JP4711121B2 - レンズ装置、およびレンズ装置を有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はレンズ装置および撮像装置に係り、とくにレンズを移動体に取付けるとともに、該移動体を筐体内において光軸方向に移動自在に保持したレンズ装置、およびレンズ装置を有する撮像装置に関する。

ビデオカメラやデジタルスチルカメラは、小型軽量化、高倍率ズーム、高速フォーカス、高速ズーム等の多くのテーマについてそれぞれの性能向上が図られている。そしてビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の光学機器の移動レンズ群を構成する際に、高精度でかつ高速度に駆動させるために、ズーム機能を持つズーム移動体やフォーカス機能を持つフォーカス移動体にコイルを取付け、これらのコイルをそれぞれマグネットとヨークとによって構成される磁気回路で直線駆動するリニアアクチュエータあるいはリニアモータが用いられている。

ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の光学機器の移動レンズ群を有する、代表的な光学系の構成例を図３７に示す。ここでは前側鏡筒１に対物レンズ２が固定して取付けられ、光軸方向に移動自在なズーム移動体３にズームレンズ４が取付けられ、中間鏡筒５に中間固定レンズ６が固定され、その後側において光軸方向に移動自在なフォーカス移動体７にフォーカスレンズ８が取付けられる。そして後部鏡筒９にはＣＣＤから成る撮像素子１０が取付けられる。また絞りを構成するアイリス１１が上記中間固定レンズ６内に配される。そして上記ズーム移動体３とフォーカス移動体７とをそれぞれ光軸方向に移動するために上側の一対の案内軸１２、１３と、下側の案内軸１４とを備える。

このようなレンズ鏡筒は、ズーム移動体３によってズームレンズ４を移動させることによってズーム変倍による画枠設定を行なう。またフォーカス移動体７によってフォーカスレンズ８を移動させることにより、ズーム移動体３の移動量に合わせてフォーカス調整を行なう。またアイリス１１が適切な露出が得られるように、光学口径を自動調整する。そして映像光を撮像素子１０の表面に結像させ、この撮像素子１０によって光の強弱を電気信号に変換する。

このような撮像用レンズ装置においては、移動体３、７を光軸方向に移動するためにリニアモータを備えるようにし、このリニアモータのコイルに対してフレキシブルプリント基板で給電を行なうようにしている。

例えば特開２００３−７５７０８号公報には、少なくとも、レンズと巻線コイルを保持したレンズ枠からなる可動部と、該レンズ枠の移動を光軸方向に沿ってガイドするガイド軸と、巻線コイルと作用してレンズ枠を移動させるマグネットを備えたヨーク部とを固定側に有する撮像用レンズ装置であって、可動部と固定体側との間に、巻線コイルへの電源供給配線としてＵ字状またはＶ字状を呈するフレキシブルプリント配線板を配設した構成の撮像用レンズ装置であり、フレキシブル配線板の反発力を軽減しつつ、小型レンズ鏡筒に適用できるようにし、小型レンズ鏡筒内にはフレキシブルプリント配線板用のスペースを設ける必要がなく、小型レンズ鏡筒のサイズをさらに小型化するようにした撮像用レンズ装置が開示されている。

ここで、レンズ鏡筒が用いられるビデオカメラやデジタルスチルカメラの小型化、軽量化に伴い、レンズ鏡筒自身も小型化、軽量化が進んできている。そのために、レンズ鏡筒内のスペースも限られたものになっている。また、レンズ鏡筒の小型化、軽量化に伴ない、鏡筒内でズームレンズやフォーカスレンズ等の移動する可動体自身の重量も軽減化されており、この可動体上のコイル等の電力を供給する必要がある部分に、給電用の配線であるフレキシブル基板等が、上述の可動体の移動を妨げる方向に発生させる反力も、該移動体を可動制御する際に無視できないものになってきている。さらに、このフレキシブル配線板等による配線は、一般的に、レンズ鏡筒内に位置するために、光学系の光路を遮ることがあってはならない。

