JP2004333586A - Lens driving device, lens barrel, and imaging unit - Google Patents

Lens driving device, lens barrel, and imaging unit Download PDF

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JP2004333586A JP2003125734A JP2003125734A JP2004333586A JP 2004333586 A JP2004333586 A JP 2004333586A JP 2003125734 A JP2003125734 A JP 2003125734A JP 2003125734 A JP2003125734 A JP 2003125734A JP 2004333586 A JP2004333586 A JP 2004333586A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make linear driving more stable and more accurate and also to realize further miniaturization. <P>SOLUTION: The lens driving device is equipped with a lens holding member 21 holding a lens, guide shafts 23a and 23b supporting the member 21 so as to slide and realizing power feed from an outer peripheral surface, a coil 32 attached to the member 21, a yoke 33 arranged in a state where it pierces through the center part of the coil 32 and also enabling the coil 32 to move in a direction parallel with the guide shafts 23a and 23b, and a magnet 34 attached to the yoke 33 and constituting a magnetic circuit with the yoke 33. By supplying a driving current to the coil 32 via the guide shafts 23a and 23b, the member 21 is driven to be displaced along the guide shafts 23a and 23b. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニア駆動方式を用いてレンズを変位駆動させるレンズ駆動装置、並びに、そのようなレンズ駆動装置によってレンズを変位駆動しながら被写体の像を結像させるレンズ鏡筒、並びに、そのようなレンズ鏡筒によって結像された被写体の像を撮像する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鏡筒本体に光軸を一致させた状態で配置された複数のレンズのうち、鏡筒本体に収納された一部のレンズをレンズ駆動装置によって光軸方向に変位駆動しながら、被写体の像を結像させるレンズ鏡筒がある。また、このようなレンズ鏡筒で結像された被写体の像をＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｎｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子で受像し、この固体撮像素子が受像した光を光電変換して電気信号として出力し、被写体の像に対応したデジタル画像データを生成する、例えばデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置がある。
【０００３】
ところで、上述した撮像装置では、携帯の利便性や使い勝手の良さを向上させるため、装置全体の小型化が積極的に進められている。例えば、上述したレンズ駆動装置として、コイルに流れる電流と磁気回路に発生する磁界との間に働く力を推進力とする、いわゆるリニア駆動方式を用いたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
例えば図１６及び図１７に示すリニア駆動方式を用いたレンズ駆動装置１００は、図示を省略する鏡筒本体の内部に、レンズ１０１を保持するレンズ保持部材１０２と、このレンズ保持部材１０２を光軸方向にスライド可能に支持する一対のガイド軸１０３ａ，１０３ｂと、レンズ保持部材１０２に取り付けられたコイル１０４と、コイル１０４の中心部を貫通した状態で配置されると共にコイル１０４を一対のガイド軸１０３ａ，１０３ｂと平行な方向に移動可能とするヨーク１０５と、ヨーク１０５に取り付けられてヨーク１０５と共に磁気回路を構成するマグネット１０６とを備えている。
【０００５】
レンズ保持部材１０２は、レンズ１０１の外周部を保持するレンズ保持枠１０７と、このレンズ保持枠１０７の外周部に位置して、一方のガイド軸１０３ａを挿通するガイド孔１０８ａが形成された第１の支持部１０８と、他方のガイド軸１０３ｂを挟み込むガイド溝１０９ａが形成された第２の支持部１０９とを有し、これら一対のガイド軸１０３ａ，１０３ｂに沿ってスライド可能に支持されている。
【０００６】
一対のガイド軸１０３ａ，１０３ｂは、光軸と平行に配置されており、レンズ保持部材１０２を光軸方向にスライド可能に支持しながら、それぞれの両端部が鏡筒本体に固定支持されている。
【０００７】
コイル１０４は、導線が略矩形筒状に巻回されてなり、その中心軸が一対のガイド軸１０３ａ，１０３ｂと平行となるように、レンズ保持枠１０７の第１の支持部１０８側の外周部に取り付けられている。また、コイル１０４は、その導線の両端部がフレキシブルプリントケーブル１１０と電気的に接続されており、このフレキシブルプリントケーブル１１０を介して外部からの給電が可能となっている。
【０００８】
ヨーク１０５は、コイル１０４の中心部を貫通した状態で一対のガイド軸１０３ａ，１０３ｂと平行に配置された矩形平板状の内側ヨーク１０５ａと、この内側ヨーク１０５ａの外側に当該内側ヨーク１０５ａと平行に配置された矩形平板状の外側ヨーク１０５ｂとを有している。また、外側ヨーク１０５ｂの両端部は、それぞれ内側ヨーク１０５ａに向かって略垂直に折り曲げられることによって、内側ヨーク１０５ａに当接された状態となっている。したがって、このヨーク１０５は、全体略リング状に形成されている。また、内側ヨーク１０５ａは、一対のガイド軸１０３ａ，１０３ｂに沿ってレンズ保持部材１０２がスライドした際に、コイル１０４を一対のガイド軸１０３ａ，１０３ｂと平行な方向に移動可能としている。また、外側ヨーク１０５ｂの内側の主面には、矩形平板状のマグネット１０６が吸着されている。
【０００９】
マグネット１０６は、外側ヨーク１０５ｂの内側の主面に吸着された状態で、コイル１０４と所定のギャップを隔てて対峙するように配置されている。これにより、マグネット１０６は、ヨーク１０５と共に閉ループ状の磁気回路を構成している。
【００１０】
以上のように構成されるレンズ駆動装置１００では、コイル１０４にフレキシブルプリントケーブル１１０を介して駆動電流が供給されると、このコイル１０４に流れる電流と磁気回路に発生する磁界との間に働く力を推進力として、レンズ保持部材１０２を一対のガイド軸１０３ａ，１０３ｂに沿って変位駆動させることができる。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−３４５２３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したリニア駆動方式を用いたレンズ駆動装置１００では、駆動モータによる回転駆動をギヤやラックを介して直線駆動に変換する駆動方式に比べて小型化が可能である。
【００１３】
しかしながら、従来のレンズ駆動装置１００では、上述したコイル１０４への給電をフレキシブルプリントケーブル１１０を介して行っている。このため、レンズ保持部材１０２を変位駆動した際に、フレキシブルプリントケーブル１１０の弾性変形に伴う反力の違いによって負荷が変動し、このレンズ保持部材１０２の安定した駆動を阻害してしまうといった問題があった。
【００１４】
また、鏡筒本体の内部には、例えば図１８に示す絞り１１１ａの開口を調節するためのアイリスユニット１１１が、上述したレンズ駆動装置１００に隣接して配置される場合がある。この場合、レンズ保持部材１０２を安定的に変位駆動させるためには、弾性変形したフレキシブルプリントケーブル１１０とアイリスユニット１１１との接触を絶対に回避しなければならない。
【００１５】
このため、従来のレンズ駆動装置１００では、図１９に示すように、アイリスユニット１１１の側方を通過するコイル１０４及びフレキシブルプリントケーブル１１０との間に、十分なクリアランスｄ’を設けなければならず、その結果、装置全体の寸法Ｄ’が大きくなってしまうといった問題があった。
【００１６】
また、このようなレンズ駆動装置１００を備えるレンズ鏡筒では、上述したリニア駆動の不安定化によって、被写体の像を安定的且つ精度良く結像させることが困難となってしまうだけでなく、フレキシブルプリントケーブル１１０との接触を防ぐためのクリアランスを設けたために、装置全体が大型化してしまうといった問題があった。さらに、上述した撮像装置でも、このようなレンズ鏡筒によって結像された被写体の像を高分解能で撮像することが困難となるだけでなく、同様に装置全体の大型化を招いてしまうといった問題があった。
【００１７】
そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、リニア駆動の安定化及び高精度化を図ると共に、更なる小型化を可能にしたレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、そのようなレンズ駆動装置を備えることによって、結像性能の更なる向上を図ると共に、装置全体の更なる小型化を可能としたレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【００１９】
また、本発明は、そのようなレンズ鏡筒を備えることによって、撮像性能の更なる向上を図ると共に、装置全体の更なる小型化を可能とした撮像装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズ保持部材と、レンズ保持部材をスライド可能に支持すると共に、外周面からの給電が可能なガイド軸と、レンズ保持部材に取り付けられたコイルと、コイルの中心部を貫通した状態で配置されると共にコイルをガイド軸と平行な方向に移動可能とするヨークと、ヨークに取り付けられてヨークと共に磁気回路を構成するマグネットとを備え、コイルにガイド軸を介して駆動電流を供給することによって、レンズ保持部材をガイド軸に沿って変位駆動させることを特徴としている。
【００２１】
以上のように、本発明に係るレンズ駆動装置では、コイルにガイド軸を介して駆動電流が供給されることから、給電のためのフレキシブルプリントケーブル等が不要となり、レンズ保持部材をガイド軸に沿って安定的且つ精度良く変位駆動させることができる。
【００２２】
また、本発明に係るレンズ鏡筒は、被写体の像を結像させる複数のレンズと、複数のレンズが光軸を一致させた状態で配置される鏡筒本体と、鏡筒本体に収納され、複数のレンズのうち少なくとも一のレンズを保持するレンズ保持部材と、レンズ保持部材を光軸方向にスライド可能に支持すると共に、外周面からの給電が可能なガイド軸と、ガイド軸にスライド可能に支持されたレンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するレンズ駆動手段とを備え、レンズ駆動手段は、レンズ保持部材に取り付けられたコイルと、コイルの中心部を貫通した状態で配置されると共にコイルをガイド軸と平行な方向に移動可能とするヨークと、ヨークに取り付けられてヨークと共に磁気回路を構成するマグネットとを有し、コイルにガイド軸を介して駆動電流を供給することによって、レンズ保持部材をガイド軸に沿って変位駆動させることを特徴としている。
【００２３】
以上のように、本発明に係るレンズ鏡筒では、レンズ駆動手段において、コイルにガイド軸を介して駆動電流が供給されることから、給電のためのフレキシブルプリントケーブル等が不要となり、レンズ保持部材をガイド軸に沿って安定的且つ精度良く変位駆動させることができる。また、レンズを光軸方向に変位駆動させながら、被写体の像を安定的且つ精度良く結像させることができる。
【００２４】
また、本発明に係る撮像装置は、被写体の像を結像させる複数のレンズと、複数のレンズが光軸を一致させた状態で配置される鏡筒本体と、鏡筒本体に収納され、複数のレンズのうち少なくとも一のレンズを保持するレンズ保持部材と、レンズ保持部材を光軸方向にスライド可能に支持すると共に、外周面からの給電が可能なガイド軸と、ガイド軸にスライド可能に支持されたレンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するレンズ駆動手段と、鏡筒本体に取り付けられ、複数のレンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像手段とを備え、レンズ駆動手段は、レンズ保持部材に取り付けられたコイルと、コイルの中心部を貫通した状態で配置されると共にコイルをガイド軸と平行な方向に移動可能とするヨークと、ヨークに取り付けられてヨークと共に磁気回路を構成するマグネットとを有し、コイルにガイド軸を介して駆動電流を供給することによって、レンズ保持部材をガイド軸に沿って変位駆動させることを特徴としている。
【００２５】
以上のように、本発明に係る撮像装置では、レンズ駆動手段において、コイルにガイド軸を介して駆動電流が供給されることから、給電のためのフレキシブルプリントケーブル等が不要となり、レンズ保持部材をガイド軸に沿って安定的且つ精度良く変位駆動させることができる。また、レンズを光軸方向に変位駆動させながら、被写体の像を安定的且つ精度良く結像させることができ、この被写体の像を撮像手段により高分解能で撮像することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したレンズ駆動装置、レンズ鏡筒及び撮像装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１に示すように、本発明を適用した撮像装置１は、鏡筒本体２に光軸を一致させた状態で配置された複数のレンズのうち、ズーム用のレンズ又はフォーカス用のレンズを光軸方向に変位駆動させる本発明を適用したレンズ駆動装置を備えるものである。また、この撮像装置１は、ズーム用レンズのズーミング（変倍操作）とフォーカス用レンズのフォーカッシング（焦点調節操作）とを行いながら、被写体の像を結像させる本発明を適用したレンズ鏡筒を備えるものである。また、この撮像装置１は、レンズ鏡筒によって結像された被写体の像を撮像する固体撮像素子を鏡筒本体２に取り付けることによって、装置全体を小型パッケージ化したものである。そして、この撮像装置１は、装置全体の小型化が図られることによって、例えばビデオカメラやデジタルスチルカメラ等を構成するのに好適なものとして使用されている。
【００２８】
具体的に、この撮像装置１において、鏡筒本体２は、図１及び図２に示すように、強度及び量産性があり且つ遮光性を有する黒色の樹脂材料、例えばガラス繊維を含有するポリカーボネート樹脂等からなり、光軸の前後方向において３分割された前部鏡筒３と中間鏡筒４と後部鏡筒５とを有している。
【００２９】
