JP6448198B2 - 電子装置および光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒等の電子装置および光学機器に関する。

レンズ鏡筒内の電子部品に電源や制御信号を、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を通じて供給する場合、弾性部材を用いてＦＰＣを保持部材に押圧することが一般的である。これにより、ＦＰＣを安定して保持し、ＦＰＣに搭載されたセンサなどの電子部品を位置決めして固定することもできる。特に、センサなどは、位置決めして固定しないと検出精度が低下するという問題を生じる。特許文献１は、ＦＰＣの幅方向の両側部に被係止部を設け、駆動ユニットにＦＰＣを挟んだ状態で被係止部を係止部で係止するＦＰＣの固定構造を開示している。

特開２００８−６５１７９号公報

しかしながら、特許文献１の構造は、板金部材とそれを固定するビス等によって部品点数が多くなり、大型化、コストや重量の増大を招いてしまう。

本発明の例示的な目的は、少ない部品点数で、フレキシブルプリント基板を固定部材に固定することが可能な電子装置および光学機器を提供することである。

本発明の電子装置は、フレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板が固定される固定部材と、を有し、前記フレキシブルプリント基板は、撓みを持った状態で折り畳まれる折り畳み部と、前記折り畳み部の前記撓みによって互いに離れる力が作用する第１の部分と第２の部分を含み、前記固定部材は、前記第１の部分が前記第２の部分から離れることを防止するように前記第１の部分と接触する第１の接触部と、前記第２の部分と接触する第２の接触部と、を含み、前記第１の接触部は、第１の係止部及び第２の係止部を含み、前記第１の部分は、前記フレキシブルプリント基板のうち、配線が設けられている領域よりも前記フレキシブルプリント基板の外周側の領域に設けられているとともに、前記第１の係止部によって係止される第１の係合部及び前記第２の係止部によって係止される第２の係合部を含み、前記第１の部分が前記第２の部分から前記撓みによって離れる方向を離間方向とするとき、前記第１の係止部は、前記離間方向とは反対の方向から前記第１の係合部を押さえるように構成されており、前記第２の係止部は、前記離間方向とは反対の方向から前記第２の係合部を押さえるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、少ない部品点数で、フレキシブルプリント基板を固定部材に固定することが可能な電子装置および光学機器を提供することができる。

本実施形態の撮像システムの断面図である。 図１に示す撮像システムのシステムブロック図である。 図１に示す防振装置の斜視図と平面図である。 図１に示す防振装置の移動群と固定群の平面図である。 図３に示すフレキシブルプリント基板の固定を説明する斜視図と断面図である。 図３に示すフレキシブルプリント基板を保持する保持部の斜視図である。 図３に示すフレキシブルプリント基板の展開図である。

図１は、交換レンズ２００とカメラ本体５００から構成される撮像システム（光学機器）の断面図である。交換レンズ（レンズユニット）２００はカメラ本体５００に着脱可能に構成される光学機器である。カメラ本体５００は、本実施形態では一眼レフカメラ（光学機器）として構成されているが、ミラーレスカメラとして構成されてもよい。また、本発明は、デジタルスチルカメラだけでなくデジタルビデオカメラ、レンズ一体型のカメラ、あるいは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を使用する電子装置にも適用可能である。

交換レンズ２００は、被写体の光学像を形成する撮影光学系を有する。本実施形態の撮影光学系は、１群レンズ１、２群レンズ３、３群レンズ５、防振レンズ７、フォーカスレンズ９、５群レンズ１２、絞りユニット３４を有する。

２は１群レンズ１を保持する１群鏡筒、１７は１群鏡筒を固定する１群筒、４は２群レンズ３を保持する２群鏡筒、６は３群レンズ５を保持する３群鏡筒である。防振レンズ７は光軸に垂直な方向に移動することで像ブレを補正し、防振装置８に保持されている。防振装置８は３群鏡筒６に固定されている。

１０はフォーカスレンズ９を保持するフォーカス鏡筒であり、４群鏡筒１１に設けられた案内機構、駆動機構によって光軸方向へ移動し、焦点調節を行う。１３は５群レンズ１２を保持する５群鏡筒を示す。絞りユニット３４は光量調節を行い、３群鏡筒６に固定される。

１４は保持部材であるところの案内筒を示し、１６は案内筒１４の外周に回転可能に嵌合したカム環を示す。２３は固定鏡筒を示し、案内筒１４を固定する。３１はレンズの駆動用ＩＣ、マイコン等が配置されたプリント基板を示し、固定鏡筒２３に固定されている。

