JP6961516B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は変倍動作時に複数の光学要素が光軸方向に関して進退するレンズ鏡筒に関し、主に変倍動作時に絞りユニットや防振ユニット等の電気ユニットが光軸方向に進退するレンズ鏡筒に関するものである。

変倍動作によって絞りユニットや防振ユニット等の電気ユニットが光軸方向に進退するレンズ鏡筒においては、移動する電気ユニットと固定部材に保持された制御基板とをフレキシブルプリント回路基板（以下、ＦＰＣ）を用いて接続する必要がある。ＦＰＣは、電気ユニットの移動に伴い、屈曲するため、繰り返し屈曲の負荷を受ける。これにより、電気接続の性能が劣化する恐れがあるため、屈曲に対する耐久性が必要である。

そこで、ＦＰＣの屈曲耐久性を向上させるために、電気ユニットが光軸方向に進退するレンズ鏡筒において、ＦＰＣの屈曲の径を大きくする構成が考えられる。また、ＦＰＣの屈曲耐久性を向上させるために、光軸方向に進退するシャッタユニットのＦＰＣを、シャッタユニットの前側又は後側に沿って曲率がほぼ一定となるように、光軸方向に湾曲させる構成がある（特許文献１）。

特開２００７−３３６９９号公報

しかしながら、ＦＰＣの屈曲の径を大きくする構成では、ＦＰＣの屈曲の径が大きくなるにつれて、装置が大型化してしまう。また、特許文献１の構造においては、シャッタユニットの移動距離を長くした場合、装置が大型化してしまう。

そこで、本発明の目的は、電気ユニットが光軸方向に進退するレンズ鏡筒において、装置を大型化する事なく、電気ユニットに接続されたＦＰＣの屈曲耐久性を向上することを可能にしたレンズ鏡筒を提供することである。

本発明のレンズ鏡筒は、レンズを収容する筐体と、前記筐体内に配置され、前記レンズを保持するとともに前記レンズの光軸方向に移動可能なレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠に保持されるとともに、駆動部を備えた電気ユニットと、前記筐体に保持された基板と、一方の端部が前記基板に接続されるとともに他方の端部が前記駆動部に接続されたフレキシブルプリント回路基板と、を備え、前記フレキシブルプリント回路基板は、前記レンズ保持枠が前記レンズの光軸方向に物体側から像側へ移動するのに伴って、前記光軸方向に沿うように延びる状態から、前記光軸と直交する軸を中心として屈曲することで、前記光軸と直交する方向に見て前記光軸と交差するように前記光軸と略直交する方向に延びる複数の直線部および屈曲部からなる略Ｕ字形状となるように撓むとともに、前記レンズの光軸方向に見て前記駆動部と重なる位置に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、電気ユニットが光軸方向に進退するレンズ鏡筒において、装置を大型化する事なく、電気ユニットに接続されたＦＰＣの屈曲耐久性を向上することを可能にしたレンズ鏡筒を提供することが出来る。

本発明の実施例によるレンズ鏡筒のＷＩＤＥ位置における断面図 本発明の実施例によるレンズ鏡筒のＷＩＤＥ位置における要部断面図 本発明の実施例によるレンズ鏡筒のＴＥＬＥ位置における要部断面図 本発明の実施例によるレンズ鏡筒のＴＥＬＥ位置における断面図 本発明の実施例によるレンズ鏡筒の分解斜視図 本発明の実施例によるレンズ鏡筒の移動群側ＦＰＣ保持部の詳細図 本発明の実施例によるレンズ鏡筒の固定群側ＦＰＣ保持部の詳細図 本発明の実施例によるレンズ鏡筒の光軸方向から見た要部分解図

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。

＜レンズ鏡筒の全体構造＞
以下、図１〜図７を参照して、本発明の第１の実施例によるレンズ鏡筒について説明する。

図１は、本発明の実施例によるレンズ鏡筒１００のＷＩＤＥ位置における断面図である。レンズ鏡筒１００の光学系は、複数の光学部材の一例としての、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、第３レンズ群３０、第４レンズ群４０で構成され、それらのレンズ群を通る光線が光軸Ｏ上に配置された撮像素子９で結像し、映像が撮影される。

