブレ補正装置６０は、ブレ補正レンズ群Ｌ６を、光軸ＯＡと交差する面内で移動させ、レンズ鏡筒１の動きに起因する像ブレを低減するものである。
ブレ補正装置６０は、可動部６１、固定部６２、位置検出部６３、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）６４を備える。可動部６１は、位置検出部６３により検出された位置に基づき、ＶＣＭ６４によって、固定部６２に対して駆動される。

図４（ａ）に示すように、後部固定筒５０は、その後端部にメイン基板７０がビス止めされている。メイン基板７０は、光軸ＯＡに沿って配置された２つの板状基板を備える。
また、メイン基板７０には、前部固定筒１０に設けられた中継基板４０へ延びるＦＰＣａ２，ＦＰＣｂ２，ＦＰＣｃｄ２，ＦＰＣｅｆ２が接続されるコネクタＡ３，Ｂ３，ＣＤ３，ＥＦ３が設けられている。
そしてメイン基板７０には、さらに、ブレ補正装置６０との電力供給用のＦＰＣｇ２が接続されるコネクタＧ３と、ブレ補正装置６０への電気信号が伝達されるＦＰＣｈ２が接続されるコネクタＨ３と、マウント側接点に接続されるＦＰＣが接続されるコネクタＩ３と、が設けられている。マウント側接点は、レンズ鏡筒１がカメラボディに装着された際に、カメラボディ側接点と接触して通信を行うものである。

本実施形態においては、前部固定筒１０と後部固定筒５０とを組み立ては以下のよう行う。

前部固定筒１０のコネクタＡ１〜Ｆ１には、前部固定筒１０に設けられた上述の電磁絞り１１や超音波モータ２０等の電気部品から延びるＦＰＣａ１，ＦＰＣｂ１，ＦＰＣｃ１，ＦＰＣｄ１，ＦＰＣｅ１，ＦＰＣｆ１が接続されている。

後部固定筒５０のメイン基板７０に設けられているコネクタＡ３，Ｂ３，ＣＤ３，ＥＦ３には、ＦＰＣａ２，ＦＰＣｂ２，ＦＰＣｃｄ２，ＦＰＣｅｆ２が接続されている。コネクタＧ３はＦＰＣｇ２が接続されている。コネクタＨ３にはＦＰＣｈ２が接続されている。コネクタＩ３にはマウント側接点までのＦＰＣが接続されている。

この状態で、前部固定筒１０の後端部に後部固定筒５０を装着する。そして、後部固定筒５０から延びるＦＰＣａ２，ＦＰＣｂ２，ＦＰＣｃｄ２，ＦＰＣｅｆ２を、前部固定筒１０の中継基板４０に設けられているコネクタＡ２、Ｂ２，ＣＤ２，ＥＦ２に差し込む。

そして、前部固定筒１０と後部固定筒５０とをビス止め等により固定することで、レンズ鏡筒１の組立は完了する。

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）前部固定筒１０において電子部品から延びる６枚のＦＰＣが、中継基板４０において４つにまとめられ、後部固定筒５０のメイン基板７０へ延びるＦＰＣの数は、電子部品から延びるＦＰＣの数よりも少ない４枚になる。したがって、中継基板４０を設けない場合に比べて配線が容易になり、スペース効率も良く、さらに組み立ても容易である。

（２）中継基板４０において、コネクタの配置を適正化することにより、前部固定筒１０に設けられた電子部品から中継基板４０までのＦＰＣ形状、及び中継基板４０から後部固定筒５０のメイン基板７０までのＦＰＣ形状の簡素化ができ、ＦＰＣ作製においてコストダウンすることができる。

（３）前部固定筒１０に中継基板４０を配置することで、前部固定筒１０を単体で組立可能で、後部固定筒５０も単体で組立可能で、それぞれを組み立てた後、両者を連結すればよい。したがって、組み立てが容易で作業効率が良い。
また、ＦＰＣを長くする必要ないため、組立時の断線等の可能性が少ない。

（４）中継基板４０が前部固定筒１０の後端部に設置されているので、後部固定筒５０との締結時、ＦＰＣ組立作業性が向上する。

なお、本実施形態においては、前部固定筒１０及び後部固定筒５０を組み立てた後に両社を連結することとしたが、前部固定筒１０を組み立てた後に中継基板４０を配置し、それより後側の部材を順次組み立てていくこととしても良い。
また、本実施形態においては、中継基板４０又はメイン基板７０に接続される電気部品として、電磁絞り１１等を挙げたが、これらに限定されない。
また、本実施形態においては、中継基板４０上で、コネクタＣ１とコネクタＤ１とをコネクタＣＤ２にまとめて接続したが、まとめる組み合わせとしては上記に限定されない。中継基板４０上でまとめる組み合わせは、接続されるＦＰＣの用途が同じものを組み合わせるのが好ましい。例えば、本実施形態のように、信号の送受信に用いる複数のＦＰＣを中継基板４０で１つのＦＰＣにまとめ、また、電力の供給に用いる複数のＦＰＣを中継基板４０で１つのＦＰＣにまとめるのが好ましい。信号系と電力系とで分けることにより、ノイズの影響を少なくすることができる。また、組み合わせるＦＰＣの本数も特に限定はなく、レンズ鏡筒１内のＦＰＣの這い回しや、中継基板４０上でのコネクタの配置に応じて適宜変更可能である。

１：レンズ鏡筒、１０：前部固定筒、１１：電磁絞り、２０：超音波モータ、２５：相対位置センサ、３０：絶対位置センサ、３５：手動スイッチ、４０：中継基板、５０：後部固定筒、６０：ブレ補正装置、７０：メイン基板

Claims

電磁絞りを駆動する第１駆動部に一端が接続される第１接続線と、
フォーカスレンズを駆動する第２駆動部に一端が接続される第２接続線と、
第１基板に一端が接続される第３接続線と、
前記第１接続線の他端が接続される第１コネクタ、前記第２接続線の他端が接続される第２コネクタ及び前記第３接続線の他端が接続される第３コネクタを有する第２基板と、
光軸方向において、前記電磁絞り及び前記フォーカスレンズの少なくとも一方と前記第２基板との間に少なくとも一部が配される第１レンズと、
光軸方向において、前記第１基板と前記第２基板との間に少なくとも一部が配される第２レンズと、を備える
レンズ鏡筒。
前記第３接続線は、光軸方向において、前記第１基板と前記第２基板との間に配される
請求項１に記載のレンズ鏡筒。
前記第３接続線は、前記第２レンズの径方向外側に配される
請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒。
前記フォーカスレンズは、光軸方向において前記第２基板より被写体側に配される
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のレンズ鏡筒。
前記第２基板は、光軸方向において前記第１基板より被写体側に配置される
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
前記電磁絞り、前記フォーカスレンズ、前記第１接続線、及び前記第２接続線を有する第１部分と、
前記第３接続線及び前記第１基板を有する第２部分と、を備え、
前記第１部分と前記第２部分とは分割可能である
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
前記第２基板は、前記第１部分と前記第２部分とが分割される位置に配される
請求項６に記載のレンズ鏡筒
相対位置検出部に一端が接続され、前記第２基板に他端が接続される第４接続線と、
絶対位置検出部に一端が接続され、前記第２基板に他端が接続される第５接続線と、
第４コネクタを介して前記第４接続線及び前記第５接続線に一端が接続され、前記第１基板に他端が接続される第６接続線と、を備える
請求項１から請求項７の何れか１項に記載のレンズ鏡筒。
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。