２７はリングユニットであり、３２はマウントである。マウント３２は固定鏡筒２３にビス固定される。外観リングユニット２７は固定鏡筒２３とマウント３２に挟まれ固定される。１９はマニュアルフォーカスリング（ＭＦ）ユニットであり、固定鏡筒２３を軸として回転可動に支持されている。ＭＦユニット１９を回転させると、その回転を不図示のセンサが検出し、回転量に応じて手動の焦点調節を行う。

３３は接点ブロックであり、プリント基板３１と不図示の配線（ＦＰＣなど）によって接続されて、マウント３２にビス固定される。交換レンズ２００はカメラ本体５００にマウント３２でバヨネット固定される。カメラ本体５００に交換レンズ２００がマウント３２で固定されると、各レンズの動作を制御するプリント基板３１は接点ブロック３３を通してカメラ本体５００と通信可能となる。

６００はカメラ本体５００に搭載された撮像素子であり、撮影光学系が形成した光学像を光電変換するＣＭＯＳやＣＣＤ等の光電変換素子である。

図２は、撮像システムの電気的構成を示すブロック図である。

５０１はマイクロコンピュータにより構成されるカメラＣＰＵ（カメラ制御手段）であり、カメラ本体５００内の各部の動作を制御する。カメラＣＰＵ５０１は、交換レンズ２００の装着時に電気接点５０２，２０２を介して、交換レンズ２００のレンズＣＰＵ２０１（レンズ制御手段）と通信を行う。

カメラＣＰＵ５０１がレンズＣＰＵ２０１に送信する情報（信号）には、フォーカスレンズ９の駆動量情報、平行振れ情報およびピントずれ情報が含まれる。レンズＣＰＵ２０１からカメラＣＰＵ５０１に送信する情報（信号）には、撮像倍率情報が含まれる。電気接点５０２，２０２には、カメラ本体５００から交換レンズ２００に電源を供給するための接点が含まれている。

５０３は撮影者により操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ５０１を起動したりカメラシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給を開始したりするためのスイッチである。

５０４は撮影者により操作可能なレリーズスイッチであり、第１ストロークスイッチＳＷ１と第２ストロークスイッチＳＷ２とを有する。レリーズスイッチ５０４からの信号は、カメラＣＰＵ５０１に入力される。カメラＣＰＵ５０１は、第１ストロークスイッチＳＷ１からのＯＮ信号の入力に応じて、撮影準備状態に入る。撮影準備状態では、測光部５０５による被写体輝度の測定と、焦点検出部５０６による焦点検出が行われる。カメラＣＰＵ５０１は、測光結果に基づいて絞りユニット３４の絞り値や撮像素子６００の露光量（シャッタ秒時）等を演算する。

カメラＣＰＵ５０１は、焦点検出部５０６による焦点検出結果（デフォーカス量およびデフォーカス方向）に基づいて、被写体に対する合焦状態を得るためのフォーカスレンズ９およびフォーカス鏡筒１０の駆動量（駆動方向を含む）を決定する。駆動量の情報（フォーカスレンズ駆動量情報）は、レンズＣＰＵ２０１に送信される。レンズＣＰＵ２０１は、交換レンズ２００の各構成部の動作を制御する。

カメラＣＰＵ５０１は、防振装置８による防振を制御する。また、第２ストロークスイッチＳＷ２からのＯＮ信号が入力されると、カメラＣＰＵ５０１は、レンズＣＰＵ２０１に絞り駆動命令を送信し、絞りユニット３４を介して絞り値を設定させる。更に、カメラＣＰＵ５０１は、露光部５０７に露光開始命令を送信し、不図示のミラーの退避動作や不図示のシャッタの開放を行わせ、撮像素子６００を含む撮像部５０８の露光を行わせる。

撮像部５０８（撮像素子６００）からの撮像信号は、カメラＣＰＵ５０１内の信号処理部にてデジタル変換され、各種補正処理が施されて画像信号として出力される。画像信号（データ）は、画像記録部５０９において、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録保存される。

２０４はＭＦリング回転検出部であり、ＭＦユニット１９とその回転検出部とを含む。２０５はＺＯＯＭリング回転検出部であり、マニュアルズームリング３５とその回転検出を行う不図示のセンサとを含む。２０６は防振装置駆動部であり、防振動作を行う防振装置８の駆動アクチュエータとその駆動回路とを含む。