そのために、従来は、例えば実開平２−６７３２３号公報に開示されているように、フレキシブル配線板を光軸に対して垂直方向に屈曲させる方法が提案されている。

また特開平９−８０５１６号公報には、駆動に要する消費電力の削減を目的として、フレキシブル配線板の長手方向の途中に、ねじれ部、撓み部、または折畳み部を設ける手法が用いられている。すなわち図３８に示すように、例えばズームレンズ４を保持したズーム移動体３を駆動するためのコイルに給電するフレキシブルプリント基板１６の一部に撓み部を設け、これによって移動体３に加えられ反力を軽減している。

あるいはまた図３９に示すように、ズームレンズ４を保持するズーム移動体３に取付けられ、この移動体３を駆動するリニアモータのコイルへの通電を行なうフレキシブルプリント基板１６を折畳むようにし、この折畳み部分の開閉によって移動体３にフレキシブル基板１６を追随させるようにしている。

図３８あるいは図３９に示す構成は、レンズ鏡筒内に移動体３を含む可動体が移動するためのスペースを要するのに加え、移動体３等のコイルに電力を供給するためのフレキシブル基板の配置のためのスペースの確保が必要なり、これによって鏡筒の小型化が妨げられる問題があった。
特開２００３−７５７０８号公報 実開平２−６７３２３号公報 特開平９−８０５１６号公報

本願発明の課題は、配線体が接続されるコイルを有するリニアモータのヨークを案内軸と兼用することによって、より小型化したレンズ装置を提供することである。

本発明の一側面のレンズ装置は、レンズを移動体に保持し、該移動体を鏡筒内において移動自在に取付けたレンズ装置であって、
前記移動体を移動自在に案内する案内軸をリニアモータのヨークと兼用し、該ヨーク上にコイルを取付けるとともに、前記コイルに給電するための、螺旋状に巻かれて伸縮自在にした導体である配線体を前記案内軸の周囲に配し、前記配線体が前記ヨーク上のコイルの線材と同一方向に巻装されることを特徴とする。

ここで、前記案内軸上にボビンが摺動可能に嵌合され、該ボビン上のコイルに前記移動体が連結されてよい。

本発明の一側面の撮像装置は、上記の何れかの構成に係るレンズ装置を有する。

本発明においては、レンズを移動体に保持し、該移動体を鏡筒内において移動自在に取付けたレンズ装置において、移動体を移動自在に案内する案内軸がリニアモータのヨークと兼用され、該ヨーク上にコイルが取付けられるとともに、コイルに給電するための、螺旋状に巻かれて伸縮自在にした導体である配線体が案内軸の周囲に配され、配線体がヨーク上のコイルの線材と同一方向に巻装される。

本発明によれば、案内手段とリニアモータのヨークとが兼用されて部品点数が少くなり、しかも配線体を配するための特別なスペースを必要としなくなるとともに、配線体自身にも推力が発生し、配線体が移動体の動きを阻害する反力をさらに低減させることができる。

以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図１〜図７は本実施の形態に係る撮像用レンズ装置を示すものであって、この撮像用レンズ装置は図１および図２に示すように、ほぼ直方体状をなす合成樹脂製の外筐２０を備える。外筐２０の前面側の開口は前面板２１によって閉じられるようになっており、しかも前面板２１には図１〜図３に示すように前側鏡筒２２が連設されている。そして前側鏡筒２２に対物レンズ２３が固定保持されている。これに対して外筐２０の背面側の開口は背面板２４によって閉塞されるようになっている。

外筐２０の内部にはその上側に左右一対の案内用主軸２６、２７が配設され、下側には案内用副軸２８が配されている。これらの主軸２６、２７および副軸２８は、前面板２１と背面板２４とによってその前端部と後端部とがそれぞれ支持されるようになっている。

上記案内用主軸２６と案内用副軸２８とによって、図３〜図５に示すズーム移動体３１が光軸方向に移動自在に取付けられている。ズーム移動体３１はレンズ枠であって、ズームレンズ３２を保持している。また案内用主軸２７と案内用副軸２８とによって図３、図４、および図６に示すようにフォーカス移動体３３が光軸方向に移動自在に配されている。そしてフォーカス移動体３３によってフォーカスレンズ３４が固定支持されている。

