(57)【要約】      （修正有）【課題】半田付けにて接続するＦＰＣの位置決めと浮き防止や外れ防止を、コストアップを伴わずまた組立作業性を損なうことなく実施できる構造をもつレンズ鏡筒及びそれを備える光学機器を提供する。【解決手段】第一のフレキシブルプリント基板１８の導体露出部に、第二のフレキシブルプリント基板１９の端部に形成された導体露出部を重ね合わせる。その際、レンズ鏡筒に形成された位置決めピン７ａ、７ｂに、第一および第二のフレキシブルプリント基板が各々有する位置決め用穴を嵌合させる。さらに、並列に並んだ半田付け部１８ｄ、１９ｄの両端近傍のレンズ鏡胴上に、第一のフック形状部５ａと第二のフック形状部７ｃを形成し、第一のフック形状部５ａに第一のフレキシブルプリント基板１８を引っ掛けるようにし、第二のフック形状部７ｃに第二のフレキシブルプリント基板１９を引っ掛けるようにする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のフレキシブルプリント基板と、第二のフレキシブルプリント基板とを有し、前記第一および第二のフレキシブルプリント基板を装着するレンズ鏡筒において、 
前記第一のフレキシブルプリント基板の導体露出部に、前記第二のフレキシブルプリント基板の端部に形成された導体露出部を重ね合わせ、第一および第二のフレキシブルプリント基板の導体露出部を半田付けして接続するフレキシブルプリント基板であって、前記第一および第二のフレキシブルプリント基板は、位置決め用の穴を有し、前記レンズ鏡筒に形成された位置決めピンと嵌合することで互いに所定の位置に位置決めされ、前記半田付け部の両端のうちの一方の近傍を、レンズ鏡筒に形成される第一のフック形状部に前記第一のフレキシブルプリント基板を引っ掛けるようにし、前記半田付け部の両端のうちの他方の近傍を、レンズ鏡筒に形成される第二のフック形状部に前記第二のフレキシブルプリント基板を引っ掛けるようにしたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記レンズ鏡筒に形成された位置決めピンは、前記半田付け部近傍に、位置決めのための第一のピンと振れ止めのための第二のピンが形成され、前記第一および第二のフレキシブルプリント基板の相方に、前記第一のピンに係合する穴が形成され、前記第一および第二のフレキシブルプリント基板の相方に、前記第二のピンに係合する長穴が形成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。
【請求項３】
前記半田付け部は、複数の接続部が並列に並んでおり、複数の並列した接続部の一端の近傍に前記第一のフック形状部が形成され、複数の並列した接続部の他端の近傍に前記第二のフック形状部が形成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。
【請求項４】
前記第一のフック形状部と、そこに引っ掛ける前記第一のフレキシブルプリント基板の引っ掛け部は、前記レンズ鏡筒に前記第一のフレキシブルプリント基板を組み込んだ際に、前記半田付け部の両端のうちの、前記第一のフレキシブルプリント基板の反力が大きく掛かる側に設け、前記第二のフック形状部と、そこに引っ掛ける前記第二フレキシブルプリント基板の引っ掛け部は、前記レンズ鏡筒に前記第二フレキシブルプリント基板を組み込んだ際に、前記半田付け部の両端のうちの、前記第二フレキシブルプリント基板の反力が大きく掛かる側に設けていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のレンズ鏡筒を備える光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に用いるレンズ鏡筒や光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ズームやフォーカス、絞り等の電装部品を有するレンズ鏡筒は、一般的にカメラ本体との電気的接続のためにフレキシブルプリント基板（以下ＦＰＣと記載）を有している。ＦＰＣは、部品のレイアウトや組立作業性など様々な理由で一部品として構成することが困難な場合、複数のＦＰＣに分割し、組立時に電気的に接続する仕様とする場合がある。電気的接続の手法の一つとして、フレキシブルプリント基板の相方の導体露出部を重ね、半田により電気的に接続する手法がある。