このうち、前部鏡筒３は、中間鏡筒４の前面側に位置決め固定されており、その背面側には、中間鏡筒４に対して位置決めされる複数の位置決め突部と、中間鏡筒にネジ止めされるネジを貫通させる複数の貫通孔とが形成されている。一方、中間鏡筒４の正面側には、これら複数の位置決め突部が嵌合される位置決め穴と、これら複数の貫通孔を貫通したネジが螺合される複数のネジ穴とが形成されている。したがって、前部鏡筒３は、位置決め突部が中間鏡筒４の位置決め穴に係合されることによって中間鏡筒４に対して位置決めされると共に、貫通孔を通して中間鏡筒のネジ穴にネジが螺合されることによって、中間鏡筒４の正面側に固定されている。なお、前部鏡筒３と中間鏡筒４との間には、前部鏡筒３に保持されたレンズの調芯を行うためのレンズ調芯機構が設けられている。
【００３０】
一方、後部鏡筒５は、中間鏡筒４の背面側に位置決め固定されており、その正面側には、中間鏡筒４に対して位置決される複数の位置決め突部と、中間鏡筒４にネジ止めされるネジを貫通させる複数の貫通孔とが形成されている。一方、中間鏡筒４の背面側には、これら複数の位置決め突部が嵌合される位置決め穴と、これら複数の貫通孔を貫通したネジが螺合される複数のネジ穴とが形成されている。したがって、後部鏡筒５は、位置決め突部が中間鏡筒４の位置決め穴に係合されることによって中間鏡筒４に対して位置決めされると共に、貫通孔を通して中間鏡筒４のネジ穴にネジが螺合されることによって、中間鏡筒４の背面側に固定されている。
【００３１】
複数のレンズは、図３に示すように、被写体側から順に、前部鏡筒３に固定された第１のレンズ６、第２のレンズ７及び第３のレンズ８からなる固定レンズ群９と、中間鏡筒４の内部で光軸方向に変位駆動される第４のレンズ１０、第５のレンズ１１及び第６のレンズ１２からなるズーム用の可動レンズ群１３と、中間鏡筒４に固定された第７のレンズ（固定レンズ）１４と、中間鏡筒４の内部で光軸方向に変位駆動される第８のレンズ１５、第９のレンズ１６及び第１０のレンズ１７からなるフォーカス用の可動レンズ群１８とを有し、いわゆる４群インナーフォーカス式のズームレンズとして構成されている。
【００３２】
このうち、固定レンズ群９は、前部鏡筒３の前面に設けられた略円筒状のレンズ保持部１９に保持されている。また、固定レンズ１４は、中間鏡筒４の内周部に設けられた略円環状のレンズ保持枠２０に保持されている。一方、ズーム用の可動レンズ群１３及びフォーカス用の可動レンズ群１８は、レンズ支持機構によって光軸方向に移動可能に支持されている。
【００３３】
このレンズ支持機構は、ズーム用の可動レンズ群１３を保持するズーム用のレンズ保持部材２１と、フォーカス用の可動レンズ群１８を保持するフォーカス用のレンズ保持部材２２と、これらズーム用及びフォーカス用のレンズ保持部材２１，２２を光軸方向にスライド可能に支持する一対のガイド軸２３ａ，２３ｂとを有している。
【００３４】
ズーム用及びフォーカス用のレンズ保持部材２１，２２は、強度及び量産性があり且つ遮光性を有する黒色の樹脂材料等からなり、それぞれ可動レンズ群１３，１８の外周部を保持するレンズ保持枠２１ａ，２２ａを有している。また、ズーム用のレンズ保持部材２１は、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂのうち、一方のガイド軸２３ａを挿通するガイド孔２４ａが形成された筒状の第１の支持部２４と、他方のガイド軸２３ｂを挟み込むガイド溝２５ａが形成された片状の第２の支持部２５とを有し、これら第１の支持部２４と第２の支持部２５とは、レンズ保持枠２１ａの外周部において互いに対向する位置から突出形成されている。
【００３５】
一方、フォーカス用のレンズ保持部材２２は、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂのうち、一方のガイド軸２３ｂを挿通するガイド孔２６ａが形成された筒状の第１の支持部２６と、他方のガイド軸２３ａを挟み込むガイド溝２７ａが形成された片状の第２の支持部２７とを有し、これら第１の支持部２６と第２の支持部２７とは、レンズ保持枠２２ａの外周部において互いに対向する位置から突出形成されている。
【００３６】
ここで、ズーム用のレンズ保持部材２１は、第１の支持部２４のガイド孔２４ａに一方のガイド軸２３ａが挿通され、第２の支持部２５のガイド溝２５ａに他方のガイド軸２３ｂが挟み込まれることによって、固定レンズ群９と固定レンズ１４との間で、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿ってスライド可能に支持されている。これに対して、フォーカス用のレンズ保持部材２２は、第１の支持部２６のガイド孔２６ａに他方のガイド軸２３ｂが挿通され、第２の支持部２７のガイド溝２７ａに一方のガイド軸２３ａが挟み込まれることによって、後述する絞り４４と固体撮像素子４８との間で、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿ってスライド可能に支持されている。
【００３７】
このように、ズーム用のレンズ保持部材２１とフォーカス用のレンズ保持部材２２とは、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに対して互いに逆向きに配置されている。これにより、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに対するズーム用及びフォーカス用のレンズ保持部材２１，２２のガタツキの発生を抑制している。
【００３８】
一対のガイド軸２３ａ，２３ｂは、中間鏡筒４の内部で光軸と平行に配置されると共に、それぞれの両端部が前部鏡筒３と後部鏡筒５との間で固定支持されている。このため、前部鏡筒３には、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂの一端を固定支持する一対の受部２８ａ，２８ｂが形成されている。また、後部鏡筒５には、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂの他端を固定支持する一対の受部２９ａ，２９ｂが形成されている。また、中間鏡筒４のレンズ保持枠２０には、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂを貫通させる一対の貫通孔３０ａ，３０ｂが形成されている。
【００３９】
また、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂは、鏡筒本体２内において互いに対向するコーナー部に配置されている。これにより、ズーム用及びフォーカス用のレンズ保持部材２１，２２は、第１の支持部２４，２６と第２の支持部２５，２７とを結ぶ直線が重力方向に対して略４５゜傾けられた状態となることから、外部からの振動等によってガタツキが発生するのを抑制することができる。
【００４０】
また、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂは、例えばステンレスや黄銅等の剛性を有する導電性材料からなり、後述するコイルに駆動電流を供給するための駆動回路（図示せず。）と電気的に接続されている。すなわち、これら一対のガイド軸２３ａ，２３ｂは、外周面からの給電が可能となっている。
【００４１】
中間鏡筒４には、これらズーム用のレンズ保持部材２１とフォーカス用のレンズ保持部材２２とをそれぞれ一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿って光軸方向に変位駆動するためのズーム用のレンズ駆動機構３１ａと、フォーカス用のレンズ駆動機構３１ｂとが設けられている。
【００４２】
これらズーム用及びフォーカス用のレンズ駆動機構３１ａ，３１ｂは、いわゆるムービングコイルタイプのリニアアクチェータを用いたリニア駆動方式によって、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに支持されたレンズ保持部材２１，２２をそれぞれ独立に光軸方向へと変位駆動させるものである。また、これらズーム用又はフォーカス用のレンズ駆動機構３１ａ，３１ｂのうち何れか一方は、本発明を適用したレンズ駆動装置を構成している。
【００４３】
ここで、ズーム用のレンズ駆動機構３１ａに本発明を適用した例について説明する。
【００４４】
ズーム用のレンズ駆動機構３１ａは、図４，図５及び図６に示すように、レンズ保持部材２１に取り付けられたコイル３２と、コイル３２の中心部を貫通した状態で配置されると共にコイル３２を一対のガイド軸２３ａ，２３ｂと平行な方向に移動可能とするヨーク３３と、ヨーク３３に取り付けられてヨーク３３と共に磁気回路を構成するマグネット３４と、レンズ保持部材２１に取り付けられ、それぞれ一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿って配置された一対の板バネ３５ａ，３５ｂとを有している。
【００４５】
コイル３２は、導線が略矩形筒状に巻回されてなり、その中心軸が一対のガイド軸２３ａ，２３ｂと平行となるように、レンズ保持枠２１ａの第１の支持部２４側の外周部に取り付けられている。また、コイル３２は、その導線の両端部がレンズ保持部材２１に取り付けられた一対の板バネ３５ａ，３５ｂの基端部と半田付け等によって電気的に接続されている。
【００４６】
ヨーク３３は、コイル３２の中心部を貫通した状態で一対のガイド軸２３ａ，２３ｂと平行に配置された矩形平板状の内側ヨーク３３ａと、この内側ヨーク３３ａの外側に当該内側ヨーク３３ａと平行に配置された矩形平板状の外側ヨーク３３ｂとを有している。また、外側ヨーク３３ｂの両端部は、それぞれ内側ヨーク３３ａに向かって略垂直に折り曲げられることによって、内側ヨーク３３ａに当接された状態となっている。したがって、このヨーク３３は、全体略リング状に形成されている。また、内側ヨーク３３ａは、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿ってレンズ保持部材２１がスライドした際に、コイル３２を一対のガイド軸２３ａ，２３ｂと平行な方向に移動可能としている。また、外側ヨーク３３ｂの内側の主面には、矩形平板状のマグネット３４が吸着されている。
【００４７】
マグネット３４は、外側ヨーク３３ｂの内側の主面に吸着された状態で、コイル３２と所定のギャップを隔てて対峙するように配置されている。これにより、マグネット３４は、ヨーク３３と共に閉ループ状の磁気回路を構成している。
【００４８】
一対の板バネ３５ａ，３５ｂは、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂの外周面からコイル３２への給電を行うための接点部材であり、例えばステンレスや鋼、銅合金等の弾性を有する導電性材料からなる。
【００４９】
このうち、一方の板バネ３５ａは、図７（ａ），（ｂ）に示すように、その基端部がレンズ保持部材２１の第１の支持部２４に片持ち支持されると共に、その他端部が弾性変位可能な状態で一方のガイド軸２３ａの外周面に当接されている。
【００５０】
具体的に、一方の板バネ３５ａは、基端部側に位置決め孔３６と、この基端部から先端部に向かって二股状に分岐された一対の弾性変位片３７，３７とを有している。一方、第１の支持部２４には、板バネ３５ａの基端部を外部に臨ませる位置決め凹部３８と、位置決め凹部３８の底面部から上方に向かって突出された位置決め突部３９と、板バネ３５ａの先端部がガイド孔２４ａに臨む透孔４０と、位置決め凹部３８と透孔４０との間に板バネ３５ａの基端部を差し込む差込み孔４１とが設けられている。そして、一方の板バネ３５ａは、基端部が差込み孔４１から位置決め凹部３８へと差し込まれることによって、位置決め孔３６に位置決め突部３９が係合された状態となっている。これにより、基端部の差込み孔４１からの抜けが防止されている。一方、透孔４０からガイド孔２４ａに臨む板バネ３５ａの弾性変位片３７，３７は、ガイド軸２３ａの外周面と当接されることによって、このガイド軸２３ａの外周面を押圧している。
【００５１】
また、一方の板バネ３５ａは、基端部から先端部に向かって二股状に分岐された一対の弾性変位片３７，３７によって、ガイド軸２３ａの外周面と２点で接触することになる。これにより、例えば接触部分への異物の挟み込みや、取付時に生じた若干の塑性変形によってガイド軸２３ａとの接触が阻害される危険性を少なくしている。さらに、これら一対の弾性変位片３７，３７の先端部には、ガイド軸２３ａの外周面に向かって略円弧状に突出された接点部３７ａ，３７ａが設けられており、これら接点部３７ａ，３７ａによってガイド軸２３ａとの滑らかな摺接が可能となっている。
【００５２】
これに対して、他方の板バネ３５ｂは、図５に示すように、上述した一方の板バネ３５ａと略々同一形状を有しており、その基端部がレンズ保持部材２１の第２の支持部２５に片持ち支持されると共に、その他端部が弾性変位可能な状態で他方のガイド軸２３ｂの外周面に当接されている。
【００５３】
また、他方の板バネ３５ｂは、基端部から先端部に向かって二股状に分岐された一対の弾性変位片４２，４２を有しており、ガイド軸２３ｂの外周面と２点で接触することで、上述した接触部分への異物の挟み込みや、取付時に生じた若干の塑性変形によってガイド軸２３ｂとの接触が阻害される危険性を少なくしている。さらに、これら一対の弾性変位片４２，４２の先端部には、ガイド軸２３ｂの外周面に向かって略円弧状に突出された接点部４２ａ，４２ａが設けられており、これら接点部４２ａ，４２ａによってガイド軸２３ｂとの滑らかな摺接が可能となっている。
【００５４】
したがって、これら一対の板バネ３５ａ，３５ｂは、レンズ保持部材２１が一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿ってスライドした際に、これら一対のガイド軸２３ａ，２３ｂの外周面と摺接されることになる。そして、一方のガイド軸２３ａから他方のガイド軸２３ｂへ（或いは、他方のガイド軸２３ｂから一方のガイド軸２３ａへ）と駆動電流を流すことで、これら一対のガイド軸２３ａ，２３ｂの外周面からコイル３２への給電が可能となっている。
【００５５】
そして、このレンズ駆動機構３１ａでは、コイル３２に一対のガイド軸２３ａ，２３ｂを介して駆動電流が供給されると、このコイル３２に流れる電流と磁気回路に発生する磁界との間に働く力を推進力として、レンズ保持部材２１を一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿って変位駆動させることができる。
【００５６】
なお、レンズ保持部材２１には、位置検出用マグネット４３が取り付けられている。一方、中間鏡筒４には、この位置検出用マグネット４３によって発生する磁界から磁気抵抗効果を利用してレンズ保持部材２１の位置を検出するＭＲセンサ（図示せず。）が設けられている。また、中間鏡筒４には、電源投入時等においてレンズ駆動機構の初期化を行うためのリセットセンサを配置することも可能である。
【００５７】
一方、フォーカス用のレンズ駆動機構３１ｂは、上述したレンズ保持部材２２に取り付けられたコイル３２への給電をフレキシブルプリントケーブルを介して行う以外は、ズーム用のレンズ駆動機構３１ａと略々同様の構成を有している。
【００５８】
すなわち、フォーカス用のレンズ駆動機構３１ｂは、レンズ保持部材２１に取り付けられたコイル３２と、コイル３２の中心部を貫通した状態で配置されると共にコイル３２を一対のガイド軸２３ａ，２３ｂと平行な方向に移動可能とするヨーク３３と、ヨーク３３に取り付けられてヨーク３３と共に磁気回路を構成するマグネット３４とを有している。そして、コイル３２は、その導線の両端部がフレキシブルプリントケーブル（図示せず。）と電気的に接続されており、このフレキシブルプリントケーブルを介して外部からの給電が可能となっている。
【００５９】
