JP4199799B2 - レンズユニット - Google Patents

Description

この発明は、カメラ等の光学機器に搭載されるレンズユニットに関する。

従来より、複数のレンズ群からなる撮影光学系を備えたカメラ等が広く普及している。このカメラ等においては、上記撮影光学系に入射した光束に基づいて形成される被写体像が、所定の位置に配置された電荷結合素子(ＣＣＤ)等の撮像素子上に結像する。そして、このようなカメラでは、ズーム機能やオートフォーカス機能等の高機能化および高解像度化に加えて、携帯端末への組込みを容易にするために、更なる小型化が望まれている。

また、一般に、ズーム機能を有するカメラにおいては、開口径を小さくするために、ズームレンズ群とシャッターユニットとが一体に移動するようになっている。すなわち、一体に駆動されるレンズ群の被写体側にシャッターユニットが固着されており、シャッターユニットに給電するためのＦＰＣ(Flexible Printed Circuit：屈曲性のある回路基板)が設けられている。このＦＰＣは、レンズ群の移動と共に変形していく。

このようなＦＰＣを備えたレンズ鏡筒として、特開２００６‐３４５８号公報(特許文献１)に開示されたようなものがある。上記特許文献１に開示されたＦＰＣの配置および取り回しに関する一例を図７に示す。

図７において、ＦＰＣ１は、シャッターユニット(図示せず)に対して撮像側に配置されており、ＦＰＣ１を取り回すために、シャッター保持枠２の環状蓋部材３にＬ字状の掛止支持部４を一体に形成している。そして、ＦＰＣ１における写体側にＦＰＣ１を屈曲させて成るＵ字状部５を形成し、このＵ字状部５を掛止支持部４に引っ掛けて、撮像側にＦＰＣ１を引き出している。

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来のレンズ鏡筒には、以下のような問題がある。すなわち、上記シャッターユニットは、シャッター保持枠２に支持されて可動するレンズ群よりも被写体側に配置されているため、上記シャッターユニットをシャッター保持枠２に支持するための環状蓋部材３が必要になる。そのために、部材が増加するという問題がある。

また、上記シャッターユニット側のＦＰＣ１を、環状蓋部材３に設けられている掛止支持部４に引っ掛ける必要があるため、組み立てが煩雑になるという問題がある。

また、上記掛止支持部４に引っ掛けられているＵ字状部５において、ＦＰＣ１に急激な曲げ力が加わるため、ＦＰＣ１の導通部に断線が発生する恐れがあるという問題もある。
特開２００６‐３４５８号公報

そこで、この発明の課題は、シャッターユニットがレンズ群と共に駆動可能であって上記シャッターユニットに給電するＦＰＣの取り回しが光学系に影響を与えることがないレンズユニットを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のレンズユニットは、
光軸方向に配置されたレンズ群と、
上記レンズ群を搭載すると共に、光軸に平行な軸に沿って移動可能なレンズホルダと、
上記レンズホルダに取り付け固定されて、上記レンズホルダと共に移動するシャッターユニットと、
上記シャッターユニットに搭載されると共に、上記シャッターユニットに設けられた光量制御部を駆動して光量制御動作を行わせる駆動部と、
可撓性を有すると共に、上記駆動部に給電を行う配線と
を備え、
上記レンズホルダは、上記シャッターユニットに対して被写体側に配置されており、
上記配線は、帯状を成しており、且つ、上記配線の一端は上記シャッターユニットと上記レンズホルダとの間に挟まれて固定される一方、上記配線の他端はケーシングの上記光軸方向に延在する側壁の上記光軸方向の略中央に設けられた第１切り欠きに挿通され、且つ、上記配線は上記シャッターユニットの端部で被写体方向に曲げられており、
上記レンズホルダにおける上記配線が被写体方向に曲げられる位置の近傍には、スリット状の第２切り欠きが設けられており、この第２切り欠きには上記配線が挿通されて保持されており、
上記第２切り欠きは、上記レンズホルダの側面の一部から上記光軸に対して垂直方向に突出する底部と、この底部から上方に延在すると共に、上記レンズホルダの側面に対向する先端部とを有する略Ｌ字状の突起部における、上記先端部と上記レンズホルダの側面とによって定義されている
ことを特徴としている。