その際、相方の導体露出部は正確に整列するように位置決めする必要があり、その手法として、位置決め用ピンによるものや位置決めピンを用いずにＦＰＣに形成されるパターンと形状によるものが、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７１０４３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に開示されている従来技術においては、以下のような課題がある。半田による接続部周辺の相手部品との隙間が十分に確保できる場合は問題ないが、隙間が確保できずに周辺部品とのショートの恐れがある場合には、浮き防止や外れ防止などを十分に考慮した対策が必要になる。浮きや外れ防止手段の一つとして、ＦＰＣの裏面に両面テープなどを貼って浮き防止する手法があるがコストアップとなる。位置決めピンによる位置決めを行っている場合、ピンとの嵌合を圧入設定にすることでいくらかの効果はあるが、ＦＰＣを抜く方向に力が加わると抜けてしまうことがあるために確実な対策とは言えない。また、他部品と電気的にショートしないように半田部に非導電性のテープ等を貼る手段もあるが、コストアップとなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、半田付けにて接続するＦＰＣの位置決めと浮き防止や外れ防止を、コストアップを伴わず、また、組立作業性を損なうことなく実施できる構造をもつレンズ鏡筒およびそれを備える光学機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一のフレキシブルプリント基板と、第二のフレキシブルプリント基板とを有し、前記第一および第二のフレキシブルプリント基板を装着するレンズ鏡筒において、前記第一のフレキシブルプリント基板の導体露出部に、前記第二のフレキシブルプリント基板の端部に形成された導体露出部を重ね合わせ、第一および第二のフレキシブルプリント基板の導体露出部を、半田付けして接続するフレキシブルプリント基板であって、前記第一および第二のフレキシブルプリント基板は、位置決め用の穴を有し、前記レンズ鏡筒に形成された位置決めピンと嵌合することで互いに所定の位置に位置決めされ、前記半田付け部の両端のうちの一方を、レンズ鏡筒に形成される第一のフック形状部に前記第一のフレキシブルプリント基板を引っ掛けるようにし、前記半田付け部の両端のうちの他方を、レンズ鏡筒に形成される第二のフック形状部に前記第二のフレキシブルプリント基板を引っ掛けるようにしたことを、特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、半田付けにて接続するＦＰＣの位置決めと浮き防止や外れ防止を、コストアップを伴わず、また、組立作業性を損なうことなく実施できる構造を備えたレンズ鏡筒、光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のレンズ鏡筒の断面図
【図２】本発明のレンズ鏡筒の分解斜視図
【図３】本発明におけるＦＰＣ
【図４】本発明におけるＦＰＣの折りたたんだ状態を示す図
【図５】本発明の他方のＦＰＣ
【図６】本発明のＦＰＣを組み込むレンズ鏡筒
【図７】本発明のセンサＦＰＣを組み込んだ状態のレンズ鏡筒
【図８】本発明のセンサＦＰＣとメインＦＰＣを組み込んだ状態のレンズ鏡筒
【図９】本発明の図８に示すレンズ鏡筒の部分拡大図
【図１０】本発明のレンズ鏡筒を搭載したカメラの電気回路構成を説明するブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の第１実施形態のレンズ鏡筒の要部断面図、図２は図１の各要素の分解斜視図である。本実施例のレンズ鏡筒は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮影装置に取り付けられ、或いは一体に設けられて使用される。
【００１１】
本実施例のレンズ鏡筒は例えば正、負、正、正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群構成の変倍光学系（ズームレンズ）を有している。尚、レンズ鏡筒が有する光学形はどのような光学系でも良い。Ｌ１は光軸方向に固定（不動）の第１群レンズである。
【００１２】
Ｌ２は光軸方向に移動して変倍動作を行う第２群レンズ群である。Ｌ３は光軸と直交する方向つまり後述する縦方向及び横方向に移動して振れ補正（像ブレ補正）を行う可動の防振用光学素子を含む第３群レンズである。Ｌ４は光軸方向に移動し変倍に伴って変動する像面の補正作用及び合焦作用を行う第４群レンズである。