したがって、このレンズ駆動機構３１ｂでは、コイル３２にフレキシブルプリントケーブルを介して駆動電流が供給されると、このコイル３２に流れる電流と磁気回路に発生する磁界との間に働く力を推進力として、レンズ保持部材２２を一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿って変位駆動させることができる。
【００６０】
また、中間鏡筒４には、図２及び図３に示すように、固定レンズ１４とフォーカス用の可動レンズ群１８との間に位置して、絞り４４が配置されている。絞り４４は、中間鏡筒４に位置決め固定されたアイリスユニット４５と一体に構成されており、このアイリスユニット４５は、駆動モータ４６の駆動により２枚のシャッタ部材（図示せず。）をスライドさせながら絞り４４の開口４４ａを調節する。
【００６１】
後部鏡筒５には、複数のレンズにより結像される被写体の像面側に位置して、光学フィルタ４７と、撮像手段となる固体撮像素子４８とが配置されている。このため、後部鏡筒５の背面側の略中央部には、光学フィルタ４７が嵌合される第１の嵌合凹部４９と、矩形枠状のシールゴム５０を介して固体撮像素子４８が嵌合される第２の嵌合凹部５１とが段差状に連続して形成されている。また、第１の嵌合凹部４９の底面部には、シールゴム５０の開口部５０ａに対応した矩形状の開口部５２が形成されている。
【００６２】
シールゴム５０は、固体撮像素子４８に嵌合されると共に、この固体撮像素子４８への不要な光の侵入を防止するために、所定の大きさで形成された開口部５０ａを有している。
【００６３】
光学フィルタ４７は、近赤外光が固体撮像素子４８に到達しないようにするための赤外カットフィルタ４７ａと、固体撮像素子４８に向かう光から特定の空間周波数成分を取り出すためのローパスカットフィルタ４７ｂとが貼り合わされた構造を有している。
【００６４】
固体撮像素子４８は、入射した光を光電変換して電気信号として出力するものであり、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｎｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）等の半導体チップ４８ａが配線基板５３上に実装された構造を有している。また、配線基板５３の背面側には、半導体チップ４８ａから出力される電気信号を外部の信号処理回路等に供給するための複数の接続端子５４が突出して設けられている。この固体撮像素子４８は、板金５５に取り付けられて後部鏡筒５の背面側に位置決め固定される。このため、板金５５には、後部鏡筒５に固体撮像素子４８を位置決めするための一対の位置決め孔と、後部鏡筒５にネジ止めされるネジを貫通させる一対の貫通孔とが形成されている。一方、後部鏡筒５の背面側には、一対の位置決め孔に係合される一対の位置決め突部と、一対の貫通孔を貫通したネジが螺合される一対のネジ穴とが形成されている。
【００６５】
そして、この後部鏡筒５に光学フィルタ４７及び固体撮像素子４８を取り付ける際は、先ず、第１の嵌合凹部４９に光学フィルタ４７を嵌合させる。次に、半導体チップ４８ａに嵌合されたシールゴム５０を介して固体撮像素子４８を第２の嵌合凹部５１に嵌合させる。このとき、シールゴム５０は、第１の嵌合凹部４９に嵌合された光学フィルタ４７に圧着されることによって、光学フィルタ４７を所定の弾性力で押圧する。これにより、第１の嵌合凹部４９に嵌合された光学フィルタ４７のガタツキの発生を防止すると共に、第２の嵌合凹部５１に嵌合された固体撮像素子４８のガタツキの発生を防止することができる。次に、固体撮像素子４８が取り付けられた板金５５を後部鏡筒５の背面側に固定する。すなわち、この固体撮像素子４８が取り付けられた板金５５は、一対の位置決め孔に一対の位置決め突部が係合されると共に、一対の貫通孔を通して一対のネジ穴にネジが螺合されることによって、後部鏡筒５の背面側に位置決め固定される。これにより、後部鏡筒５に対して光学フィルタ４７及び固体撮像素子４８を高精度に位置決め固定することができる。
【００６６】
以上のように構成される撮像装置１では、ズーム用のレンズ駆動機構３１ａによってズーム用の可動レンズ群１３を光軸方向に変位させるズーミング（変倍操作）を行いながら、複数のレンズにより結像される被写体の像面と固体撮像素子４８の受光面とが一致するように、フォーカス用のレンズ駆動機構３１ｂによってフォーカス用の可動レンズ群１８を光軸方向に変位させるフォーカッシング（焦点調節操作）を行う。これにより、複数のレンズにより結像される被写体の像面と固体撮像素子４８の受光面とを一致させたまま、焦点距離を連続的に変化させることができる。
【００６７】
例えば、ワイドポジションでは、ズーム用の可動レンズ群１３を最も前面側（ワイド端）に位置させることによって、固体撮像素子４８の受光面に結像される被写体の像を最も広角（ワイド）とすることができる。一方、テレポジションでは、ズーム用の可動レンズ群１３を最も背面側（テレ端）に位置させることによって、固体撮像素子４８の受光面に結像される被写体の像を最も望遠（テレ）とすることができる。
【００６８】
そして、この撮像装置１では、複数のレンズにより結像された被写体の像を固体撮像素子４８で受像し、この固体撮像素子４８から出力される電気信号を処理することで、被写体の像に対応したデジタル画像データを生成することができる。
【００６９】
ところで、上述したズーム用のレンズ駆動機構３１ａでは、コイル３２に一対のガイド軸２３ａ，２３ｂを介して駆動電流を供給することによって、レンズ保持部材２１を一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿って変位駆動することが可能である。すなわち、本発明を適用したレンズ駆動装置では、従来のような給電のためのフレキシブルプリントケーブル１１０等が不要となり、レンズ保持部材２１を一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿って安定的且つ精度良く変位駆動させることが可能である。
【００７０】
ここで、本発明のように、コイルへの給電をガイド軸を介して行う場合と、従来のように、コイルへの給電をフレキシブルプリントケーブルを介して行う場合とのレンズ保持部材の光軸方向への変位に伴う機械的な負荷量の変化について測定した。この測定結果を図８に示す。
【００７１】
なお、図８中に示す曲線Ｓ１は、コイルへの給電をガイド軸を介して行った場合のグラフであり、図８中に示す曲線Ｓ２は、コイルへの給電をフレキシブルプリントケーブルを介して行った場合のグラフである。
【００７２】
図８に示す測定結果から、コイルへの給電をガイド軸を介して行った場合には、レンズ保持部材の光軸方向の変位に伴う機械的な負荷量が一定となるのに対して、コイルへの給電をフレキシブルプリントケーブルを介して行った場合には、レンズ保持部材の光軸方向の変位に伴って機械的な負荷量が変化することがわかる。これは、レンズ保持部材とガイド軸との間で働く摺動抵抗が一定に保たれるものの、フレキシブルプリントケーブルの弾性変形に伴う反力が、フレキシブルプリントケーブルの屈曲状態に応じて変化するために、この反力が外部抵抗としてレンズ保持部材に加わったためと考えられる。
【００７３】
したがって、本発明のように、コイルへの給電をガイド軸を介して行った場合には、レンズ保持部材の光軸方向の変位に伴う機械的な負荷量を一定に保つことが可能であり、このレンズ保持部材の駆動制御が容易となることから、レンズ保持部材を一対のガイド軸に沿って安定的且つ精度良く変位駆動させることが可能である。
【００７４】
なお、上述した撮像装置１では、ズーム用のレンズ駆動機構３１ａについて、コイル３２への給電を一対のガイド軸２３ａ，２３ｂを介して行う構成となっているが、フォーカス用レンズのレンズ駆動機構３１ｂについて、コイル３２への給電を一対のガイド軸２３ａ，２３ｂを介して行う構成とすることも可能である。
【００７５】
また、ズーム用及びフォーカス用のレンズ駆動機構３１ａ，３１ｂの両方について、コイルへの給電をガイド軸を介して行う構成とするためには、例えば導電性を有する３本のガイド軸を用いた構成とすればよい。
【００７６】
具体的には、３本のガイド軸のうち、２本を給電用のガイド軸とし、残りの１本を接地用のガイド軸とする。そして、ズーム用及びフォーカス用のレンズ保持部材２１，２２は、それぞれ異なる給電用のガイド軸と、共通する接地用のガイド軸とによって、それぞれスライド可能に支持された構成とすればよい。
【００７７】
これにより、ズーム用及びフォーカス用のレンズ駆動機構３１ａ，３１ｂの両方について、コイルへの給電をガイド軸を介して行うことができ、ズーム用及びフォーカス用のレンズ保持部材２１，２２をそれぞれ独立に光軸方向へと変位駆動させることができる。
【００７８】
また、ズーム用及びフォーカス用のレンズ駆動機構３１ａ，３１ｂの両方について、コイルへの給電をガイド軸を介して行う構成として、導電性を有する４本のガイド軸を用いた構成とすることも可能である。
【００７９】
すなわち、ズーム用及びフォーカス用のレンズ保持部材２１，２２を、それぞれ独立した一対のガイド軸によってスライド可能に支持した構成とする。
【００８０】
これにより、ズーム用及びフォーカス用のレンズ駆動機構３１ａ，３１ｂの両方について、コイルへの給電をガイド軸を介して行うことができ、ズーム用及びフォーカス用のレンズ保持部材２１，２２をそれぞれ独立に光軸方向へと変位駆動させることができる。
【００８１】
したがって、上述した撮像装置１では、ズーム用のレンズ駆動機構３１ａとフォーカス用のレンズ駆動機構３１ｂとに本発明を適用すれば、鏡筒本体２に収納されたズーム用の可動レンズ群１３とフォーカス用の可動レンズ群１８とを光軸方向に安定的且つ精度良く変位駆動させることが可能である。そして、ズーミング（変倍操作）とフォーカッシング（焦点調節操作）とを適切に行うことが可能なことから、被写体の像を安定的且つ精度良く固体撮像素子４８の受光面上に結像させることが可能である。また、被写体の像を安定的且つ精度良く結像させることによって、この被写体の像を固体撮像素子によって高分解能で撮像することが可能である。
【００８２】
また、本発明では、上述した導電性を有する一対のガイド軸２３ａ，２３ｂの外周面に導電性の潤滑剤を塗布してもよい。例えばカーボン微粉末等を含有した導電性オイルや導電性グリスを一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに塗布することによって、板バネ３５ａ，３５ｂのガイド軸２３ａ，２３ｂとの導電性を維持しながら、レンズ保持部材２１とガイド軸２３ａ，２３ｂとの摺動抵抗を低減させることが可能である。
【００８３】
また、上述した撮像装置１では、図９に示すように、中間鏡筒４の内部に配置されたアイリスユニット４５の側方をズーム用のレンズ駆動機構３１ａのコイル３２が通過することになるが、従来のようなフレキシブルプリントケーブル１１０が不要となることで、レンズ保持部材２１を安定的に変位駆動させることが可能となる。
【００８４】
また、従来のようなフレキシブルプリントケーブル１１０の弾性変形に伴うフレキシブルプリントケーブル１１０とアイリスユニットとの接触を考慮する必要がなくなることから、上述したアイリスユニット４５の側方を通過するコイル３２とのクリアランスｄだけを考慮すればよく、従来のクリアランスｄ’に比べて間隔を狭くすることが可能である。
【００８５】
したがって、上述した撮像装置１では、鏡筒本体２を小さく設計することが可能となり、装置全体の寸法Ｄも、従来の寸法Ｄ’に比べて小さくすることが可能である。
【００８６】
また、本発明は、上述した導電性を有する一対のガイド軸２３ａ，２３ｂを用いた構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば図１０に示すように、非導電性性を有するガイド軸６０の外周面に軸線方向に沿った導体パターン６１ａ，６１ｂが形成された構成とすることも可能である。
【００８７】
例えば図１１に示すように、非導電性を有する一対のガイド軸２３ａ，２３ｂのうち、一方のガイド軸２３ａの外周面における固定レンズ群９と固定レンズ１４との間の領域に亘って一対の導体パターン６１ａ，６１ｂを形成し、他方のガイド軸２３の外周面における絞り４４と固体撮像素子４８との間の領域に亘って一対の導体パターン（図示せず。）を形成する。
【００８８】
これにより、ズーム用及びフォーカス用のレンズ駆動機構３１ａ，３１ｂの両方について、コイルへの給電をそれぞれ別個のガイド軸を介して行うことができ、ガイド軸の本数を増やすことなく、ズーム用及びフォーカス用のレンズ保持部材２１，２２をそれぞれ独立に光軸方向へと変位駆動させることができる。
【００８９】
なお、この場合、ズーム用及びフォーカス用のレンズ駆動機構３１ａ，３１ｂは、コイルへの給電を行うガイド軸２３ａ，２３ｂが異なる以外は、略々同様の構成を有している。したがって、これらズーム用及びフォーカス用のレンズ駆動機構３１ａ，３１ｂの具体的な構成について、ズーム用のレンズ駆動機構３１ａを例に挙げると共に、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂをガイド軸６０として、まとめて説明するものとする。
【００９０】
このガイド軸６０は、例えばセラミック等の剛性を有する非導電性材料からなり、その外周面の互いに対向する位置には、例えば金めっきや銅めっき等の導電性材料を十分薄くパターニングすることで、軸線方向に沿った一対の導体パターン６１ａ，６１ｂが形成されている。
【００９１】
一方、レンズ保持部材２１には、図１１及び図１２に示すように、ガイド軸６０に沿って一対の板バネ６２ａ，６２ｂが取り付けられ、これら一対の板バネ６２ａ，６２ｂは、その基端部が第１の支持部２４に片持ち支持されると共に、その他端部が弾性変位可能な状態でガイド軸６０の一対の導体パターン６１ａ，６１ｂと当接されている。
【００９２】
一対の板バネ６２ａ，６２ｂは、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、導電性の弾性部材からなり、その基端部が半田付け等によってコイル３２を構成する導線の両端部と電気的に接続されている。また、一対の板バネ６２ａ，６２ｂは、基端部側に第１の位置決め孔６３ａ，６３ｂと、この基端部から先端部に向かって二股状に分岐された一対の弾性変位片６４，６４とを有している。
【００９３】
一方、第１の支持部２４には、一方の板バネ６２ａの基端部を外部に臨ませる第１の位置決め凹部６５と、第１の位置決め凹部６５の底面部から上方に向かって突出された第１の位置決め突部６６と、一方の板バネ６２ａの先端部がガイド孔２４ａに臨む第１の透孔６７と、第１の位置決め凹部６５と第１の透孔６７との間に一方の板バネ６２ａの基端部を差し込む第１の差込み孔６８とが設けられている。そして、一方の板バネ６２ａは、基端部が第１の差込み孔６８から第１の位置決め凹部６５へと差し込まれることによって、第１の位置決め孔６３ａに第１の位置決め突部６６が係合された状態となっている。これにより、基端部の第１の差込み孔６８からの抜けが防止されている。一方、第１の透孔６７から第１のガイド孔２４ａに臨む板バネ６２ａの弾性変位片６４，６４は、ガイド軸６０の外周面に設けられた一方の導体パターン６１ａと当接されることによって、この一方の導体パターン６１ａを押圧している。
【００９４】
また、第１の支持部２４には、一方の板バネ６２ａの取付位置と対向する位置に、他方の板バネ６２ｂの基端部を外部に臨ませる第２の位置決め凹部６９と、第２の位置決め凹部６９の底面部から上方に向かって突出された第２の位置決め突部７０と、他方の板バネ６２ｂの先端部がガイド孔２４ａに臨む第２の透孔７１と、第２の位置決め凹部６９と第２の透孔７１との間に他方の板バネ６２ｂの基端部を差し込む第２の差込み孔７２とが設けられている。そして、他方の板バネ６２ｂは、基端部が第２の差込み孔７２から第２の位置決め凹部６９へと差し込まれることによって、第２の位置決め孔６３ｂに第２の位置決め突部７０が係合された状態となっている。これにより、基端部の第２の差込み孔７２からの抜けが防止されている。一方、第２の透孔７１から第１のガイド孔２４ａに臨む板バネ６２ｂの弾性変位片６４，６４は、ガイド軸６０の外周面に設けられた他方の導体パターン６１ｂと当接されることによって、この他方の導体パターン６１ｂを押圧している。