上記構成によれば、光量制御部の駆動部に給電を行う配線における被写体方向に曲げられる箇所が、レンズホルダの切り欠きによって保持されている。したがって、上記レンズホルダおよびシャッターユニットの移動に伴って、上記配線における被写体方向に曲げられる位置や角度が変動することがなく、上記配線が光路側に侵入するのを防止できる。

さらに、上記第２切り欠きは、上記レンズホルダの側面の一部から上記光軸に対して垂直方向に突出する底部と、この底部から上方に延在すると共に、上記レンズホルダの側面に対向する先端部とを有する略Ｌ字状の突起部における、上記先端部と上記レンズホルダの側面によって定義されている。したがって、上記レンズホルダの突起部と上記レンズホルダの本体との隙間で構成された上記第２切り欠きの箇所で被写体方向に曲げられた上記配線は、途中で湾曲して撮像側に向かって延在し、上記突起部の外側、つまり上記突起部と上記ケーシングの側壁との間を通って上記ケーシングの側壁に固定されている。したがって、上記突起部は、上記レンズホルダと共に、上記配線を上記ケーシングの側壁側に押し出しながら移動することになる。そのために、上記レンズホルダおよび上記シャッターユニットの移動に伴って、上記配線が光路側に侵入するのをより効果的に防止することができる。

さらに、上記突起部の上記先端部は、ケーシングの側壁の延在方向と同一方向に延在している。したがって、上記切り欠きも上記突起部と同じ方向に延在していおり、組立時において、上記配線の誘導を行い易く、利便性がある。

また、１実施の形態のレンズユニットでは、
上記配線は、上記シャッターユニットの端部で被写体方向に曲げられて被写体方向に延在すると共に、途中で湾曲して撮像側に向かって延在している。

この実施の形態によれば、上記配線は、被写体方向に曲げられてからケーシングの側壁に固定されるまでの間において、何ら拘束を受けることがない。したがって、上記特許文献１に開示された従来のレンズ鏡筒の場合のように、掛止支持部に引っ掛けられて上記配線に急激な曲げ力が加わることがなく、上記レンズホルダの移動に伴って上記配線に無理な力が掛かることを防止できる。そのため、上記配線は、その基材に対して一側にのみ導体を形成することが可能になり、薄く形成することが可能になる。

また、１実施の形態のレンズユニットでは、
上記配線における上記他端部には、上記ケーシングにおける上記第１切り欠きが設けられた側壁の外面において、上記レンズホルダの位置を検出する位置検出センサの給電端子が接続されることによって、上記他端部が上記ケーシングの側壁の外面に固定されており、
上記配線は基材と導電部材とを含み、上記導電部材は上記基材における被写体側の面にのみ形成されている。

この実施の形態によれば、上記配線における上記他端部には、位置検出センサの給電端子が接続されているので、上記位置検出センサに給電するための専用の配線を別途設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。

さらに、上記配線の上記導電部材は上記基材における被写体側の面にのみに形成されているので、上記配線は薄く形成されている。

以上より明らかなように、この発明のレンズユニットは、シャッターユニットに設けられた光量制御部の駆動部に給電を行う配線の被写体方向に曲げられる箇所を、レンズホルダの第２切り欠きによって保持するので、上記レンズホルダおよびシャッターユニットの移動に伴って、上記配線における被写体方向に曲げられる位置や角度が変動することがなく、上記配線が光路側に侵入するのを防止できる。