【００１３】
第１群レンズＬ１は固定鏡筒１により保持されている。第２群レンズＬ２は２群移動枠２により保持されている。第３群レンズＬ３はシフトユニット３により保持されている。第４群レンズＬ４は４群移動枠４により保持されている。
【００１４】
また、４群移動枠４の後方（像側）には、ＣＣＤ等から成る撮像素子を固定する撮像素子ホルダ５が設けられている。固定鏡筒１は前部固定筒６にビス止めされ、撮像素子ホルダ５と前部固定筒６は後部固定筒７にビス止めされている。
【００１５】
２群移動枠２はガイドバー８、９により光軸方向に移動可能に支持されている。ガイドバー８，９は前部固定筒６と後部固定筒７により位置決めされて固定されている。また、４群移動枠４はガイドバー１０、１１により光軸方向に移動可能に支持されている。ガイドバー１０，１１は撮像素子ホルダ５と後部固定筒７により位置決めされて固定されている。
【００１６】
シフトユニット３は後部固定筒７に対して位置決めされ、ビスにより固定されている。シフトユニット３に含まれる第３群レンズＬ３は、ピッチ方向、すなわちレンズ鏡筒ないし撮影装置の縦方向の角度変化による像ぶれを補正するための縦方向駆動用アクチュエータによって駆動される。更に、ヨー方向、すなわちレンズ鏡筒ないし撮影装置の横方向の角度変化による像ぶれを補正するための横方向駆動用アクチュエータにより光軸直交面内で駆動される。これら縦方向と横方向の駆動合成により、光軸直交面内の所定の範囲内で自由に移動させることで像ぶれを補正することができる。
【００１７】
第３群レンズＬ３内には、撮影光学系に入射した光量を変化させる光量調節ユニット１２が配置されている。光量調節ユニット１２は、２枚以上の複数枚の絞り羽根を有する。絞り羽根に連結する駆動レバーをガルバノメータ１２ａにより駆動することで、絞り羽根を光軸直交方向に移動させて開口径を変化させる。また、光量調節ユニット１２には、ＮＤフィルタが絞り羽根とは独立して光路に対して進退できるように構成されている。ＮＤフィルタも同様にガルバノメータ１２ｂを用いて駆動している。
【００１８】
第４群レンズＬ４はボイスコイルモータ１３により光軸方向に駆動される。ボイスコイルモータ１３はマグネット１３ａ、第一ヨーク１３ｂ、第二ヨーク１３ｃ、コイル１３ｄとを有している。ボイスコイルモータ１３は、第一ヨーク１３ｂが後部固定筒７に固定され、第一ヨーク１３ｂにマグネット１３ａと第二ヨーク１３ｃが磁力による吸着によって固定されている。コイル１３ｄに電流を流すことで、コイル１３ｄにローレンツ力が発生し、コイル１３ｄが光軸方向に駆動可能となる。コイル１３ｄは４群移動枠４に接着固定されており、コイル１３ｄの駆動により４群移動枠４が光軸方向に駆動される。
【００１９】
後部固定筒７に固定される光学式センサ１６は発光部と受光部とから成る。光学式センサ１６は４群移動枠４に接着固定された光学スケール１７に発光部から射出する光を照射し、反射光を受光部で読み取ることで、第４群レンズＬ４の光軸方向の絶対位置を検出している。
【００２０】
後部固定筒７には、ズームモータ１４がビスにより固定され、第２群レンズＬ２はズームモータ（ステッピングモータ）１４により光軸方向に駆動され変倍動作を行う。ズームモータ１４は回転するロータと同軸のリードスクリュー１４ａを有し、リードスクリュー１４ａには２群移動枠２に設けられたラック２ａが噛合している。ロータの回転により第２群レンズＬ２が光軸方向に駆動される。また、ラック２ａ及びリードスクリュー１４ａは、ねじりコイルばねによりそれぞれ、ガタが寄せられ、嵌合又は噛合のガタを防止している。
【００２１】
フォトインタラプタ１５は２群移動枠２に形成された遮光部２ｃの光軸方向への移動を光学的に検出する。そして、第２群レンズＬ２が基準位置に位置していることを検出するためのズームリセットスイッチとして用いられる。
【００２２】
次に、本発明のＦＰＣの半田接続部の位置決めと浮き防止や外れ防止のための構造に関する実施例の詳細に関して、図３〜図７を用いて説明する。
【００２３】
図３に示すのは、前述の光学式センサ１６が実装されるセンサＦＰＣ１８（第一のフレキシブルプリント基板）である。図４はセンサＦＰＣ１８をレンズ鏡筒に組み込んだ際の形態である折りたたんだ状態を示している。１８ｄはセンサＦＰＣ１８に接着された補強板であり、紙面の裏面側には光学式センサ１６が実装されている。センサＦＰＣ１８はビスにより後部固定筒７に固定されるため、光学式センサ１６は後部固定筒７に対して固定されることとなる。１８ａと１８ｂは、後部固定筒７に対する位置決め用の穴である。１８ｃは、レンズ鏡筒に組み込んだ際に図５および図６に示す撮像素子ホルダ５に形成されたフック部５ａ（第一のフック形状部）に引っ掛けるための形状である。１８ｄは、導体露出部であり並列に６か所ある。１８ｅは、ビス止め用の穴である。