【００９５】
また、これら一対の板バネ６２ａ，６２ｂは、基端部から先端部に向かって二股状に分岐された一対の弾性変位片６４，６４によって、それぞれガイド軸６０の外周面に形成された一対の導体パターン６１ａ，６１ｂと２点で接触することになる。これにより、例えば接触部分への異物の挟み込みや、取付時に生じた若干の塑性変形によって一対の導体パターン６１ａ，６１ｂとの接触が阻害される危険性を少なくしている。さらに、これら一対の弾性変位片６４，６４の先端部には、ガイド軸６０の外周面に向かって略円弧状に突出された接点部６４ａ，６４ａが設けられており、これら接点部６４ａ，６４ａによってガイド軸６０の外周面に形成された導体パターン６１ａ，６１ｂとの滑らかな摺接が可能となっている。
【００９６】
したがって、これら一対の板バネ６２ａ，６２ｂは、レンズ保持部材２１が一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿ってスライドした際に、一方のガイド軸６０の外周面を押圧しながら一対の導体パターン６１ａ，６１ｂと摺接されることになる。そして、一方の導体パターン６１ａから他方の導体パターン６１ｂへ（或いは、他方の導体パターン６１ｂから一方の導体パターン６１ｂへ）と駆動電流を流すことで、ガイド軸６０の外周面に形成された一対の導体パターン６１ａ，６１ｂからコイル３２への給電が可能となっている。
【００９７】
そして、このレンズ駆動機構３１ａでは、コイル３２に一対の導体パターン６１ａ，６１ｂを介して駆動電流が供給されると、このコイル３２に流れる電流と磁気回路に発生する磁界との間で働く力を推進力として、レンズ保持部材２１を一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿って変位駆動させることができる。
【００９８】
また、本発明は、上述した一対の板バネ３５ａ，３５ｂのように、レンズ保持部材２１に一対のガイド軸２３ａ，２３ｂの外周面からコイル３２への給電を行う接点部材を設けた構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば図１４に示すように、レンズ保持部材２１のガイド軸２３ａ，２３ｂとの摺接部分に、コイル３２と電気的に接続された導体部を設けた構成とすることも可能である。
【００９９】
具体的に、この導体部は、レンズ保持部材２１の第１の支持部２４に形成されたガイド孔２４ａと、第２の支持部２５に形成されたガイド溝２５ａとに圧入し嵌合された軸受部材８０ａ，８０ｂであり、例えば銅合金等の導電性材料からなる。また、これら軸受部材８０ａ，８０ｂは、半田付け等によってコイル３２を構成する導線の両端部と電気的に接続されている。
【０１００】
したがって、これら軸受部材８０ａ，８０ｂは、レンズ保持部材２１が一対のガイド軸２３ａ，２３ｂに沿ってスライドした際に、これら一対のガイド軸２３ａ，２３ｂの外周面と摺接されることによって、一方のガイド軸２３ａから他方のガイド軸２３ｂへ（或いは、他方のガイド軸２３ｂから一方のガイド軸２３ａへ）と駆動電流を流すことでき、これら一対のガイド軸２３ａ，２３ｂの外周面からコイル３２への給電を行うことができる。
【０１０１】
また、この場合には、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂとの導電性を維持しながら、レンズ保持部材２１と一対のガイド軸２３ａ，２３ｂとの摺動抵抗を低減させることが可能である。また、一対のガイド軸２３ａ，２３ｂの外周面に上述した導電性の潤滑剤を塗布してもよい。
【０１０２】
ここで、上述した図８に示す測定結果と同様に、ガイド軸からコイルへの給電を軸受部材を介して行った場合のレンズ保持部材２１の光軸方向への変位に伴う機械的な負荷量の変化について測定した。この測定結果を図１５に示す。
【０１０３】
なお、図１５中に示す曲線Ｓ１は、上記ガイド軸からコイルへの給電を板バネを介して行った場合のグラフであり、図１５中に示す曲線Ｓ２は、上記コイルへの給電をフレキシブルプリントケーブルを介して行った場合のグラフであり、図１５中に示す曲線Ｓ３は、ガイド軸からコイルへの給電を軸受部材を介して行った場合のグラフである。
【０１０４】
図１５に示す測定結果から、ガイド軸からコイルへの給電を軸受部材を介して行った場合には、レンズ保持部材の光軸方向の変位に伴う機械的な負荷量が一定となると共に、この負荷量がガイド軸からコイルへの給電を板バネを介して行った場合に比べて低下することがわかる。
【０１０５】
したがって、本発明のように、ガイド軸からコイルへの給電を軸受部材を介して行った場合には、レンズ保持部材の光軸方向の変位に伴う機械的な負荷量を一定に保ったまま、この負荷量をより低下させることができ、レンズ保持部材の駆動制御を更に容易なものとし、レンズ保持部材を一対のガイド軸に沿ってより安定的且つ精度良く変位駆動させることが可能となる。
【０１０６】
なお、本発明を適用したレンズ駆動装置は、上述した４群インナーフォーカス式のズームレンズとして構成された撮像装置１に適用される場合に限定されず、鏡筒本体に光軸を一致させた状態で配置された複数のレンズのうち、鏡筒本体に収納された一部のレンズを光軸方向に変位させることによって、被写体の像を結像するレンズ鏡筒、並びにそのようなレンズ鏡筒により結像された被写体の像を固体撮像素子により撮像する撮像装置に広く適用可能である。
【０１０７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るレンズ駆動装置では、コイルにガイド軸を介して駆動電流を供給することによって、レンズ保持部材をガイド軸に沿って安定的且つ精度良く変位駆動させることが可能であり、また、装置全体を小型化することが可能である。
【０１０８】
また、本発明に係るレンズ鏡筒では、そのようなレンズ駆動装置によってレンズを光軸方向に変位駆動させながら、被写体の像を安定的且つ精度良く結像させることが可能であり、また、鏡筒本体を小型化することによって、装置全体の更なる小型化が可能である。
【０１０９】
また、本発明に係る撮像装置では、そのようなレンズ鏡筒によって被写体の像を安定的且つ精度良く結像させることが可能なことから、この被写体の撮像手段によって高分解能で撮像することが可能であり、また、鏡筒本体を小型化することによって、装置全体の更なる小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した撮像装置の外観を示す斜視図である。
【図２】上記撮像装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】上記撮像装置の内部構造を示す断面図である。
【図４】本発明を適用したレンズ駆動装置の構成を示す斜視図であり、ヨーク及びマグネットを除いた状態を示す図である。
【図５】上記レンズ駆動装置の構成を示す平面図であり、ヨーク及びマグネットを加えた状態を示す図である。
【図６】本発明を適用したレンズ駆動装置の構成を示す斜視図であり、ヨーク及びマグネットを取り付けた状態を示す図である。
【図７】上記レンズ駆動装置の板バネの取付状態を示し、（ａ）は、その平面図であり、（ｂ）は、その断面図である。
【図８】コイルへの給電をガイド軸を介して行う場合と、コイルへの給電をフレキシブルプリントケーブルを介して行う場合とのレンズ保持部材の光軸方向への変位に対する機械的な負荷量の変化を示す特性図である。
【図９】上記本発明を適用したレンズ駆動装置とアイリスユニットとの位置関係を示す正面図である。
【図１０】上記レンズ駆動装置を構成するガイド軸の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示すガイド軸を用いたレンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図１２】図１０に示すガイド軸を用いたレンズ駆動装置の構成を示す平面図である。
【図１３】図１０に示すガイド軸を用いたレンズ駆動装置の板バネの取付状態を示し、（ａ）は、その平面図であり、（ｂ）は、その断面図である。
【図１４】上記レンズ駆動装置の変形例を示す斜視図である。
【図１５】ガイド軸からコイルへの給電を軸受部材を介して行った場合のレンズ保持部材の光軸方向への変位に対する機械的な負荷量の変化を示す特性図である。
【図１６】従来のレンズ駆動装置の構成を示す斜視図であり、ヨーク及びマグネットを除いた状態を示す図である。
【図１７】上記従来のレンズ駆動装置の構成を示す斜視図であり、ヨーク及びマグネットを加えた状態を示す図である。
【図１８】上記従来のレンズ駆動装置及びアイリスユニットの構成を示す斜視図である。
【図１９】上記従来のレンズ駆動装置とアイリスユニットとの位置関係を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 撮像装置、２ 鏡筒本体、３ 前部鏡筒、４ 中間鏡筒、５ 後部鏡筒、９ 固定レンズ群、１３ ズーム用の可動レンズ群、１４ 固定レンズ、１８ フォーカス用の可動レンズ群、２３ａ，２３ｂ 一対のガイド軸、３１ａ ズーム用のレンズ駆動機構、３１ｂ フォーカス用のレンズ駆動機構、３２ コイル、３３ ヨーク、３３ａ 内側ヨーク、３３ｂ 外側ヨーク、３４ マグネット、３５ａ，３５ｂ 一対の板バネ、４４ 絞り、４５ アイリスユニット、４７光学フィルタ、４８ 固体撮像素子、６０ ガイド軸、６１ａ，６１ｂ 一対の導体パターン、６２ａ，６２ｂ 一対の板バネ、８０ａ，８０ｂ 軸受部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens driving device that drives a lens to be displaced using a linear driving method, a lens barrel that forms an image of a subject while driving a lens to be displaced by such a lens driving device, and such a lens barrel. The present invention relates to an imaging device that captures an image of a subject formed by a lens barrel.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, of a plurality of lenses arranged with the optical axis aligned with the lens barrel main body, a part of the lenses housed in the lens barrel main body is displaced and driven in the optical axis direction by the lens driving device, and There is a lens barrel that forms an image of the lens. The image of the subject formed by such a lens barrel is received by a solid-state imaging device such as a CCD (charge-coupled device) or a CMOS (complementary mental-oxide semiconductor device), and the solid-state imaging device receives the image. 2. Description of the Related Art There are imaging devices such as a digital still camera and a digital video camera which photoelectrically convert light and output it as an electric signal to generate digital image data corresponding to an image of a subject.
[0003]
By the way, in the above-mentioned image pickup apparatus, miniaturization of the entire apparatus has been actively promoted in order to improve the convenience and ease of use in carrying. For example, as the above-described lens driving device, there is a lens driving device using a so-called linear driving method in which a force acting between a current flowing in a coil and a magnetic field generated in a magnetic circuit is used as a driving force (see, for example, Patent Document 1). ).
[0004]
For example, a lens driving device 100 using a linear driving method shown in FIGS. 16 and 17 includes a lens holding member 102 for holding a lens 101 and an optical axis A pair of guide shafts 103a and 103b slidably supporting in the direction, a coil 104 attached to the lens holding member 102, and a coil 104 arranged in a state penetrating a center portion of the coil 104 and connecting the coil 104 to the pair of guide shafts 103a. , 103b, and a magnet 106 attached to the yoke 105 and constituting a magnetic circuit together with the yoke 105.
[0005]
The lens holding member 102 has a first lens holding frame 107 for holding an outer peripheral portion of the lens 101 and a first guide hole 108a formed on the outer peripheral portion of the lens holding frame 107 and through which one guide shaft 103a is inserted. And a second support portion 109 having a guide groove 109a for sandwiching the other guide shaft 103b. The second support portion 109 is slidably supported along the pair of guide shafts 103a and 103b.