さらに、上記配線の一端を上記シャッターユニットと上記レンズホルダとの間に挟んで固定される一方、上記配線の他端をケーシングの上記光軸方向に延在する側壁の上記光軸方向の略中央に設けられた第１切り欠きに挿通し、且つ、上記配線を上記シャッターユニットの端部で被写体方向に曲げられているので、上記配線は、被写体方向に曲げられてからケーシングの側壁に固定されるまでの間で何ら拘束を受けることがなく、上記レンズホルダの移動に伴って上記配線に無理な力が掛かることを防止できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１および図２は、本実施の形態のレンズユニットが組み込まれた光学ユニットにおける概略構成を示す斜視図である。図１および図２において、光学ユニット１１は略直方体に形成されている。以下、光軸方向にＺ軸を定め、光軸に垂直であって且つ光学ユニット１１が成す直方体の二辺の方向にＸ軸およびＹ軸を定めることにする。

上記光学ユニット１１は、被写体側壁１２a,撮像側壁１２bおよびＹＺ平面である側壁１２cからなる光学ベース１２に、光学部品が搭載されて構成されている。したがって、被写体側壁１２aから入射した光は、撮像側壁１２b側に設けられた撮像素子(図示せず)を照射することになる。

さらに、上記光学ユニット１１には、円筒のガイド軸１３,１４,１５が、被写体側壁１２aおよび撮像側壁１２bに支持されて、被写体側壁１２aと撮像側壁１２bとの間にＺ軸と平行に配設されている。そして、ガイド軸１３,１５が第１レンズホルダ１６に挿通されて、第１レンズホルダ１６はガイド軸１３,１５沿ってＺ軸方向に平行移動できるようになっている。同様に、ガイド軸１４,１５が第２レンズホルダ１７に挿通されて、第２レンズホルダ１７はガイド軸１４,１５に沿ってＺ軸方向に平行移動できるようになっている。その際に、第１レンズホルダ１６および第２レンズホルダ１７をＺ軸方向に駆動する駆動手段は、図示していない。

上記第１レンズホルダ１６は、第１レンズ１８を搭載しており、Ｚ軸方向に移動することによってフォーカス調整を行うようになっている。第２レンズホルダ１７は、第２レンズ１９を搭載すると共に、撮像素子側にはシャッターユニット２０が固着されている。シャッターユニット２０に給電するためのＦＰＣ２１は、その一端部がシャッターユニット２０の被写体側と第２レンズホルダ１７の撮像素子側との間に配置されている。そして、シャッターユニット２０と第２レンズホルダ１７との間を抜け出たＦＰＣ２１は、第２レンズホルダ１７の端部から被写体方向に向かって延在し、さらに弧を描いて撮像素子側に曲げられ、光学ベース１２の側壁１２cにおける外部に配置されて取り付けられている。さらに、図２に示すように、光学ユニット１１には、第１レンズホルダ１６の位置を検出する第１位置検出器２２と第２レンズホルダ１７の位置を検出する第２位置検出器２３とが配置されている。そして、第１位置検出器２２および第２位置検出器２３への給電はＦＰＣ２１によって行う。

図３は、上記第２レンズホルダ１７と、第２レンズホルダ１７に搭載されている部材とを示している。第２レンズホルダ１７には貫通穴でなるガイド穴２４が設けられており、このガイド穴２４にはガイド軸１４が挿入される。また、光軸を挟んでガイド穴２４とは反対側の光学ベース１２の側壁１２c側には、逆Ｕ字型のガイド軸受け２５が形成されている。そして、ガイド軸受け２５の逆Ｕ字部分にはガイド軸１５が挿入されている。

上記シャッターユニット２０における撮像側に在ってＺ軸に垂直で且つＸＹ平面に平行な面２６には、上記撮像素子に入射する光を制限する光量制限部(図示せず)が配置されている。また、シャッターユニット２０における被写体側に在ってＺ軸に垂直で且つＸＹ平面に平行な面２７にはＦＰＣ２１の一端部が面２７に沿って配置されており、ＦＰＣ２１の一端が上記光量制限部の駆動部に給電するために、面２７に半田付けされている。このＦＰＣ２１は、基材に対して片面にのみ導電部材が形成されており、上記導電部材は上記基材に対して被写体側に形成されている。