【００２４】
図５に示すのは、メインＦＰＣ１９（第二のフレキシブルプリント基板）の一部分である。１９ａと１９ｂは、後部固定筒７に対する位置決め用の穴である。１９ｃは、レンズ鏡筒に組み込んだ際に図５および図６に示す後部固定筒７に形成されたフック部７ｃ（第二のフック形状部）に引っ掛けるための形状である。１９ｄは、導体露出部であり並列に６か所ある。
【００２５】
図６に示すのは、ＦＰＣを組み込む前の状態のレンズ鏡筒である。７ａは、後部固定筒７に形成されているピン（第一のピン）であり、センサＦＰＣ１８とメインＦＰＣ１９の位置決め用である。７ｂは、後部固定筒７に形成されているピン（第二のピン）であり、センサＦＰＣ１８とメインＦＰＣ１９の振れ止め用である。
【００２６】
７ｄは、後部固定筒７に形成されている穴であり、その部分に光学式センサ１６が入り込む。７ｃ（第二のフック形状部）は後部固定筒７に形成されておりフック型の形状をしている。５ａ（第一のフック形状部）は撮像素子ホルダ５に形成されておりフック型の形状をしている。
【００２７】
図７は、レンズ鏡筒にセンサＦＰＣ１８のみを組み込んだ状態を示している。
【００２８】
センサＦＰＣ１８は、後部固定筒７に対してビス締め固定されたあとに折り返し、１８ｃ部を撮像素子ホルダ５のフック形状部５ａに引っ掛ける。さらに、穴１８ａを後部固定筒７の位置決めピン７ａに嵌合させ、穴１８ｂを後部固定筒７の位置決めピン７ｂに嵌合させる。フック形状部５ａに１８ｃを引っ掛けることで、フレキが外れて浮き上がることを防止している。位置決めピンと穴の嵌合を軽く圧入となるように設定するとなお良い。フック形状部は、半田付け時の半田ごてとの干渉をさせるために導体露出部から出来るだけ離すのが好ましい。また、浮き及び外れ防止を確実にするためには半田付け部をはさんだ両側にあることが望ましい。センサＦＰＣ１８は組み込みの作業性を損なわないようにするために、引っ掛け部分１８ｃは一か所のみとしており、図中の導体露出部の上方の片側のみとしている。また、引っ掛ける部分１８ｃは、フレキからの反力が大きい側に設けることでフレキ反力による浮き上がりを最小限に抑えている。
【００２９】
図８は、図７の状態から更にメインＦＰＣ１９を組み込んだ状態を示している。図９は図８の部分拡大図である。メインＦＰＣ１９の１９ｃ部は、後部固定筒７のフック形状部７ｃに引っ掛ける。さらに、穴１９ａを後部固定筒７の位置決めピン７ａに嵌合させ、穴１９ｂを後部固定筒７の位置決めピン７ｂに嵌合させる。フック形状部７ｃに１９ｃを引っ掛けることで、フレキが外れて浮き上がることを防止している。位置決めピンと穴の嵌合を軽く圧入となるように設定するとなお良い。メインＦＰＣ１９の組み込みの作業性を損なわないようにするために、引っ掛け部分１９ｃは、一か所のみとしており、センサＦＰＣ１８の１８ｃ部に対して導体露出部をはさんで反対側である図中の下方側としている。また、引っ掛ける部分１９ｃは、フレキからの反力が大きい側に設けることでフレキ反力による浮き上がりを最小限に抑えている。
【００３０】
図８および図９の状態では、センサＦＰＣ１８の導体露出部１８ｄ（６か所）とメインＦＰＣ１９の導体露出部１９ｄ（６か所）が重なり合っている。この状態で導体露出部に半田付けを行い半田接続することで、センサＦＰＣ１８とメインＦＰＣ１９を電気的に導通するようになる。
【００３１】
センサＦＰＣ１８とメインＦＰＣ１９は、位置決め用のピン７ａと７ｂを共有しているため、相方の相対位置を精度よく位置決めすることができる。ＦＰＣに設けた引っ掛け部は、相方のフレキにはそれぞれ１箇所であるが、半田にて接続した後には、半田部をはさんだ両側を引っ掛けた状態となり、外力などにより半田部の浮きや外れが発生するのを防止している。
【００３２】
次に、本実施例のカメラにおける電気的構成について説明する。図１０は本実施例のレンズ鏡筒を有する撮像装置（光学機器）の要部ブロック図であり、撮影装置（カメラ）における各部材の駆動処理に関する電気的処理構成を示している。図１０において、他の図にて説明した構成要素については、同符号を付す。
【００３３】