[0006]
The pair of guide shafts 103a and 103b are arranged in parallel with the optical axis, and both ends are fixedly supported by the lens barrel body while supporting the lens holding member 102 so as to be slidable in the optical axis direction.
[0007]
The coil 104 has an outer peripheral portion on the first support portion 108 side of the lens holding frame 107 such that a conductive wire is wound in a substantially rectangular cylindrical shape and the center axis thereof is parallel to the pair of guide shafts 103a and 103b. Attached to. Further, the coil 104 has both ends of the conductive wire electrically connected to the flexible printed cable 110, and power can be supplied from the outside via the flexible printed cable 110.
[0008]
The yoke 105 has a rectangular plate-like inner yoke 105a disposed in parallel with the pair of guide shafts 103a and 103b so as to penetrate the center of the coil 104, and is provided outside the inner yoke 105a in parallel with the inner yoke 105a. And an outer yoke 105b in the form of a rectangular plate arranged. Further, both ends of the outer yoke 105b are substantially perpendicularly bent toward the inner yoke 105a, so that they are in contact with the inner yoke 105a. Therefore, the yoke 105 is formed in a substantially ring shape as a whole. The inner yoke 105a enables the coil 104 to move in a direction parallel to the pair of guide shafts 103a and 103b when the lens holding member 102 slides along the pair of guide shafts 103a and 103b. A rectangular plate-shaped magnet 106 is attracted to the inner main surface of the outer yoke 105b.
[0009]
The magnet 106 is disposed so as to face the coil 104 with a predetermined gap therebetween while being attracted to the inner main surface of the outer yoke 105b. As a result, the magnet 106 and the yoke 105 constitute a closed-loop magnetic circuit.
[0010]
In the lens driving device 100 configured as described above, when a driving current is supplied to the coil 104 via the flexible print cable 110, a force acting between the current flowing through the coil 104 and the magnetic field generated in the magnetic circuit The lens holding member 102 can be driven to be displaced along the pair of guide shafts 103a and 103b using the driving force as a driving force.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2002-34523 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the lens driving device 100 using the above-described linear driving method, the size can be reduced as compared with the driving method in which the rotation driving by the driving motor is converted into the linear driving through a gear or a rack.
[0013]
However, in the conventional lens driving device 100, power is supplied to the above-described coil 104 via the flexible printed cable 110. For this reason, when the lens holding member 102 is driven to be displaced, the load fluctuates due to a difference in reaction force caused by the elastic deformation of the flexible print cable 110, and this hinders stable driving of the lens holding member 102. there were.
[0014]
In addition, an iris unit 111 for adjusting the aperture of the diaphragm 111a shown in FIG. 18, for example, may be arranged adjacent to the above-described lens driving device 100 inside the lens barrel main body. In this case, in order to stably drive the lens holding member 102, the contact between the elastically deformed flexible print cable 110 and the iris unit 111 must be absolutely avoided.
[0015]
For this reason, in the conventional lens driving device 100, as shown in FIG. 19, a sufficient clearance d 'must be provided between the coil 104 passing through the side of the iris unit 111 and the flexible printed cable 110. As a result, there has been a problem that the dimension D 'of the entire apparatus becomes large.
[0016]
Further, in the lens barrel provided with such a lens driving device 100, not only is it difficult to form an image of a subject stably and accurately due to the instability of the linear drive described above, but also it is flexible. Since the clearance for preventing the contact with the print cable 110 is provided, there is a problem that the entire apparatus becomes large. Further, in the above-described imaging apparatus, it is not only difficult to capture an image of a subject formed by such a lens barrel with high resolution, but also the size of the entire apparatus is similarly increased. was there.
[0017]
Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and provides a lens driving device that achieves stabilization and high accuracy of linear driving and enables further miniaturization. With the goal.
[0018]
Another object of the present invention is to provide a lens barrel that includes such a lens driving device, thereby further improving the imaging performance, and further miniaturizing the entire device. .
[0019]
Another object of the present invention is to provide an image pickup apparatus that includes such a lens barrel, further improves the image pickup performance, and enables further miniaturization of the entire apparatus.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a lens driving device according to the present invention includes a lens holding member that holds a lens, a guide shaft that slidably supports the lens holding member, and that can supply power from an outer peripheral surface, A coil attached to the holding member, a yoke arranged so as to penetrate the center of the coil and enabling the coil to move in a direction parallel to the guide axis, and a magnetic circuit together with the yoke attached to the yoke. A magnet is provided, and the lens holding member is displaced and driven along the guide shaft by supplying a drive current to the coil via the guide shaft.
[0021]
As described above, in the lens driving device according to the present invention, since the drive current is supplied to the coil via the guide shaft, a flexible printed cable or the like for power supply is not required, and the lens holding member is moved along the guide shaft. And stable and accurate displacement driving can be performed.
[0022]
Further, the lens barrel according to the present invention, a plurality of lenses that form an image of the subject, a lens barrel main body in which the plurality of lenses are arranged with the optical axis aligned, housed in the lens barrel main body, A lens holding member that holds at least one lens of the plurality of lenses, a guide shaft that supports the lens holding member so as to be slidable in the optical axis direction, and that can supply power from the outer peripheral surface, and is slidable on the guide shaft. Lens driving means for displacing and driving the supported lens holding member in the optical axis direction, wherein the lens driving means is provided with a coil attached to the lens holding member, A yoke that can be moved in a direction parallel to the guide shaft, and a magnet that is attached to the yoke and forms a magnetic circuit together with the yoke. By feeding, it is characterized by displacing drive along the lens holding member in the guide shaft.
[0023]
As described above, in the lens barrel according to the present invention, since the drive current is supplied to the coil via the guide shaft in the lens driving means, a flexible printed cable or the like for power supply is not required, and the lens holding member Can be driven stably and accurately along the guide shaft. Further, it is possible to stably and accurately form an image of a subject while driving the lens to be displaced in the optical axis direction.
[0024]
In addition, the imaging apparatus according to the present invention includes a plurality of lenses for forming an image of a subject, a lens barrel main body in which the plurality of lenses are arranged with their optical axes aligned, a plurality of lenses housed in the lens barrel main body, A lens holding member that holds at least one of the lenses, a guide shaft that can slide the lens holding member in the optical axis direction, and that can supply power from the outer peripheral surface, and a slide shaft that is slidably supported by the guide shaft. Lens driving means for driving the displaced lens holding member in the direction of the optical axis, and image pickup means attached to the lens barrel main body for picking up an image of a subject formed by a plurality of lenses. A coil attached to the lens holding member, a yoke disposed so as to penetrate the center of the coil, and capable of moving the coil in a direction parallel to the guide axis, and a yoke attached to the yoke. And a magnet constituting a magnetic circuit together with the click, by supplying a driving current through the guide shaft to the coil, is characterized by displacing drive along the lens holding member in the guide shaft.
[0025]
As described above, in the imaging apparatus according to the present invention, since the driving current is supplied to the coil via the guide shaft in the lens driving unit, a flexible printed cable or the like for power supply is not required, and the lens holding member is not required. The displacement driving can be stably and accurately performed along the guide shaft. Further, the image of the subject can be stably and accurately formed while the lens is being displaced and driven in the optical axis direction, and the image of the subject can be captured with high resolution by the imaging means.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a lens driving device, a lens barrel, and an imaging device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
[0027]
As shown in FIG. 1, an imaging apparatus 1 to which the present invention is applied includes a lens for zooming or a lens for focusing among a plurality of lenses arranged with the optical axis aligned with a lens barrel main body 2. It is provided with a lens driving device to which the present invention is applied for driving displacement in the axial direction. Further, the imaging apparatus 1 is a lens barrel to which the present invention is applied, in which an image of a subject is formed while performing zooming (magnification operation) of a zoom lens and focusing (focus adjustment operation) of a focus lens. It is provided with. In addition, the imaging apparatus 1 is a small package in which the entire apparatus is mounted by attaching a solid-state imaging device that captures an image of a subject formed by a lens barrel to the barrel body 2. The imaging device 1 is used as a device suitable for configuring, for example, a video camera, a digital still camera, or the like, by reducing the size of the entire device.
[0028]
Specifically, in this imaging apparatus 1, as shown in FIGS. 1 and 2, the lens barrel main body 2 is made of a black resin material having strength and mass productivity and having a light shielding property, for example, a polycarbonate resin containing glass fiber. And has a front barrel 3, an intermediate barrel 4, and a rear barrel 5 divided into three parts in the front-back direction of the optical axis.
[0029]
Among them, the front barrel 3 is positioned and fixed on the front side of the intermediate barrel 4, and on the back side thereof, a plurality of positioning projections positioned with respect to the intermediate barrel 4, And a plurality of through holes through which screws are screwed are formed. On the other hand, a positioning hole into which the plurality of positioning protrusions are fitted and a plurality of screw holes into which screws passing through the plurality of through holes are screwed are formed on the front side of the intermediate lens barrel 4. I have. Therefore, the front lens barrel 3 is positioned with respect to the intermediate lens barrel 4 by engaging the positioning projections with the positioning holes of the intermediate lens barrel 4, and is screwed into the screw holes of the intermediate lens barrel through the through holes. Are fixed to the front side of the intermediate lens barrel 4 by screwing. Note that a lens alignment mechanism for aligning the lens held by the front barrel 3 is provided between the front barrel 3 and the intermediate barrel 4.
[0030]
On the other hand, the rear lens barrel 5 is positioned and fixed on the rear side of the intermediate lens barrel 4, and has a plurality of positioning projections positioned relative to the intermediate lens barrel 4 on the front side thereof. And a plurality of through holes through which screws are screwed are formed. On the other hand, a positioning hole into which the plurality of positioning protrusions are fitted and a plurality of screw holes into which screws passing through the plurality of through holes are screwed are formed on the back side of the intermediate lens barrel 4. I have. Therefore, the rear lens barrel 5 is positioned with respect to the intermediate lens barrel 4 by engaging the positioning projections with the positioning holes of the intermediate lens barrel 4, and is screwed into the screw holes of the intermediate lens barrel 4 through the through holes. Are fixed to the rear side of the intermediate lens barrel 4 by screwing.
[0031]
As shown in FIG. 3, the plurality of lenses include, in order from the subject side, a fixed lens group 9 including a first lens 6, a second lens 7, and a third lens 8 fixed to the front barrel 3. A movable lens group for zooming 13 including a fourth lens 10, a fifth lens 11, and a sixth lens 12 that are driven to be displaced in the optical axis direction inside the intermediate barrel 4, and fixed to the intermediate barrel 4 And a seventh lens (fixed lens) 14, and an eighth lens 15, a ninth lens 16, and a tenth lens 17 that are displaced and driven in the optical axis direction inside the intermediate lens barrel 4. It has a movable lens group 18 and is configured as a so-called four-group inner focus type zoom lens.
[0032]
The fixed lens group 9 is held by a substantially cylindrical lens holding portion 19 provided on the front surface of the front lens barrel 3. The fixed lens 14 is held by a substantially annular lens holding frame 20 provided on the inner periphery of the intermediate lens barrel 4. On the other hand, the zoom movable lens group 13 and the focus movable lens group 18 are movably supported in the optical axis direction by a lens support mechanism.
[0033]
The lens support mechanism includes a zoom lens holding member 21 that holds the zoom movable lens group 13, a focus lens holding member 22 that holds the focus movable lens group 18, and a zoom lens and a focus lens. And a pair of guide shafts 23a and 23b that support the lens holding members 21 and 22 so as to be slidable in the optical axis direction.
[0034]
The zoom and focus lens holding members 21 and 22 are made of a black resin material or the like having strength and mass productivity and having a light shielding property, and the lens holding frames 21 a holding the outer peripheral portions of the movable lens groups 13 and 18, respectively. , 22a. Further, the zoom lens holding member 21 includes a cylindrical first support portion 24 having a guide hole 24a through which one of the guide shafts 23a and 23b is inserted, and the other guide shaft 23a and 23b. It has a flaky second support portion 25 formed with a guide groove 25a that sandwiches the shaft 23b. The first support portion 24 and the second support portion 25 are formed on the outer peripheral portion of the lens holding frame 21a. They are formed to project from positions facing each other.
[0035]
On the other hand, the focusing lens holding member 22 includes a cylindrical first support portion 26 having a guide hole 26a formed through one of the guide shafts 23a and 23b, and the other guide shaft 23b. It has a flaky second support portion 27 in which a guide groove 27a for sandwiching the shaft 23a is formed. The first support portion 26 and the second support portion 27 are formed on the outer peripheral portion of the lens holding frame 22a. They are formed to project from positions facing each other.
[0036]
Here, in the zoom lens holding member 21, one guide shaft 23 a is inserted into the guide hole 24 a of the first support portion 24, and the other guide shaft 23 b is inserted into the guide groove 25 a of the second support portion 25. As a result, the fixed lens group 9 and the fixed lens 14 are slidably supported along a pair of guide shafts 23a and 23b. On the other hand, in the focusing lens holding member 22, the other guide shaft 23 b is inserted through the guide hole 26 a of the first support portion 26, and the one guide shaft 23 a is inserted into the guide groove 27 a of the second support portion 27. Is held between the stop 44 and the solid-state image sensor 48, which will be described later, along a pair of guide shafts 23a and 23b so as to be slidable.
[0037]
As described above, the zoom lens holding member 21 and the focus lens holding member 22 are arranged in opposite directions with respect to the pair of guide shafts 23a and 23b. Thus, rattling of the zoom and focus lens holding members 21 and 22 with respect to the pair of guide shafts 23a and 23b is suppressed.