上記第２レンズホルダ１７とシャッターユニット２０との固定は、螺子２８,２９が第２レンズホルダ１７を貫通して、シャッターユニット２０における被写体側の面２７に締結されることにより行われている。すなわち、ＦＰＣ２１の上記一端部は、第２レンズホルダ１７とシャッターユニット２０との間に配設されて、螺子２８,２９で締結されている。そのため、ＦＰＣ２１の一部がシャッターユニット２０から離間することを防止することができる。さらに、ＦＰＣ２１への不要光は、第２レンズホルダ１７とシャッターユニット２０とによって遮られる。そのため、ＦＰＣ２１に不要光が当たって反射することにより、撮像時にゴーストの要因となるのを防止することができる。

上記第２レンズホルダ１７におけるＦＰＣ２１側の端面には、突起部３０が形成されている。この突起部３０は、第２レンズホルダ１７のガイド軸受け２５の上部からＹ軸方向上側に延在して設けられており、突起部３０のＸ軸方向にはギャップ３１が形成されている。このギャップ３１にはシャッターユニット２０から延在するＦＰＣ２１が挿通されており、ＦＰＣ２１はギャップ３１の位置で曲げられて被写体側に引き出されている。したがって、ＦＰＣ２１を、第２レンズホルダ１７に接着や両面テープや固定部材等で固定することなく配設することが可能になる。また、ギャップ３１は、ガイド軸受け２５よりもＹ方向上側に位置しているため、組み立て時においてＦＰＣ２１の誘導を行い易く、利便性がある。

図４は、上記ＦＰＣ２１の展開図を示す。ＦＰＣ２１における光学ベース１２の外部に配置されている部分(以下、外側部分という)２１aの下部には、被写体側に４つの穴３２が設けられ、撮像側に４つの穴３３が設けられている。この穴３２と穴３３とには、図２に示すように、第１位置検出器２２および第２位置検出器２３に導通するための金属製の足が挿入され、後に半田付け等によって上記金属製の足がＦＰＣ２１の外側部分２１aに電気的に接続される。こうして、ＦＰＣ２１によって、第１位置検出器２２および第２位置検出器２３に給電を行うことが可能になる。

以上のような上記ＦＰＣ２１の取り回しによれば、ＦＰＣ２１の基材に対して被写体側の面にのみの導電部材が形成されているため、ＦＰＣ２１の製造容易性およびローコスト化を実現することが可能になる。さらに、ＦＰＣ２１における第２レンズホルダ１７およびシャッターユニット２０の移動に伴って湾曲位置が移動する部分２１bの厚みを薄くすることが可能になるため、第２レンズホルダ１７をスムーズに移動させることが可能になる。

また、上記ＦＰＣ２１における上記湾曲位置が移動する部分２１bが上記湾曲位置が移動しない部分２１cと比較して幅が狭くなっているため、上述と同様に、第２レンズホルダ１７をスムーズに移動させることが可能になる。さらに、上記湾曲位置が移動する部分２１bが上記湾曲位置が移動しない部分２１cと比較して幅が狭くなっているので、第２レンズホルダ１７の移動に伴って第２レンズホルダ１７がＦＰＣ２１の湾曲部から受ける力が小さくなる。そのため、第２レンズホルダ１７の光軸に対するＦＰＣ２１の角度の変化を小さくして、ＦＰＣ２１の湾曲が画質に与える影響を小さくすることができる。

図５は、図１の平面図であり、上記第２レンズホルダ１７が最も上記撮像素子側に移動した場合を示している。その状態における上記第１レンズホルダ１６の位置も図５に示すとおりである。ＦＰＣ２１が、厚み方向がＺＸ平面の延在方向になるようにシャッターユニット２０から引き出され、第２レンズホルダ１７の突起部３０が形成しているギャップ３１を通過し、さらに被写体側に誘導されている。そして、第１レンズホルダ１６の近傍で湾曲して撮像側に向かい、光学ベース１２の側壁１２cの切り欠き３４から外部へ出ている。