撮像素子９は撮像素子保持部材８を介して後部筺体部材７に固定されている。第１レンズ群１０は第１レンズ１と１群レンズ枠１１で構成されており、第１レンズ１を保持した１群レンズ枠１１は前部筺体部材６に固定されている。第２レンズ群２０は第２レンズ２と２群レンズ枠２１で構成されており、前部筺体部材６と後部筺体部材７の中で光軸方向に進退可能に保持されている。第２レンズ２はレンズ鏡筒１００の変倍動作に関わるレンズであり、第２レンズ群２０が光軸方向に進退することによってレンズ鏡筒１００の変倍動作が行われる。第３レンズ群３０は第３レンズ３と３群レンズ枠３１で構成されており、前部筺体部材６と後部筺体部材７の中で光軸方向に進退可能に保持されている。第３レンズ３はレンズ鏡筒１００の合焦動作に関わるレンズであり、第３レンズ群３０が光軸方向に進退することによってレンズ鏡筒１００の変倍動作が行われる。第４レンズ群４０は第４レンズ４と４群レンズ枠４１で構成されており、前部筺体部材６と後部筺体部材７の中で光軸方向に進退可能に保持されている。第４レンズ４はレンズ鏡筒１００の変倍動作に関わるレンズであり、第４レンズ群４０が光軸方向に進退することによってレンズ鏡筒１００の変倍動作が行われる。

絞りユニット５は、絞りユニット５の開口径を変化させることによりレンズ鏡筒１００の光量を調節する。絞りユニット５は、絞り駆動部５２によって羽根部材を駆動する事によって開口径を変えている。絞りユニット５は２群レンズ枠２１に保持されており、レンズ鏡筒１００の変倍動作によって、２群レンズ枠２１と一体に光軸方向に進退する。

絞り駆動部５２には、図２に示すように、外部から入力を伝達するための絞りＦＰＣ５１が電気的に接続されている。絞りＦＰＣ５１（フレキシブルプリント回路基板）は、レンズ鏡筒１００の内部から後部筐体部材７の外部に引き出され、外部電源と接続される。

＜絞りＦＰＣ５１の構造＞
図２は本発明の実施例によるレンズ鏡筒１００のＷＩＤＥ位置における要部断面図であり、レンズ鏡筒１００の正姿勢状態において鉛直方向上から見た図である。図３は本発明の実施例によるレンズ鏡筒１００のＴＥＬＥ位置における要部断面図であり、図２と同様に、レンズ鏡筒１００の正姿勢状態において鉛直方向上から見た図である。図４は本発明の実施例によるレンズ鏡筒１００のＴＥＬＥ位置における断面図である。

レンズ鏡筒１００はＷＩＤＥ状態において第２レンズ群２０が最も光軸方向後側に位置し、ＴＥＬＥ状態において第２レンズ群２０が最も光軸方向前側に位置する構成となっている。具体的には、第２レンズ群２０は、図２に示すように、レンズ鏡筒１００がＷＩＤＥの状態では、レンズ鏡筒１００がＴＥＬＥの状態のときよりも、光軸方向の撮像素子９の側に位置する。また、第２レンズ群２０は、図３に示すように、レンズ鏡筒１００がＴＥＬＥの状態では、レンズ鏡筒１００がＷＩＤＥの状態のときよりも、第１レンズ群１０の側に位置している。

絞りＦＰＣ５１は長手形状の部材であり、一方の端部は絞り駆動部５２の近傍において、２群レンズ枠２１の移動群側ＦＰＣ保持部２１１（第１固定部）に固定されている。また、他方の端部は、後部筺体部材７の固定群側ＦＰＣ保持部７１（第２固定部）に固定されている。よって、第２レンズ群２０が光軸方向に進退する動作に伴い、絞りＦＰＣ５１は屈曲動作を繰り返すことになる。

また、固定群側ＦＰＣ保持部７１と移動群側ＦＰＣ保持部２１１の位置関係は、光軸方向において移動群側ＦＰＣ保持部２１１が前、固定群側ＦＰＣ保持部７１が後ろとなっている。水平方向に関して、移動群側ＦＰＣ保持部２１１及び固定群側ＦＰＣ保持部７１は、光軸を含み、正姿勢状態時の鉛直方向に延びる面で分断される領域の同じ側に位置する。さらに、水平方向に関して、移動群側ＦＰＣ保持部２１１及び固定群側ＦＰＣ保持部７１は、レンズ鏡筒１００の筐体からはみ出さない範囲において、より光軸から離間した位置に配置している。また、後部筺体部材７には、図４に示すように、光軸方向に延びるＦＰＣ壁部７２が設けられている。よって、絞りＦＰＣ５２が鉛直方向に撓んだ場合にも、絞りＦＰＣ５２が第３レンズ群３０や第４レンズ群４０に接触することを抑制できる。