[0038]
The pair of guide shafts 23a and 23b are arranged inside the intermediate lens barrel 4 in parallel with the optical axis, and both ends are fixedly supported between the front lens barrel 3 and the rear lens barrel 5. . For this reason, the front lens barrel 3 is formed with a pair of receiving portions 28a and 28b that fix and support one ends of the pair of guide shafts 23a and 23b. Further, the rear barrel 5 is formed with a pair of receiving portions 29a and 29b for fixedly supporting the other ends of the pair of guide shafts 23a and 23b. The lens holding frame 20 of the intermediate lens barrel 4 is formed with a pair of through holes 30a, 30b through which a pair of guide shafts 23a, 23b penetrate.
[0039]
Further, the pair of guide shafts 23a and 23b are arranged at corner portions facing each other in the lens barrel main body 2. As a result, in the zoom and focus lens holding members 21 and 22, the straight lines connecting the first support portions 24 and 26 and the second support portions 25 and 27 are inclined by approximately 45 ° with respect to the direction of gravity. Since it is in the state, it is possible to suppress the occurrence of rattling due to external vibration or the like.
[0040]
The pair of guide shafts 23a and 23b are made of a rigid conductive material such as stainless steel or brass, for example, and are electrically connected to a drive circuit (not shown) for supplying a drive current to a coil described later. Have been. That is, power can be supplied to the pair of guide shafts 23a and 23b from the outer peripheral surface.
[0041]
The intermediate lens barrel 4 has a zoom lens drive for driving the zoom lens holding member 21 and the focus lens holding member 22 in the optical axis direction along a pair of guide shafts 23a and 23b, respectively. A mechanism 31a and a lens driving mechanism 31b for focusing are provided.
[0042]
The lens driving mechanisms 31a and 31b for zooming and focusing are independent of the lens holding members 21 and 22 supported by the pair of guide shafts 23a and 23b by a linear driving method using a so-called moving coil type linear actuator. In the direction of the optical axis. Either of the zoom or focus lens drive mechanisms 31a and 31b constitutes a lens drive device to which the present invention is applied.
[0043]
Here, an example in which the present invention is applied to the zoom lens driving mechanism 31a will be described.
[0044]
As shown in FIGS. 4, 5, and 6, the zoom lens driving mechanism 31a is disposed with the coil 32 attached to the lens holding 33, which can be moved in a direction parallel to the pair of guide shafts 23a, 23b, a magnet 34 which is attached to the yoke 33 and forms a magnetic circuit with the yoke 33, and which is attached to the lens holding member 21. It has a pair of leaf springs 35a and 35b arranged along the guide shafts 23a and 23b.
[0045]
The coil 32 has a conductive wire wound in a substantially rectangular cylindrical shape, and an outer peripheral portion of the lens holding frame 21a on the first support portion 24 side such that a center axis thereof is parallel to the pair of guide shafts 23a and 23b. Attached to. The coil 32 is electrically connected at its both ends to the base ends of a pair of leaf springs 35a and 35b attached to the lens holding member 21 by soldering or the like.
[0046]
The yoke 33 penetrates the center of the coil 32 and is arranged in parallel with the pair of guide shafts 23a and 23b. The inner yoke 33a is a rectangular flat plate, and is provided outside the inner yoke 33a in parallel with the inner yoke 33a. And an outer yoke 33b in the form of a rectangular plate arranged. Further, both ends of the outer yoke 33b are substantially perpendicularly bent toward the inner yoke 33a, so that they are in contact with the inner yoke 33a. Therefore, the yoke 33 is formed in a substantially ring shape as a whole. Also, the inner yoke 33a enables the coil 32 to move in a direction parallel to the pair of guide shafts 23a, 23b when the lens holding member 21 slides along the pair of guide shafts 23a, 23b. A rectangular plate-shaped magnet 34 is attracted to the inner main surface of the outer yoke 33b.
[0047]
The magnet 34 is disposed so as to face the coil 32 with a predetermined gap therebetween while being attracted to the inner main surface of the outer yoke 33b. Thus, the magnet 34 forms a closed-loop magnetic circuit together with the yoke 33.
[0048]
The pair of leaf springs 35a and 35b are contact members for supplying power to the coil 32 from the outer peripheral surfaces of the pair of guide shafts 23a and 23b, and are made of an elastic conductive material such as stainless steel, steel, or a copper alloy. Become.
[0049]
As shown in FIGS. 7A and 7B, one of the leaf springs 35a has a base end supported by the first support portion 24 of the lens holding member 21 in a cantilever manner, and the other end thereof. The portion is in contact with the outer peripheral surface of one of the guide shafts 23a in a state capable of elastic displacement.
[0050]
Specifically, one leaf spring 35a has a positioning hole 36 on the base end side, and a pair of elastic displacement pieces 37, 37 branched in a bifurcated manner from the base end toward the tip end. I have. On the other hand, the first support portion 24 includes a positioning recess 38 that exposes the base end of the leaf spring 35a to the outside, a positioning protrusion 39 that projects upward from the bottom surface of the positioning recess 38, and a leaf spring. A through hole 40 in which the tip of 35a faces the guide hole 24a, and an insertion hole 41 into which the base end of the leaf spring 35a is inserted between the positioning recess 38 and the through hole 40 are provided. One leaf spring 35a is in a state where the positioning protrusion 39 is engaged with the positioning hole 36 by inserting the base end into the positioning recess 38 from the insertion hole 41. This prevents the base end from coming out of the insertion hole 41. On the other hand, the elastic displacement pieces 37, 37 of the leaf spring 35a facing the guide hole 24a from the through hole 40 press the outer peripheral surface of the guide shaft 23a by being in contact with the outer peripheral surface of the guide shaft 23a.
[0051]
The one leaf spring 35a comes into contact with the outer peripheral surface of the guide shaft 23a at two points by a pair of elastic displacement pieces 37, 37 branched in a bifurcated manner from the base end to the tip end. This reduces the risk of contact with the guide shaft 23a being hindered by, for example, foreign matter being pinched in the contact portion or slight plastic deformation occurring during mounting. Furthermore, contact portions 37a, 37a protruding in a substantially arc shape toward the outer peripheral surface of the guide shaft 23a are provided at the distal ends of the pair of elastic displacement pieces 37, 37, and these contact portions 37a, 37a are provided. This enables smooth sliding contact with the guide shaft 23a.
[0052]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the other leaf spring 35b has substantially the same shape as the above-mentioned one leaf spring 35a, and its base end is the second leaf spring 35a of the lens holding member 21. The support portion 25 is cantilevered, and the other end is in elastic contact with the outer peripheral surface of the other guide shaft 23b.
[0053]
The other leaf spring 35b has a pair of elastic displacement pieces 42, 42 branched in a bifurcated manner from the base end to the tip end, and comes into contact with the outer peripheral surface of the guide shaft 23b at two points. This reduces the risk that the contact with the guide shaft 23b is hindered by the above-described pinching of a foreign substance into the contact portion and a slight plastic deformation generated at the time of attachment. Furthermore, contact portions 42a, 42a protruding in a substantially arc shape toward the outer peripheral surface of the guide shaft 23b are provided at the distal end portions of the pair of elastic displacement pieces 42, 42, and these contact portions 42a, 42a are provided. This enables smooth sliding contact with the guide shaft 23b.
[0054]
Therefore, when the lens holding member 21 slides along the pair of guide shafts 23a, 23b, the pair of leaf springs 35a, 35b slides on the outer peripheral surfaces of the pair of guide shafts 23a, 23b. Become. Then, a drive current is passed from one guide shaft 23a to the other guide shaft 23b (or from the other guide shaft 23b to the one guide shaft 23a), so that the drive current flows from the outer peripheral surface of the pair of guide shafts 23a and 23b. Power can be supplied to the coil 32.
[0055]
In the lens driving mechanism 31a, when a driving current is supplied to the coil 32 via the pair of guide shafts 23a and 23b, a force acting between the current flowing through the coil 32 and the magnetic field generated in the magnetic circuit is generated. As the propulsion force, the lens holding member 21 can be displaced and driven along the pair of guide shafts 23a and 23b.
[0056]
Note that a position detecting magnet 43 is attached to the lens holding member 21. On the other hand, the intermediate lens barrel 4 is provided with an MR sensor (not shown) for detecting the position of the lens holding member 21 from the magnetic field generated by the position detecting magnet 43 by utilizing the magnetoresistance effect. Further, a reset sensor for initializing the lens driving mechanism at the time of turning on the power or the like can be disposed in the intermediate lens barrel 4.
[0057]
On the other hand, the focus lens drive mechanism 31b has substantially the same configuration as the zoom lens drive mechanism 31a, except that power is supplied to the coil 32 attached to the lens holding member 22 via a flexible print cable. have.
[0058]
That is, the focus lens driving mechanism 31b is disposed so as to penetrate the coil 32 attached to the lens holding member 21 and the center of the coil 32, and connects the coil 32 to the pair of guide shafts 23a and 23b. The yoke 33 includes a yoke 33 that can move in the direction, and a magnet 34 that is attached to the yoke 33 and forms a magnetic circuit together with the yoke 33. The coil 32 is electrically connected to a flexible printed cable (not shown) at both ends of the conductive wire, and external power can be supplied via the flexible printed cable.
[0059]
Therefore, in the lens driving mechanism 31b, when a driving current is supplied to the coil 32 via a flexible printed cable, a force acting between the current flowing through the coil 32 and a magnetic field generated in the magnetic circuit is used as a driving force. The lens holding member 22 can be displaced and driven along the pair of guide shafts 23a and 23b.
[0060]
As shown in FIGS. 2 and 3, the intermediate lens barrel 4 is provided with an aperture 44 located between the fixed lens 14 and the movable lens group 18 for focusing. The stop 44 is formed integrally with an iris unit 45 positioned and fixed to the intermediate lens barrel 4. The iris unit 45 slides two shutter members (not shown) by driving of a drive motor 46. The aperture 44a of the diaphragm 44 is adjusted while adjusting.
[0061]
In the rear barrel 5, an optical filter 47 and a solid-state imaging device 48 serving as an imaging unit are arranged on the image plane side of a subject formed by a plurality of lenses. For this reason, the first fitting concave portion 49 into which the optical filter 47 is fitted, and the solid-state imaging device 48 via the rectangular frame-shaped sealing rubber 50 are fitted into the substantially central portion on the rear side of the rear barrel 5. The second fitting concave portion 51 to be formed is continuously formed in a step shape. A rectangular opening 52 corresponding to the opening 50 a of the seal rubber 50 is formed on the bottom surface of the first fitting recess 49.
[0062]
The seal rubber 50 is fitted to the solid-state imaging device 48 and has an opening 50a formed with a predetermined size in order to prevent unnecessary light from entering the solid-state imaging device 48.
[0063]
The optical filter 47 includes an infrared cut filter 47a for preventing near-infrared light from reaching the solid-state imaging device 48, and a low-pass cut filter 47b for extracting a specific spatial frequency component from light directed to the solid-state imaging device 48. Are bonded together.
[0064]
The solid-state imaging device 48 photoelectrically converts incident light and outputs it as an electric signal. A semiconductor chip 48a such as a charge-coupled device (CCD) or a complementary mental-oxide semiconductor device (CMOS) is mounted on the wiring substrate 53. Has a structure mounted on the A plurality of connection terminals 54 for projecting an electric signal output from the semiconductor chip 48a to an external signal processing circuit or the like are provided on the rear surface side of the wiring board 53 so as to protrude. The solid-state imaging device 48 is attached to a sheet metal 55 and positioned and fixed on the rear side of the rear barrel 5. For this reason, a pair of positioning holes for positioning the solid-state imaging device 48 in the rear barrel 5 and a pair of through holes through which screws screwed to the rear barrel 5 are formed are formed in the sheet metal 55. I have. On the other hand, on the rear side of the rear barrel 5, a pair of positioning projections engaged with the pair of positioning holes and a pair of screw holes into which screws passing through the pair of through holes are screwed are formed. I have.
[0065]
Then, when attaching the optical filter 47 and the solid-state imaging device 48 to the rear barrel 5, first, the optical filter 47 is fitted into the first fitting concave portion 49. Next, the solid-state imaging device 48 is fitted into the second fitting recess 51 via the seal rubber 50 fitted to the semiconductor chip 48a. At this time, the seal rubber 50 is pressed against the optical filter 47 fitted in the first fitting concave portion 49 to press the optical filter 47 with a predetermined elastic force. This prevents rattling of the optical filter 47 fitted in the first fitting concave portion 49 and also prevents rattling of the solid-state imaging device 48 fitted in the second fitting concave portion 51. be able to. Next, the sheet metal 55 to which the solid-state imaging device 48 is attached is fixed to the rear side of the rear barrel 5. That is, the sheet metal 55 to which the solid-state imaging device 48 is attached has a pair of positioning protrusions engaged with a pair of positioning holes, and a screw is screwed into a pair of screw holes through a pair of through holes. , Is positioned and fixed on the rear side of the rear barrel 5. Thus, the optical filter 47 and the solid-state imaging device 48 can be positioned and fixed with high precision with respect to the rear barrel 5.
[0066]
In the imaging apparatus 1 configured as described above, an image is formed by a plurality of lenses while performing zooming (magnification operation) in which the zoom movable lens group 13 is displaced in the optical axis direction by the zoom lens driving mechanism 31a. Focusing (focus adjustment operation) in which the focus movable lens group 18 is displaced in the optical axis direction by the focus lens driving mechanism 31b so that the image plane of the subject to be detected matches the light receiving surface of the solid-state imaging device 48. I do. Thus, the focal length can be continuously changed while keeping the image plane of the subject formed by the plurality of lenses and the light receiving surface of the solid-state imaging device 48 in agreement.