図６は、上記第２レンズホルダ１７が最も被写体側に移動した場合を示している。ＦＰＣ２１は、突起部３０のギャップ３１を通過し、光学ベース１２の被写体側壁１２aの近傍で湾曲して撮像側に向かい、突起部３０と光学ベース１２の側壁１２cとの間に誘導されて、光学ベース１２の側壁１２cの切り欠き３４から外部に出ている。

その場合、上記突起部３０は、撮像素子側に誘導されているＦＰＣ２１を光学ベース１２の側壁１２c側に押し付けながら第２レンズホルダ１７と共に移動することが可能である。そのため、ＦＰＣ２１が第１レンズホルダ１６と第２レンズホルダ１７との間に挟まれることを防止することが可能になる。また、ＦＰＣ２１が光路に近づいて、撮像時にＦＰＣ２１からの反射光がゴーストとなることを防止することが可能になる。

以上のごとく、本実施の形態によれば、上記第２レンズホルダ１７の撮像素子側に固着されているシャッターユニット２０に給電するためのＦＰＣ２１は、その一端部がシャッターユニット２０と第２レンズホルダ１７との間に配置されて、第２レンズホルダ１７とシャッターユニット２０とによって挟持されている。したがって、ＦＰＣ２１がシャッターユニット２０から離間するのを防止でき、ＦＰＣ２１をシャッターユニット２０に固定する部材が不必要となり、部品点数を削減することができる。

さらに、上記ＦＰＣ２１における上記一端部が第２レンズホルダ１７とシャッターユニット２０との間に配設されている。したがって、ＦＰＣ２１への不要光を第２レンズホルダ１７とシャッターユニット２０とによって遮ることでき、不要光がＦＰＣ２１で反射されて映像にゴーストが発生するのを防止することができる。

また、上記ＦＰＣ２１は、シャッターユニット２０の端部で被写体方向に曲げられてから光学ベース１２の側壁１２cに固定されるまでの間において、何ら拘束を受けることがない。したがって、上記特許文献１に開示された従来のレンズ鏡筒の場合のように、掛止支持部に引っ掛けられて上記配線に急激な曲げ力が加わることがなく、第２レンズホルダ１７の移動に伴ってＦＰＣ２１に無理な力が掛かるのを防止することができる。そのために、ＦＰＣ２１は、その基材に対して一側にのみ導体を形成して薄くすることが可能になる。

さらに、上記ＦＰＣ２１における他端側の外側部分２１aには、第１位置検出器２２および第２位置検出器２３の給電端子が接続されるようになっている。したがって、第１位置検出器２２および第２位置検出器２３に給電するための専用のＦＰＣを別途設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。

また、上記帯状を成すＦＰＣ２１の湾曲が移動する部分２１bにおける幅を湾曲が移動しない部分２１cにおける幅よりも狭くしている。したがって、第２レンズホルダ１７の移動に伴って第２レンズホルダ１７がＦＰＣ２１の湾曲部から受ける力を小さくすることができる。そのため、第２レンズホルダ１７の光軸に対するＦＰＣ２１の角度変化を小さくして、ＦＰＣ２１の湾曲が画質に与える影響を小さくすることができる。

また、上記ＦＰＣ２１における被写体方向に曲げられる箇所が、第２レンズホルダ１７の突起部３０に設けられたギャップ３１によって保持されている。したがって、第２レンズホルダ１７およびシャッターユニット２０の移動に伴って、ＦＰＣ２１における被写体方向に曲げられる位置や角度が変動することがなく、ＦＰＣ２１が光路側に侵入するのを防止できる。

また、上記突起部３０に設けられたギャップ３１の箇所で被写体方向に曲げられたＦＰＣ２１は、途中で湾曲して撮像側に向かって延在し、突起部３０の外側、つまり突起部３０と光学ベース１２の側壁１２cとの間を通って側壁１２cに取り付け・固定されている。したがって、突起部３０は、第２レンズホルダ１７と共に、ＦＰＣ２１を側壁１２c側に押し出しながら移動することができる。そのため、第２レンズホルダ１７およびシャッターユニット２０の移動に伴って、ＦＰＣ２１が光路側に侵入するのをより効果的に防止することができるのである。