絞りＦＰＣ５１は、レンズ鏡筒１００がＷＩＤＥ状態の場合において、屈曲部５１０と、その前後の前側直線部５１３及び後側直線部５１４と、からなる。前側直線部５１３及び後側直線部５１４は略平行に配置されている。また、前側直線部５１３及び後側直線部５１４は、レンズ鏡筒１００がＷＩＤＥ状態の場合において、レンズ鏡筒１００の正姿勢状態における水平方向に並行な方向に対して長手となっている。また、屈曲部５１０は、レンズ鏡筒１００の正姿勢状態における鉛直方向に延びる軸線周りに屈曲するような形状となっている。また、絞りＦＰＣ５１は、レンズ鏡筒１００がＴＥＬＥ状態の場合において、光軸方向に関して長手となる。

また、絞りＦＰＣ５１を収容するためのスペースは、第２レンズ群２０の移動ストローク領域と略一致している。そのため、収容のためにレンズ鏡筒１００を大型化する必要はない。

また、絞りＦＰＣ５１はＷＩＤＥ状態において撓みが最も大きくなる。絞りＦＰＣ５１は過度な負荷がかかることを回避するため、ＴＥＬＥ状態においてもある程度の撓みを持つようにする必要があるが、その場合、ＷＩＤＥ状態での撓みが大きくなるため、収容に要するスペースが非常に大きくなる。しかしながら、移動群側ＦＰＣ保持部２１１及び固定群側ＦＰＣ保持部７１を、上記のような位置関係で配置することによって、レンズ鏡筒１００の水平方向スペースを最大限に活用することが可能となる。よって、レンズ鏡筒１００を必要以上に大型化する必要はない。

＜絞りＦＰＣ５１の保持構造＞
上述したように、絞りＦＰＣ５１の一方の端部は、２群レンズ枠２１の移動群側ＦＰＣ保持部２１１に固定されており、他方の端部は後部筺体部材７の固定群側ＦＰＣ保持部７１に固定されている。以下に、この保持構造の詳細について説明する。図５は本発明の実施例によるレンズ鏡筒の分解斜視図である。

図６は本発明の実施例によるレンズ鏡筒の移動群側ＦＰＣ保持部の詳細図である。絞りＦＰＣ５１に設けられた移動群係合部５１１は、絞りＦＰＣ５１の外形より突出する形状を持つ２つの補強板によって構成されており、絞りＦＰＣ５１の長手方向において並んで配置されている。また、２群レンズ枠２１に設けられた移動群側ＦＰＣ保持部２１１は４つの爪によって構成されており、移動群係合部５１１に２つずつ係合する事で、絞りＦＰＣの位置と姿勢を規制しながら保持している。

図７は本発明の実施例によるレンズ鏡筒の固定群側ＦＰＣ保持部の詳細図である。絞りＦＰＣ５１に設けられた固定群係合部５１２は絞りＦＰＣ５１の外形より突出する形状を持つ２つの補強板によって構成されており、絞りＦＰＣ５１の長手方向において並んで配置されている。また、後部筺体部材７に設けられた固定群側ＦＰＣ保持部７１は４つの爪によって構成されており、固定群係合部５１２に２つずつ係合する事で、絞りＦＰＣの位置と姿勢を規制しながら保持している。

よって、絞りＦＰＣ５１は移動群係合部５１１と固定群係合部５１２にてそれぞれ位置と姿勢を規制されて保持されるため、第２レンズ群２０が進退する間も常に水平姿勢を保持しており、鉛直方向に振れることを抑制できる。

また、絞りＦＰＣ５１は、移動群側ＦＰＣ保持部の近傍および固定群側ＦＰＣ保持部の近傍以外で他の部材と接触しないように配置されている。よって、絞りＦＰＣ５１が、他の部材に接触することによって摩耗することを抑制できる。

＜絞りＦＰＣ５１の配置＞
図８は本発明の実施例によるレンズ鏡筒の光軸方向から見た要部分解図である。２２は２群レンズ枠２１と係合し、第２レンズ群２０を光軸方向に進退可能に案内及び保持する２群支持部材である。２３は２群レンズ枠２１と係合し、第２レンズ群２０を光軸方向に進退させるための２群駆動部である。

３２は３群レンズ枠３１及び４群レンズ枠４１と係合し、第３レンズ群３０及び第４レンズ群４０を光軸方向に進退可能に案内及び保持する３群４群支持部材である。３３は３群レンズ枠３１と係合し、第３レンズ群３０を光軸方向に進退させるための３群駆動部である。４３は４群レンズ枠４１と係合し、第４レンズ群４０を光軸方向に進退させるための４群駆動部である。