フォトインタラプタ１５は、２群移動枠２が基準位置に位置したことを検出する。その後、ステッピングモータ１４に入力するパルス信号数を連続してカウントすることにより、２群移動枠２の光軸方向の移動量（基準位置に対する位置）の制御を行う。
【００３４】
光学式センサ１６は、４群移動枠４の絶対位置を検出する。
【００３５】
３６は絞りエンコーダであり、絞り駆動源１２ａ内にホール素子を配置し、ロータとステータの回転位置関係を検出する方式のものから成っている。５０はカメラ信号処理回路であり、撮像素子５８からの出力に対して所定の増幅やガンマ補正などの信号処理を施す。
【００３６】
これらの処理を受けた映像信号のコントラスト信号は、ＡＥゲート５２およびＡＦ（オートフォーカス）ゲート５１に供給される。ＡＥゲート５２およびＡＦゲート５１はそれぞれ、露出制御およびピント合わせのために最適な信号の取り出し範囲を全画面の映像信号の中から設定する。ゲートの大きさは可変であったり、複数設けられたりする場合がある。
【００３７】
５３はＡＦのためのＡＦ信号を処理するＡＦ信号処理回路であり、映像信号の高周波成分に関する１つもしくは複数の出力を生成する。
【００３８】
５４はズームスイッチ、５５はズームトラッキングメモリである。ズームトラッキングメモリ５５は、変倍に際して被写体距離と２群移動枠２の距離に応じた４群移動枠４の位置情報を記憶している。なお、ズームトラッキングメモリ５５として、コントロール回路５６内のメモリを使用してもよい。
【００３９】
例えば、撮影者によりズームスイッチ５４が操作されると、コントロール回路５６は、ズームトラッキングメモリ５５の情報をもとに算出した２群移動枠２と４群移動枠４の所定の位置関係が保たれるようにする。即ち、現在の２群移動枠２の光軸方向の絶対位置を示すカウント値と、算出された２群移動枠２のセットすべき位置とが一致するようにする。更に現在の４群移動枠４の光軸方向の絶対位置を示すカウント値と算出された４群移動枠４のセットすべき位置とが一致するように、ステッピングモータ１４とボイスコイルモータ１３の駆動を制御する。
【００４０】
またオートフォーカス動作では、コントロール回路５６は、ＡＦ信号処理回路５３の出力がピークを示すようにボイスコイルモータ１３の駆動を制御する。
【００４１】
さらに、適正露出を得るために、コントロール回路５６はＡＥゲート５２を通過したＹ信号の出力の平均値を基準値として、絞りエンコータ３６の出力がこの基準値となるように絞りモータ１２ａの駆動を制御し、光量をコントロールする。
【００４２】
コントロール回路５６は、ピッチ方向の振れセンサ５９とヨー方向の振れセンサ６０、および、シフトユニット３内部に組み込まれた位置センサ２７からの信号に基づいて像ぶれ補正のための防振用光学素子の駆動量を演算する。そして、第３レンズ群駆動源３１の構成部品である各駆動用コイル２８への通電を制御する。それによって防振用光学素子を駆動して像ぶれを補正する。なお、ピッチ方向とヨー方向では各アクチュエータはそれぞれ独立に駆動制御される。アクチュエータは、縦方方向、横方向にそれぞれ配置されているので、第３群レンズＬ３を互いに直交又は略直交する２つの光軸直交方向に駆動する。そして、これら縦方向と横方向の駆動合成により、光軸直交面内の所定の範囲内で自由に移動させて、像ぶれを補正している。
【００４３】
上記実施例では、レンズ鏡筒がカメラ本体に一体的に設けられた撮像装置について説明した。本発明のレンズ鏡筒は、カメラ本体に対して着脱可能な交換レンズ装置や、あるいは銀鉛フィルムカメラおよびデジタルスチルカメラおよびビデオカメラ等にも適用できる。
【００４４】
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。
【符号の説明】
【００４５】
Ｌ１：第１群レンズ
Ｌ２：第２群レンズ
Ｌ３：第３群レンズ
Ｌ３ａ：第３ａ群レンズ
Ｌ３ｂ：第３ｂ群レンズ
Ｌ４：第４群レンズ
１：固定鏡筒
２：２群移動枠
３：シフトユニット
４：４群移動枠
５：ＣＣＤホルダ
６：前部固定筒
７：後部固定筒
１２：光量調節ユニット
１３：ボイスコイルモータ
１４：ズームモータ
１５：フォトインタラプタ
１６：光学式センサ
１７：光学スケール
１８：センサＦＰＣ（第一のフレキシブルプリント基板）
１９：メインＦＰＣ（第二のフレキシブルプリント基板）
【図１０】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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