２０９はＡＦ駆動部であり、カメラＣＰＵ５０１から送信されたフォーカスレンズ駆動量情報に応じてＡＦモータを通じてフォーカス鏡筒１０のＡＦ駆動を行う。２０８は電磁絞り駆動部であり、カメラＣＰＵ５０１からの絞り駆動命令を受けたレンズＣＰＵ２０１により制御されて、絞りユニット３４を指定された絞り値に相当する開口状態に動作させる。

２１１は交換レンズ２００に搭載され、プリント基板３１に接続された角速度センサである。角速度センサ２１１は、カメラシステムの角度振れである縦（ピッチ方向）振れと横（ヨー方向）振れのそれぞれの角速度を示す角速度信号をレンズＣＰＵ２０１に出力する。

レンズＣＰＵ２０１は、角速度センサ２１１からのピッチ方向およびヨー方向の角速度信号を電気的又は機械的に積分して、それぞれの方向での変位量であるピッチ方向振れ量及びヨー方向振れ量（これらをまとめて角度振れ量ともいう）を演算する。また、レンズＣＰＵ２０１は、角度振れ量と平行振れ量の合成変位量に基づいて防振装置駆動部２０６を制御して防振装置８の移動群７００をシフト駆動させ、角度振れ補正および平行振れ補正を行う。更に、レンズＣＰＵ２０１は、ピントずれ量に基づいてＡＦ駆動部２０９を制御してフォーカス鏡筒１０を光軸方向に駆動させ、焦点調節を行う。

検出手段からレンズＣＰＵ２０１へのズーム、フォーカス、防振動作などの検出信号や、レンズＣＰＵ２０１から各アクチュエータへの制御信号の通電はＦＰＣで行う。以下、本実施形態のＦＰＣの配線・支持方法について説明する。

図３（ａ）は防振装置８の斜視図であり、図３（ｂ）は防振装置８の平面図である。防振装置８は、移動群７００と固定群８００を有する。移動群７００は固定群８００に対して移動可能に構成されている。

図４（ａ）は防振装置８の移動群７００の平面図であり、図４（ｂ）は防振装置８の固定群８００の平面図である。図４（ａ）に示すように、移動群７００は、防振レンズ７を保持する保持枠７０１を有する。図４（ｂ）に示すように、固定群８００は、ベース８２を有する。

図３（ｂ）に示すように、保持枠７０１とベース８２は、２つのスプリング（引張ばね）９３によって防振レンズ７の光軸方向に連結され、互いに近づく方向に付勢されている。これにより、保持枠７０１の光軸周りの回転とベース８２からの光軸方向への離面を防止している。図３（ａ）は、スプリング９３のフックの部分を示している。

また、２つのスプリング９３は、防振レンズ７の光軸方向から傾いて配置されている。保持枠７０１は、２つのスプリング９３により、光軸方向にボール９４（図１）を間に挟んでベース８２に対して付勢されている。そして、挟まれたボール９４が転がることにより保持枠７０１は光軸と直交する方向に移動することができ、これにより、防振レンズ７を光軸からシフトさせることができる。なお、「直交する方向」は直交する成分があれば足り、光軸から斜めに移動されてもよい。

図７は、図３に示すＦＰＣ８１の展開図である。ベース８２はＦＰＣ８１が固定される固定部材である。図７に示すように、ＦＰＣ８１の取付部８１２にはホール素子９１が実装されている。ホール素子９１は、ホール効果を利用して磁界を検出するセンサ（電子部品）である。ホール素子９１は、周方向に互いに９０°離れた２箇所に設けられている。

本実施形態では、ＦＰＣ８１の取付部８１２にホール素子９１は半田付けされているが、半田付けは必ずしも必要ではない。取付部８１２は、ホール素子９１に押圧されて電気的に接続される接続部に置換されてもよい。

ホール素子９１は、ＦＰＣ８１を介して不図示の制御基板に接続され、制御基板は、後述するＣＰＵや信号処理回路などが実装されたデジタルカメラ全体の制御に用いられる。ＦＰＣ８１には、ホール素子９１の他にコイル９２の半田付け部８１４が接続されている。

図３（ｂ）と図４（ａ）に示すように、保持枠７０１の移動手段として、保持枠７０１にはマグネット９６とヨーク９５とコイル９２が設けられている。ホール素子９１とコイル９２の半田付け部８１４は反対向きに半田付けされている。