レンズ鏡筒１００の光軸方向垂直面における投影面積の大小は絞りユニットの外形で大きく左右される。また、レンズ移動群の支持部材２２、３２や駆動部２３、３３、４３は光軸方向に関して長手であるため、光軸方向垂直面においては絞りユニットと重複して配置することができない場合が多い。そのため、レンズ移動群の支持部材２２、３２及び駆動部２３、３３、４３、絞りユニットの光軸方向垂直面における配置に関して、レンズ鏡筒１００を大型化しないためのレイアウトには制約が多い。よって、絞りユニット外形近傍の限られたスペースで光軸周方向に配置する必要がある。また、さらに、絞りユニットのＦＰＣを収容するスペースを別途設けようとすると、レンズ鏡筒外形に対して凸となってしまう。絞りユニットの駆動部は一般的に絞りユニット外形から凸となっている場合が多いが、前述のようにこの位置に光軸方向長手部材を配置することができないため、従来、デッドスペースとなる場合が多かった。

本発明のレンズ鏡筒１００は、絞りユニット５の絞り駆動部５２と絞りＦＰＣ５１を光軸方向垂直面において重畳するように配置することでこのデッドスペースを有効活用し、装置の大型化を防いでいる。このような構成とすることで、レンズ鏡筒１００の外形を大型化する事なく、絞りＦＰＣ５１の屈曲部５１０の曲率を大きくすることが可能となり、装置を大型化することなく屈曲するＦＰＣの耐久性を向上させることができる。

以上により、電気ユニットが光軸方向に進退するレンズ鏡筒において、装置を大型化する事なく、電気ユニットに接続されたＦＰＣの屈曲耐久性を向上することを可能にすることができる。

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。また設計機能を考慮した構成であれば、それを限定するものではない。

１００ レンズ鏡筒
１ 第１レンズ
１０ 第１レンズ群
１１ １群レンズ枠
２ 第２レンズ
２０ 第２レンズ群
２１ ２群レンズ枠
２１１ 移動群側ＦＰＣ保持部
２２ ２群支持部材
２３ ２群駆動部
３ 第３レンズ
３０ 第３レンズ群
３１ ３群レンズ枠
３２ ３群４群支持部材
３３ ３群駆動部
４ 第４レンズ
４０ 第４レンズ群
４１ ４群レンズ枠
４３ ４群駆動部
５ 絞りユニット
５１ 絞りＦＰＣ
５１０ 屈曲部
５１１ 移動群係合部
５１２ 固定群係合部
５１３ 前側長手部
５１４ 後側長手部
５２ 絞り駆動部
６ 前部筺体部材
７ 後部筺体部材
７１ 固定群側ＦＰＣ保持部
７２ ＦＰＣ壁部
８ 撮像素子保持部材
９ 撮像素子

Claims (5)

1. レンズを収容する筐体と、
   前記筐体内に配置され、前記レンズを保持するとともに前記レンズの光軸方向に移動可能なレンズ保持枠と、
   前記レンズ保持枠に保持される駆動部を備えた電気ユニットと、
   前記筐体に保持された基板と、
   一方の端部が前記基板に接続されるとともに他方の端部が前記駆動部に接続されるフレキシブルプリント回路基板と、を備え、
   前記フレキシブルプリント回路基板は、前記レンズ保持枠が前記レンズの光軸方向に物体側から像側へ移動するのに伴って、前記光軸方向に沿うように延びる状態から、前記光軸と直交する軸を中心として屈曲することで、前記光軸と直交する方向に見て前記光軸と交差するように前記光軸と略直交する方向に延びる複数の直線部および屈曲部からなる略Ｕ字形状となるように撓むとともに、前記レンズの光軸方向に見て前記駆動部と重なる位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記フレキシブルプリント回路基板は、前記光軸方向に見て、前記レンズと重ならない位置に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記フレキシブルプリント回路基板の前記一方の端部は、前記レンズ保持枠に設けられた第１固定部に固定され、前記フレキシブルプリント回路基板の前記他方の端部は、前記筐体に設けられた第２固定部に固定され、
   前記第１固定部および前記第２固定部は、前記光軸と略平行な第１直線上に配置され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固定部および前記第２固定部は、前記フレキシブルプリント回路基板が最も撓んだ状態における前記フレキシブルプリント回路基板の長手方向において、それぞれ２つの固定部を有することを特徴とする、請求項３に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記フレキシブルプリント回路基板は、前記第１固定部の近傍および前記第２固定部の近傍以外で他の部材と接触しないように配置されていることを特徴とする、請求項３または４に記載のレンズ鏡筒。

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