この発明のレンズユニットが搭載された光学ユニットにおける概略構成を示す斜視図である。 図１に示す光学ユニットの図１とは異なる方向からの斜視図である。 図１における第２レンズホルダとこれに搭載されている部材とを示す図である。 図１におけるＦＰＣの展開図である。 図１に示す光学ユニットにおける第２レンズホルダが最も撮像素子側に移動した場合の平面図である。 図１に示す光学ユニットにおける第２レンズホルダが最も被写体側に移動した場合の平面図である。 従来のＦＰＣを備えたレンズ鏡筒における上記ＦＰＣの取り回しの説明図である。

符号の説明

１１…光学ユニット、
１２…光学ベース、
１２a…被写体側壁、
１２b…撮像側壁、
１２c…側壁、
１３,１４,１５…ガイド軸、
１６…第１レンズホルダ、
１７…第２レンズホルダ、
１８…第１レンズ、
１９…第２レンズ、
２０…シャッターユニット、
２１…ＦＰＣ、
２１a…ＦＰＣの外側部分、
２１b…ＦＰＣの湾曲位置が移動する部分、
２１c…ＦＰＣの湾曲位置が移動しない部分、
２２…第１位置検出器、
２３…第２位置検出器、
２４…ガイド穴、
２５…ガイド軸受け、
２６…シャッターユニットにおける撮像側の面、
２７…シャッターユニットにおける被写体側の面、
２８,２９…螺子、
３０…突起部、
３１…ギャップ、
３２,３３…穴、
３４…側壁の切り欠き。

Claims (3)

1. 光軸方向に配置されたレンズ群と、
   上記レンズ群を搭載すると共に、光軸に平行な軸に沿って移動可能なレンズホルダと、
   上記レンズホルダに取り付け固定されて、上記レンズホルダと共に移動するシャッターユニットと、
   上記シャッターユニットに搭載されると共に、上記シャッターユニットに設けられた光量制御部を駆動して光量制御動作を行わせる駆動部と、
   可撓性を有すると共に、上記駆動部に給電を行う配線と
   を備え、
   上記レンズホルダは、上記シャッターユニットに対して被写体側に配置されており、
   上記配線は、帯状を成しており、且つ、上記配線の一端は上記シャッターユニットと上記レンズホルダとの間に挟まれて固定される一方、上記配線の他端はケーシングの上記光軸方向に延在する側壁の上記光軸方向の略中央に設けられた第１切り欠きに挿通され、且つ、上記配線は上記シャッターユニットの端部で被写体方向に曲げられており、
   上記レンズホルダにおける上記配線が被写体方向に曲げられる位置の近傍には、スリット状の第２切り欠きが設けられており、この第２切り欠きには上記配線が挿通されて保持されており、
   上記第２切り欠きは、上記レンズホルダの側面の一部から上記光軸に対して垂直方向に突出する底部と、この底部から上方に延在すると共に、上記レンズホルダの側面に対向する先端部とを有する略Ｌ字状の突起部における、上記先端部と上記レンズホルダの側面とによって定義されている
   ことを特徴とするレンズユニット。
2. 請求項１に記載のレンズユニットにおいて、
   上記配線は、上記シャッターユニットの端部で被写体方向に曲げられて被写体方向に延在すると共に、途中で湾曲して撮像側に向かって延在している
   ことを特徴とするレンズユニット。
3. 請求項２に記載のレンズユニットにおいて、
   上記配線における上記他端部には、上記ケーシングにおける上記第１切り欠きが設けられた側壁の外面において、上記レンズホルダの位置を検出する位置検出センサの給電端子が接続されることによって、上記他端部が上記ケーシングの側壁の外面に固定されており、
   上記配線は基材と導電部材とを含み、上記導電部材は上記基材における被写体側の面にのみ形成されている
   ことを特徴とするレンズユニット。

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