マグネット９６は光軸方向に着磁され、内側マグネット９６ａと外側マグネット９６ｂから構成され、内側マグネット９６ａと外側マグネット９６ｂの極性は逆向きになっている。マグネット９６による磁界は２つのホール素子９１の出力として制御基板で検出される。保持枠７０１が移動すると、ホール素子９１を通る磁界が変化し、これにより、ホール素子９１の出力が変化して、保持枠７０１の位置を検出することができる。

図４（ｂ）に示すように、マグネット９６のヨーク９５と反対側にはコイル９２が配置されており、コイル９２はベース８２に取り付けられている。コイル９２はＦＰＣ８１を介して不図示の制御基板に接続され、コイル９２に電流を流すことにより電磁力が発生して、保持枠７０１を動かすことができる。

ＦＰＣ８１のホール素子９１の取付部（電子部品取付部）８１２は、図６に示すベース８２に設けられた、ホール素子９１を保持する保持部８２０の当接面（支持部）８２０ａに支持されている。図６は、保持部８２０の周辺の斜視部である。

ＦＰＣ８１は、折り畳み部８１１で撓みを持った状態で折り畳まれ、折り畳み部８１１によってＦＰＣ８１には弾性力が生じ、この弾性力を利用してホール素子９１を保持部８２０に保持する。撓みによって、図７に示す第１の部分８１５と第２の部分８１６は互いに対向して互いに離れる力が作用する。本実施形態では、図７に示す折り畳み部８１１は山形に折り曲げられる。

第１の部分８１５には、二対の係合部８１０ａ、８１０ｂが設けられている。第２の部分８１６には、取付部８１２と一対の係合部８１７が設けられている。ＦＰＣ８１は、配線を絶縁材で覆っているが、係合部８１０ａ、８１０ｂ、８１７には配線が設けられていない。

図７の一対の係合部８１７の裏面と一対の係合部８１０ａの裏面が近接する。一対の内側係止部８２１ａは一対の係合部８１０ａを係止し、一対の外側係止部８２１ｂは一対の係合部８１０ｂを係止する。

これにより、第１の部分８１５が第２の部分８１６から離れることを防止するように第１の部分８１５を押える。保持部８２０は、第２の部分８１６の被支持部８１２ａを当接面８２０ａに支持する。即ち、保持部８２０は第２の部分８１６と接触する第２の接触部として機能する。

図５（ａ）は、ＦＰＣ８１をベース８２に固定する方法を説明するための斜視図であり、図５（ｂ）はその断面図である。図５（ｂ）に示すように、ホール素子９１は、ＦＰＣ８１において保持部８２０の側に位置している。図５（ｂ）と図６に示すように、保持部８２０には、貫通部８２０ｂが形成され、ホール素子９１は貫通部８２０ｂに挿入され、これにより、ホール素子９１は保持部８２０において位置決めされる。なお、貫通部８２０ｂの代わりに凹部が設けられてもよい。つまり、貫通部又は凹部であれば足りる。

図５〜７に示すように、ＦＰＣ８１の取付部８１２に半田付けされたホール素子９１が圧入にて保持部８２０に挿入される。これにより、ホール素子９１の径方向の位置が決められる。当接面８２０ａには、ＦＰＣ８１の取付部８１２の周辺の被支持部８１２ａが当接し、ホール素子９１の光軸方向の位置が決められている。ホール素子９１は、位置決めされて検出中に偏しないのでホール素子９１の検出精度を維持することができる。また、弾性部材とビスを使用してホール素子９１を固定する必要がないので部品点数が削減され、小型化、コストダウンおよび軽量化を図ることができる。

ＦＰＣ８１は幅方向の位置決め部８１３を持ち、ベース８２の位置決めピン８２３が係合することでホール素子９１の周方向の位置決めがなされている。位置決め部８１３は内側位置決め部８１３ａと外側位置決め部８１３ｂで構成され、位置決めピン８２３は内側位置決めピン８２３ａと外側位置決めピン８２３ｂで構成され、これらは、ＦＰＣ８１を位置決めする一対の軸部として機能する。

内側位置決め部８１３ａと内側位置決めピン８２３ａ、外側位置決め部８１３ｂと外側位置決めピン８２３ｂがそれぞれ係合する。内側は防振レンズ７の光軸に近い側であり、外側は防振レンズ７の光軸から遠い側である。