[0067]
For example, in the wide position, the image of the subject formed on the light receiving surface of the solid-state imaging device 48 is set to the widest angle (widest position) by positioning the movable lens group 13 for zooming on the most front side (wide end). be able to. On the other hand, in the tele position, the image of the subject formed on the light receiving surface of the solid-state imaging device 48 is set at the most telephoto position by positioning the zoom movable lens group 13 at the rearmost position (tele end). be able to.
[0068]
In the imaging apparatus 1, the image of the subject formed by the plurality of lenses is received by the solid-state imaging device 48, and the electric signal output from the solid-state imaging device 48 is processed, so that the image of the subject can be processed. Digital image data can be generated.
[0069]
By the way, in the above-described zoom lens driving mechanism 31a, by supplying a driving current to the coil 32 via the pair of guide shafts 23a and 23b, the lens holding member 21 is displaced along the pair of guide shafts 23a and 23b. It is possible to drive. That is, in the lens driving device to which the present invention is applied, the conventional flexible printed cable 110 for power supply and the like are not required, and the lens holding member 21 can be stably and accurately displaced along the pair of guide shafts 23a and 23b. It is possible to drive.
[0070]
Here, the case where power is supplied to the coil via the guide shaft as in the present invention, and the case where power is supplied to the coil via a flexible printed cable as in the related art, in the optical axis direction of the lens holding member The change of the mechanical load with the displacement was measured. FIG. 8 shows the measurement results.
[0071]
Note that a curve S1 shown in FIG. 8 is a graph when power is supplied to the coil via a guide shaft, and a curve S2 shown in FIG. 8 is a power supplied to the coil via a flexible printed cable. FIG.
[0072]
From the measurement results shown in FIG. 8, when power is supplied to the coil via the guide shaft, while the mechanical load accompanying the displacement of the lens holding member in the optical axis direction is constant, It is understood that when power is supplied via a flexible print cable, the mechanical load changes with the displacement of the lens holding member in the optical axis direction. This is because, while the sliding resistance acting between the lens holding member and the guide shaft is kept constant, the reaction force accompanying the elastic deformation of the flexible printed cable changes according to the bending state of the flexible printed cable. It is considered that this reaction force was applied to the lens holding member as external resistance.
[0073]
Therefore, when power is supplied to the coil via the guide shaft as in the present invention, it is possible to keep the mechanical load associated with the displacement of the lens holding member in the optical axis direction constant, Since the drive control of the lens holding member is facilitated, the lens holding member can be stably and accurately displaced and driven along the pair of guide shafts.
[0074]
In the image pickup apparatus 1 described above, the zoom lens drive mechanism 31a is configured to supply power to the coil 32 via the pair of guide shafts 23a and 23b. However, the lens drive mechanism 31b for the focusing lens is used. With respect to the above, it is also possible to adopt a configuration in which power is supplied to the coil 32 via the pair of guide shafts 23a and 23b.
[0075]
In order to supply power to the coils via the guide shafts for both the zoom and focus lens drive mechanisms 31a and 31b, for example, a configuration using three conductive guide shafts is used. And it is sufficient.
[0076]
Specifically, two of the three guide shafts are used as power supply guide shafts, and the remaining one is used as a grounding guide shaft. The zoom and focus lens holding members 21 and 22 may be slidably supported by different power supply guide shafts and a common grounding guide shaft.
[0077]
Thus, for both the zoom and focus lens driving mechanisms 31a and 31b, power can be supplied to the coil via the guide shaft, and the zoom and focus lens holding members 21 and 22 are independently provided. It can be driven to be displaced in the optical axis direction.
[0078]
In addition, for both the zoom and focus lens driving mechanisms 31a and 31b, power can be supplied to the coil via the guide shaft, and a configuration using four conductive guide shafts is also possible. It is.
[0079]
That is, the zoom and focus lens holding members 21 and 22 are slidably supported by a pair of independent guide shafts.
[0080]
Thus, for both the zoom and focus lens driving mechanisms 31a and 31b, power can be supplied to the coil via the guide shaft, and the zoom and focus lens holding members 21 and 22 are independently provided. It can be driven to be displaced in the optical axis direction.
[0081]
Therefore, in the imaging device 1 described above, if the present invention is applied to the zoom lens drive mechanism 31a and the focus lens drive mechanism 31b, the zoom movable lens group 13 housed in the lens barrel body 2 and the focus The movable lens group 18 can be stably and accurately displaced and driven in the optical axis direction. Since the zooming (magnification changing operation) and the focusing (focus adjustment operation) can be appropriately performed, the image of the subject is stably and accurately formed on the light receiving surface of the solid-state imaging device 48. Is possible. Further, by stably and accurately forming an image of a subject, the image of the subject can be captured with high resolution by a solid-state imaging device.
[0082]
In the present invention, a conductive lubricant may be applied to the outer peripheral surfaces of the pair of conductive guide shafts 23a and 23b described above. For example, by applying conductive oil or conductive grease containing fine carbon powder or the like to the pair of guide shafts 23a and 23b, the lens can be maintained while maintaining the conductivity of the leaf springs 35a and 35b with the guide shafts 23a and 23b. The sliding resistance between the holding member 21 and the guide shafts 23a and 23b can be reduced.
[0083]
Further, in the above-described imaging apparatus 1, as shown in FIG. 9, the coil 32 of the zoom lens drive mechanism 31a passes through the side of the iris unit 45 disposed inside the intermediate lens barrel 4. The need for the conventional flexible print cable 110 is eliminated, so that the lens holding member 21 can be stably driven for displacement.
[0084]
Further, since there is no need to consider the contact between the flexible printed cable 110 and the iris unit due to the elastic deformation of the flexible printed cable 110 as in the related art, the clearance between the coil 32 passing through the side of the iris unit 45 described above is eliminated. It is sufficient to consider only d, and it is possible to make the interval narrower than the conventional clearance d '.
[0085]
Therefore, in the above-described imaging apparatus 1, the lens barrel main body 2 can be designed to be small, and the dimension D of the entire apparatus can be made smaller than the conventional dimension D '.
[0086]
Further, the present invention is not necessarily limited to the configuration using the above-described pair of conductive guide shafts 23a and 23b. For example, as shown in FIG. It is also possible to adopt a configuration in which conductor patterns 61a and 61b are formed on the outer peripheral surface along the axial direction.
[0087]
For example, as shown in FIG. 11, a pair of non-conductive guide shafts 23 a and 23 b extends over a region between the fixed lens group 9 and the fixed lens 14 on the outer peripheral surface of one guide shaft 23 a. The conductor patterns 61a and 61b are formed, and a pair of conductor patterns (not shown) is formed over the region between the stop 44 and the solid-state imaging device 48 on the outer peripheral surface of the other guide shaft 23.
[0088]
Thus, for both the zoom and focus lens driving mechanisms 31a and 31b, power can be supplied to the coils via separate guide shafts, and the zoom and focus can be performed without increasing the number of guide shafts. Lens holding members 21 and 22 can be independently driven to be displaced in the optical axis direction.
[0089]
In this case, the zoom and focus lens driving mechanisms 31a and 31b have substantially the same configuration except that the guide shafts 23a and 23b for supplying power to the coils are different. Therefore, regarding the specific configuration of the zoom and focus lens drive mechanisms 31a and 31b, the zoom lens drive mechanism 31a is taken as an example, and the pair of guide shafts 23a and 23b are used as the guide shaft 60 collectively. It shall be explained.
[0090]
The guide shaft 60 is made of a non-conductive material having rigidity such as ceramic, for example, and at a position facing the outer peripheral surface thereof, a sufficiently thin conductive material such as gold plating or copper plating is patterned. A pair of conductor patterns 61a and 61b are formed along the axial direction.
[0091]
On the other hand, as shown in FIGS. 11 and 12, a pair of leaf springs 62a and 62b are attached to the lens holding member 21 along the guide shaft 60, and the pair of leaf springs 62a and 62b Are cantilevered by the first support portion 24, and the other end thereof is in contact with the pair of conductor patterns 61a and 61b of the guide shaft 60 in a state of being elastically displaceable.
[0092]
As shown in FIGS. 13A and 13B, the pair of leaf springs 62a and 62b are made of a conductive elastic member, and the base ends thereof are connected to both ends of a conductive wire forming the coil 32 by soldering or the like. It is electrically connected. Further, the pair of leaf springs 62a, 62b has first positioning holes 63a, 63b on the base end side, and a pair of elastic displacement pieces 64, 64 bifurcated from the base end toward the front end. And
[0093]
On the other hand, the first support portion 24 has a first positioning recess 65 for exposing the base end of one leaf spring 62a to the outside, and protrudes upward from the bottom surface of the first positioning recess 65. One of the first positioning projections 66, the first through hole 67 in which the tip of one leaf spring 62 a faces the guide hole 24 a, and one between the first positioning recess 65 and the first through hole 67. A first insertion hole 68 into which the base end of the leaf spring 62a is inserted is provided. When the base end of the one leaf spring 62a is inserted into the first positioning recess 65 from the first insertion hole 68, the first positioning projection 66 engages with the first positioning hole 63a. It has been done. This prevents the base end from being pulled out of the first insertion hole 68. On the other hand, the elastic displacement pieces 64, 64 of the leaf spring 62 a facing the first guide hole 24 a from the first through hole 67 abut on one of the conductor patterns 61 a provided on the outer peripheral surface of the guide shaft 60. Presses the one conductor pattern 61a.
[0094]
Further, the first support portion 24 has a second positioning concave portion 69 that faces the base end of the other leaf spring 62b to the outside at a position facing the mounting position of the one leaf spring 62a, and a second positioning recess 69. A second positioning protrusion 70 protruding upward from the bottom surface of the positioning recess 69, a second through hole 71 in which the tip of the other leaf spring 62b faces the guide hole 24a, and a second positioning recess. A second insertion hole 72 into which the base end of the other leaf spring 62b is inserted is provided between 69 and the second through hole 71. The other leaf spring 62b has its base end inserted into the second positioning recess 69 from the second insertion hole 72, so that the second positioning projection 70 engages with the second positioning hole 63b. It has been done. This prevents the base end from being pulled out of the second insertion hole 72. On the other hand, the elastic displacement pieces 64, 64 of the leaf spring 62 b facing the first guide hole 24 a from the second through hole 71 are in contact with the other conductor pattern 61 b provided on the outer peripheral surface of the guide shaft 60. Press the other conductor pattern 61b.
[0095]
The pair of leaf springs 62a, 62b are formed on the outer peripheral surface of the guide shaft 60 by a pair of elastic displacement pieces 64, 64 branched in a bifurcated manner from the base end to the distal end. The conductor patterns 61a and 61b come into contact with each other at two points. This reduces the risk that contact between the pair of conductor patterns 61a and 61b will be hindered by, for example, foreign matter being pinched in the contact portion or slight plastic deformation generated during attachment. Further, contact portions 64a, 64a protruding in a substantially arc shape toward the outer peripheral surface of the guide shaft 60 are provided at the distal ends of the pair of elastic displacement pieces 64, 64, and the contact portions 64a, 64a are provided. This allows smooth sliding contact with the conductor patterns 61a and 61b formed on the outer peripheral surface of the guide shaft 60.
[0096]
Therefore, when the lens holding member 21 slides along the pair of guide shafts 23a, 23b, the pair of plate springs 62a, 62b presses the outer peripheral surface of one guide shaft 60 while the pair of conductor patterns 61a, 62b. 61b. Then, a drive current is passed from one conductor pattern 61a to the other conductor pattern 61b (or from the other conductor pattern 61b to one conductor pattern 61b), so that a pair of conductors formed on the outer peripheral surface of the guide shaft 60 is formed. Power can be supplied to the coil 32 from the conductor patterns 61a and 61b.
[0097]
In the lens driving mechanism 31a, when a driving current is supplied to the coil 32 via the pair of conductor patterns 61a and 61b, a force acting between the current flowing through the coil 32 and the magnetic field generated in the magnetic circuit is generated. As the propulsion force, the lens holding member 21 can be displaced and driven along the pair of guide shafts 23a and 23b.
[0098]
Further, the present invention is not necessarily applied to a configuration in which a contact member for supplying power to the coil 32 from the outer peripheral surfaces of the pair of guide shafts 23a and 23b is provided on the lens holding member 21 like the pair of leaf springs 35a and 35b described above. The present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 14, a structure in which a conductor portion electrically connected to the coil 32 is provided at a portion of the lens holding member 21 that is in sliding contact with the guide shafts 23a and 23b. Is also possible.
[0099]
Specifically, the conductor is press-fitted and fitted into a guide hole 24a formed in the first support 24 of the lens holding member 21 and a guide groove 25a formed in the second support 25. The bearing members 80a and 80b are made of a conductive material such as a copper alloy. The bearing members 80a and 80b are electrically connected to both ends of the conductor forming the coil 32 by soldering or the like.
[0100]
Therefore, when the lens holding member 21 slides along the pair of guide shafts 23a and 23b, the bearing members 80a and 80b are brought into sliding contact with the outer peripheral surfaces of the pair of guide shafts 23a and 23b. A drive current can flow from the guide shaft 23a to the other guide shaft 23b (or from the other guide shaft 23b to one guide shaft 23a), and from the outer peripheral surface of the pair of guide shafts 23a and 23b to the coil 32. Can be supplied.
[0101]
In this case, it is possible to reduce the sliding resistance between the lens holding member 21 and the pair of guide shafts 23a and 23b while maintaining the conductivity between the pair of guide shafts 23a and 23b. The conductive lubricant described above may be applied to the outer peripheral surfaces of the pair of guide shafts 23a and 23b.
[0102]
Here, similarly to the measurement result shown in FIG. 8 described above, the mechanical load associated with the displacement of the lens holding member 21 in the optical axis direction when power is supplied from the guide shaft to the coil via the bearing member. Was measured. FIG. 15 shows the measurement results.