図５（ａ）と図６に示すように、上から見ると、内側位置決めピン８２３ａと外側位置決めピン８２３ｂの中心線を結ぶ線Ｍは、保持部８２０に配置されたホール素子９１の中心線とほぼ一致するように構成されている。一対のピン８２３の間にホール素子９１が配置されるようになる。

一対のピンと交わるホール素子９１の中心線の両側に複数の係止部８２１（一対の内側係止部８２１ａ、一対の外側係止部８２１ｂ）を設けることによってホール素子９１を安定して保持することができる。係止部８２１は第１の部分８１５と接触する第１の接触部として機能する。係止部８２１は係合部８１０を係止、押圧し、折り畳み部８１１の弾性力によってホール素子９１が保持部８２０から離反することを防止している。この押圧によって、ＦＰＣ８１の取付部８１２はベース８２の保持部８２０へ付勢される。なお、電子部品はホール素子９１に限定されず、電子部品が存在しなくてもＦＰＣ８１の弾性力を利用してＦＰＣ８１を安定して保持することができる。但し、本実施形態は、位置決めされた状態で検出精度を維持するセンサに適用される場合に特に効果が大きい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明は、ＦＰＣを使用する電子装置、レンズ鏡筒などの光学機器、レンズ一体型のカメラ（撮像装置）に適用することができる。

８１…フレキシブルプリント基板、８２…ベース（固定部材）、９１…ホール素子（電子部品）、８１１…折り畳み部、８１５…第１の部分、８１６…第２の部分、８２０…保持部（支持部、第２の接触部）、８２０ａ…当接面（支持部）、８２０ｂ…貫通部、８２１…係止部（第１の接触部）

Claims (9)

1. フレキシブルプリント基板と、
   前記フレキシブルプリント基板が固定される固定部材と、
   を有し、
   前記フレキシブルプリント基板は、撓みを持った状態で折り畳まれる折り畳み部と、前記折り畳み部の前記撓みによって互いに離れる力が作用する第１の部分と第２の部分を含み、
   前記固定部材は、前記第１の部分が前記第２の部分から離れることを防止するように前記第１の部分と接触する第１の接触部と、前記第２の部分と接触する第２の接触部と、を含み、
   前記第１の接触部は、第１の係止部及び第２の係止部を含み、
   前記第１の部分は、前記フレキシブルプリント基板のうち、配線が設けられている領域よりも前記フレキシブルプリント基板の外周側の領域に設けられているとともに、前記第１の係止部によって係止される第１の係合部及び前記第２の係止部によって係止される第２の係合部を含み、
   前記第１の部分が前記第２の部分から前記撓みによって離れる方向を離間方向とするとき、
   前記第１の係止部は、前記離間方向とは反対の方向から前記第１の係合部を押さえるように構成されており、
   前記第２の係止部は、前記離間方向とは反対の方向から前記第２の係合部を押さえるように構成されている、
   ことを特徴とする電子装置。
2. 前記フレキシブルプリント基板の前記第２の部分に、前記第２の接触部の側で電気的に接続される電子部品を更に有し、
   前記電子部品は前記第２の接触部に位置決めされるセンサであることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記フレキシブルプリント基板は、前記電子部品の取付部を更に含み、前記電子部品は前記取付部に半田付けされていることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
4. 前記フレキシブルプリント基板は、前記電子部品に押圧されることによって前記電子部品に電気的に接続される接続部を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
5. 前記第２の接触部には貫通部又は凹部が形成され、前記電子部品は前記貫通部又は凹部に挿入されることを特徴とする請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載の電子装置。
6. 前記フレキシブルプリント基板を位置決めする一対の軸部を更に有し、
   前記一対の軸部と交わる前記電子部品の中心線の両側に一対の第１の接触部が設けられていることを特徴とする請求項２乃至５のうちいずれか１項に記載の電子装置。
7. 前記第２の部分は、前記フレキシブルプリント基板のうち、配線が設けられている領域よりも外側に設けられている第３の係合部を含み、
   前記第３の係合部の裏面は前記第１の係合部の裏面と近接している、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の電子装置。
8. 前記電子装置は、撮影光学系を備え、カメラ本体に対して着脱可能な光学機器である、ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の電子装置。
9. 前記電子装置は、カメラ本体と、撮影光学系と、を備える光学機器である、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の電子装置。