[0103]
Note that a curve S1 shown in FIG. 15 is a graph when power is supplied from the guide shaft to the coil via a leaf spring, and a curve S2 shown in FIG. FIG. 15 is a graph when the power is supplied via the cable, and a curve S3 shown in FIG. 15 is a graph when the power is supplied from the guide shaft to the coil via the bearing member.
[0104]
From the measurement results shown in FIG. 15, when power is supplied from the guide shaft to the coil via the bearing member, the mechanical load accompanying the displacement of the lens holding member in the optical axis direction becomes constant, and It can be seen that the load is reduced as compared with the case where power is supplied from the guide shaft to the coil via the leaf spring.
[0105]
Therefore, when power is supplied from the guide shaft to the coil via the bearing member as in the present invention, the mechanical load accompanying the displacement of the lens holding member in the optical axis direction is kept constant. This load can be further reduced, the drive control of the lens holding member can be further facilitated, and the lens holding member can be driven to be displaced more stably and accurately along the pair of guide shafts.
[0106]
Note that the lens driving device to which the present invention is applied is not limited to the case where the lens driving device is applied to the imaging device 1 configured as the above-described four-group inner-focus type zoom lens. By displacing a part of the lenses housed in the lens barrel main body in the optical axis direction among the plurality of lenses arranged in the lens barrel, a lens barrel that forms an image of a subject, and such a lens barrel. The present invention can be widely applied to an imaging apparatus that captures an image of a formed subject using a solid-state imaging device.
[0107]
【The invention's effect】
As described in detail above, in the lens driving device according to the present invention, the driving current is supplied to the coil via the guide shaft, whereby the lens holding member is stably and accurately displaced and driven along the guide shaft. In addition, it is possible to reduce the size of the entire device.
[0108]
Further, in the lens barrel according to the present invention, it is possible to stably and accurately form an image of a subject while displacing and driving the lens in the optical axis direction by such a lens driving device. By reducing the size of the cylinder body, it is possible to further reduce the size of the entire apparatus.
[0109]
Further, in the imaging apparatus according to the present invention, since an image of a subject can be stably and accurately formed by such a lens barrel, high-resolution imaging can be performed by the imaging unit of the subject. In addition, by reducing the size of the lens barrel main body, the overall size of the apparatus can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of an imaging apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of the imaging device.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of the imaging device.
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a lens driving device to which the present invention is applied, and is a view showing a state where a yoke and a magnet are removed.
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of the lens driving device, showing a state where a yoke and a magnet are added.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a lens driving device to which the present invention is applied, showing a state where a yoke and a magnet are attached.
FIGS. 7A and 7B show a mounting state of a leaf spring of the lens driving device, wherein FIG. 7A is a plan view thereof and FIG. 7B is a sectional view thereof.
FIG. 8 shows a mechanical load amount with respect to a displacement of a lens holding member in a direction of an optical axis between a case where power is supplied to a coil via a guide shaft and a case where power is supplied to a coil via a flexible printed cable. It is a characteristic view showing a change.
FIG. 9 is a front view showing a positional relationship between the lens driving device to which the present invention is applied and an iris unit.
FIG. 10 is a perspective view showing a modified example of a guide shaft constituting the lens driving device.
FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a lens driving device using the guide shaft shown in FIG.
12 is a plan view showing a configuration of a lens driving device using the guide shaft shown in FIG.
13A and 13B show a mounting state of a leaf spring of the lens driving device using the guide shaft shown in FIG. 10, wherein FIG. 13A is a plan view and FIG. 13B is a sectional view thereof.
FIG. 14 is a perspective view showing a modification of the lens driving device.
FIG. 15 is a characteristic diagram showing a change in mechanical load with respect to a displacement of a lens holding member in an optical axis direction when power is supplied from a guide shaft to a coil via a bearing member.
FIG. 16 is a perspective view showing a configuration of a conventional lens driving device, showing a state where a yoke and a magnet are removed.
FIG. 17 is a perspective view showing a configuration of the conventional lens driving device, showing a state where a yoke and a magnet are added.
FIG. 18 is a perspective view showing a configuration of the conventional lens driving device and the iris unit.
FIG. 19 is a front view showing a positional relationship between the conventional lens driving device and an iris unit.
[Explanation of symbols]
1 imaging device, 2 lens barrel main body, 3 front lens barrel, 4 intermediate lens barrel, 5 rear lens barrel, 9 fixed lens group, 13 movable lens group for zoom, 14 fixed lens, 18 movable lens group for focus, 23a, 23b A pair of guide shafts, 31a A lens driving mechanism for zooming, 31b A lens driving mechanism for focusing, 32 coils, 33 yokes, 33a inner yokes, 33b outer yokes, 34 magnets, 35a, 35b A pair of leaf springs, 44 Aperture, 45 iris unit, 47 optical filter, 48 solid-state image sensor, 60 guide shaft, 61a, 61b pair of conductor patterns, 62a, 62b pair of leaf springs, 80a, 80b Bearing member

Claims (18)

レンズを保持するレンズ保持部材と、
上記レンズ保持部材をスライド可能に支持すると共に、外周面からの給電が可能なガイド軸と、
上記レンズ保持部材に取り付けられたコイルと、
上記コイルの中心部を貫通した状態で配置されると共に、上記コイルを上記ガイド軸と平行な方向に移動可能とするヨークと、
上記ヨークに取り付けられて上記ヨークと共に磁気回路を構成するマグネットとを備え、
上記コイルに上記ガイド軸を介して駆動電流を供給することによって、上記レンズ保持部材を上記ガイド軸に沿って変位駆動させることを特徴とするレンズ駆動装置。A lens holding member for holding a lens,
A guide shaft that slidably supports the lens holding member and that can supply power from the outer peripheral surface,
A coil attached to the lens holding member,
A yoke that is arranged in a state penetrating the center of the coil, and that enables the coil to move in a direction parallel to the guide axis,
A magnet that is attached to the yoke and forms a magnetic circuit with the yoke,
A lens driving device characterized in that a drive current is supplied to the coil via the guide shaft to drive the lens holding member to be displaced along the guide shaft. 上記ガイド軸は、導電性材料からなることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。The lens driving device according to claim 1, wherein the guide shaft is made of a conductive material. 上記ガイド軸は、非導電性材料からなり、その外周面には、軸線方向に沿った導体パターンが形成されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。2. The lens driving device according to claim 1, wherein the guide shaft is made of a non-conductive material, and a conductor pattern along an axial direction is formed on an outer peripheral surface of the guide shaft. 上記ガイド軸の外周面には、導電性の潤滑剤が塗布されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。The lens driving device according to claim 1, wherein a conductive lubricant is applied to an outer peripheral surface of the guide shaft. 上記コイルと電気的に接続された導電性の弾性部材を備え、
上記弾性部材は、その一端側が上記レンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側が上記ガイド軸の外周面に当接されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。Comprising a conductive elastic member electrically connected to the coil,
The lens driving device according to claim 1, wherein one end of the elastic member is attached to the lens holding member, and the other end of the elastic member is in contact with an outer peripheral surface of the guide shaft. 上記レンズ保持部材は、上記ガイド軸の外周面との摺接部分に上記コイルと電気的に接続された導体部を有することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。The lens driving device according to claim 1, wherein the lens holding member has a conductor portion electrically connected to the coil at a portion in sliding contact with an outer peripheral surface of the guide shaft. 被写体の像を結像させる複数のレンズと、
上記複数のレンズが光軸を一致させた状態で配置される鏡筒本体と、
上記鏡筒本体に収納され、上記複数のレンズのうち少なくとも一のレンズを保持するレンズ保持部材と、
上記レンズ保持部材を光軸方向にスライド可能に支持すると共に、外周面からの給電が可能なガイド軸と、
上記ガイド軸にスライド可能に支持された上記レンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するレンズ駆動手段とを備え、
上記レンズ駆動手段は、上記レンズ保持部材に取り付けられたコイルと、上記コイルの中心部を貫通した状態で配置される共に上記コイルを上記ガイド軸と平行な方向に移動可能とするヨークと、上記ヨークに取り付けられて上記ヨークと共に磁気回路を構成するマグネットとを有し、
上記コイルに上記ガイド軸を介して駆動電流を供給することによって、上記レンズ保持部材を上記ガイド軸に沿って変位駆動させることを特徴とするレンズ鏡筒。A plurality of lenses for forming an image of the subject,
A lens barrel main body in which the plurality of lenses are arranged with their optical axes aligned,
A lens holding member that is housed in the barrel body and holds at least one lens of the plurality of lenses;
A guide shaft that supports the lens holding member so as to be slidable in the optical axis direction and that can supply power from the outer peripheral surface,
Lens driving means for driving the lens holding member slidably supported by the guide shaft in the optical axis direction,
The lens driving means includes a coil attached to the lens holding member, a yoke disposed so as to penetrate a center portion of the coil, and capable of moving the coil in a direction parallel to the guide axis. A magnet that is attached to the yoke and forms a magnetic circuit with the yoke,
A lens barrel, characterized in that a drive current is supplied to the coil via the guide shaft, so that the lens holding member is displaced and driven along the guide shaft. 上記ガイド軸は、導電性材料からなることを特徴とする請求項７記載のレンズ鏡筒。The lens barrel according to claim 7, wherein the guide shaft is made of a conductive material. 上記ガイド軸は、非導電性材料からなり、その外周面には、軸線方向に沿った導体パターンが形成されていることを特徴とする請求項７記載のレンズ鏡筒。The lens barrel according to claim 7, wherein the guide shaft is made of a non-conductive material, and a conductor pattern is formed on an outer peripheral surface thereof along an axial direction. 上記ガイド軸の外周面には、導電性の潤滑剤が塗布されていることを特徴とする請求項７記載のレンズ鏡筒。The lens barrel according to claim 7, wherein a conductive lubricant is applied to an outer peripheral surface of the guide shaft. 上記レンズ駆動手段は、上記コイルと電気的に接続された導電性の弾性部材を有し、
上記弾性部材は、その一端側が上記レンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側が上記ガイド軸の外周面に当接されていることを特徴とする請求項７記載のレンズ鏡筒。The lens driving means has a conductive elastic member electrically connected to the coil,
The lens barrel according to claim 7, wherein one end of the elastic member is attached to the lens holding member, and the other end of the elastic member is in contact with an outer peripheral surface of the guide shaft. 上記レンズ保持部材は、上記ガイド軸の外周面との摺接部分に上記コイルと電気的に接続された導体部を有することを特徴とする請求項７記載のレンズ鏡筒。The lens barrel according to claim 7, wherein the lens holding member has a conductor portion electrically connected to the coil at a portion in sliding contact with an outer peripheral surface of the guide shaft. 被写体の像を結像させる複数のレンズと、
上記複数のレンズが光軸を一致させた状態で配置される鏡筒本体と、
上記鏡筒本体に収納され、上記複数のレンズのうち少なくとも一のレンズを保持するレンズ保持部材と、
上記レンズ保持部材を光軸方向にスライド可能に支持すると共に、外周面からの給電が可能なガイド軸と、
上記ガイド軸にスライド可能に支持された上記レンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するレンズ駆動手段と、
上記鏡筒本体に取り付けられ、上記複数のレンズにより結像された被写体の像を撮像する撮像手段とを備え、
上記レンズ駆動手段は、上記レンズ保持部材に取り付けられたコイルと、上記コイルの中心部を貫通した状態で配置されると共に上記コイルを上記ガイド軸と平行な方向に移動可能とするヨークと、上記ヨークに取り付けられて上記ヨークと共に磁気回路を構成するマグネットとを有し、
上記コイルに上記ガイド軸を介して駆動電流を供給することによって、上記レンズ保持部材を上記ガイド軸に沿って変位駆動させることを特徴とする撮像装置。A plurality of lenses for forming an image of the subject,
A lens barrel main body in which the plurality of lenses are arranged with their optical axes aligned,
A lens holding member that is housed in the barrel body and holds at least one lens of the plurality of lenses;
A guide shaft that supports the lens holding member so as to be slidable in the optical axis direction and that can supply power from the outer peripheral surface,
Lens driving means for driving the lens holding member slidably supported by the guide shaft in the optical axis direction,
An imaging unit attached to the lens barrel main body, the imaging unit imaging an image of a subject formed by the plurality of lenses,
A lens attached to the lens holding member, a yoke disposed so as to penetrate a center portion of the coil, and a yoke configured to move the coil in a direction parallel to the guide axis; A magnet that is attached to the yoke and forms a magnetic circuit with the yoke,
An imaging apparatus, wherein a driving current is supplied to the coil via the guide shaft, so that the lens holding member is displaced and driven along the guide shaft. 上記ガイド軸は、導電性材料からなることを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。14. The imaging device according to claim 13, wherein the guide shaft is made of a conductive material. 上記ガイド軸は、非導電性材料からなり、その外周面には、軸線方向に沿った導体パターンが形成されていることを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。14. The imaging device according to claim 13, wherein the guide shaft is made of a non-conductive material, and a conductor pattern along an axial direction is formed on an outer peripheral surface of the guide shaft. 上記ガイド軸の外周面には、導電性の潤滑剤が塗布されていることを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。The imaging device according to claim 13, wherein a conductive lubricant is applied to an outer peripheral surface of the guide shaft. 上記レンズ駆動手段は、上記コイルと電気的に接続された導電性の弾性部材を有し、
上記弾性部材は、その一端側が上記レンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側が上記ガイド軸の外周面に当接されていることを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。The lens driving means has a conductive elastic member electrically connected to the coil,
14. The imaging device according to claim 13, wherein one end of the elastic member is attached to the lens holding member, and the other end is in contact with an outer peripheral surface of the guide shaft. 上記レンズ保持部材は、上記ガイド軸の外周面との摺接部分に上記コイルと電気的に接続された導体部を有することを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。14. The imaging apparatus according to claim 13, wherein the lens holding member has a conductor portion electrically connected to the coil at a portion in sliding contact with an outer peripheral surface of the guide shaft.
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