また外筐２０内にはその光軸方向の中間位置であってレンズ移動体３１とフォーカス移動体３３との間に隔壁３６（図３参照）が固定配置され、この隔壁３６にはその中心部に前方に突出するように中間鏡筒３７が突設されている。そして中間鏡筒３７には中間固定レンズ３８が固定保持されている。また中間固定レンズ間には絞り装置を構成するアイリス３９（図１参照）が挿入されるようになっている。

次に上記ズーム移動体３１を移動するためのズーム用リニアモータ４１の構成について説明すると、図４および図５に示すように、ズーム用リニアモータ４１は角筒状をなすコイル４２を備え、このコイル４２がズーム移動体３１に固定されるとともに、案内用主軸２６とほぼ平行に配されるガイドコア４３の外周部に摺動自在に取付けられる。そして上記ガイドコア４３の両端に接するように、ほぼコ字状をなすヨーク４４が上方から取付けられる。そしてヨーク４４の下面にはマグネット４５が固着され、このマグネット４５の磁束が上記ヨーク４４およびガイドコア４３を通過することによって磁気回路を形成するようになっている。

上記コイル４２を備えるズーム移動体３１の外側面上には位置検出用マグネット４６が取付けられており、この位置検出用マグネット４６を取付け板４７（図２参照）に取付けられた磁気抵抗素子４８によって検出するようにしている。なお上記コイル４２はズーム移動体３１の背面側であって、後述する撮像素子６１側の面に取付けられたフレキシブル基板４９によって給電される。またヨーク４４は図１および図２に示すように外筐２０の上面に形成されたスリット５０内に受入れられる。

次にフォーカスレンズ３４を保持するフォーカス移動体３３の移動のためのフォーカス用リニアモータ５１について、図３、図４、図５、図６によって説明する。このリニアモータ５１はフォーカス移動体３３に取付けられた角筒状のコイル５２を備えている。角筒状のコイル５２は案内用主軸２７に平行に配されたガイドコア５３によって摺動自在に案内される。そしてガイドコア５３の上面に接するようにほぼコ字状をなすヨーク５４が取付けられる。ヨーク５４は図１および図２に示すように、外筐２０の上面のスリット６０に保持される。そして上記ヨーク５４の下面には棒状のマグネット５５が取付けられるようになっている。

上記コイル５２を取付けているフォーカス移動体３３の側面には、位置検出用マグネット５６が取付けられ、このマグネット５６を、取付け板５７（図１参照）の内側に固定された磁気抵抗素子５８によって検出するようにしている。またフォーカス移動体３３の対物レンズ側の側面には、フレキシブル基板５９が取付けられ、このプリント基板５９によってコイル５２に対する給電がなされるようになっている。

このようなレンズ構成を備える光学系の結像部には撮像素子６１が配されている。この撮像素子６１で光学像を電気的な撮像信号に変換する。撮像素子６１としては、ＣＣＤイメージャが使用される。撮像素子６１から読出された映像信号は、図７に示すＡ／Ｄ変換器６２によってデジタル信号に変換され、信号処理プロセッサ６３に供給されて適正な映像信号とする処理が行われ、この処理が行われた映像信号が撮像装置から出力される。またこの撮像装置が映像信号記録部を備えたビデオカメラである場合には、得られた映像信号がその記録部で記録される。

信号処理プロセッサ６３内には、撮像信号の所定の成分、例えば輝度の高域成分を検波する検波回路を備え、この検波回路の検出出力を、撮像装置の撮像動作を制御するコントローラ６４に供給する。コントローラ６４では、この検出信号のレベルに基づいて、フォーカスの状態、すなわち合焦状態を判定し、その判定した合焦状態がジャストフォーカス状態となるように自動フォーカス制御を行なう。

このフォーカス制御は、コントローラ６４からサーボ回路６６にフォーカス制御用レンズ３４を駆動するためのサーボ制御処理を行なってモータ５１の駆動信号を生成させ、この駆動信号をサーボモータ５１に供給し、フォーカスレンズ３４の可動位置を調整することにより行なう。

またコントローラ６４には、ズーム操作キーの操作情報が供給され、このズーム操作キーの操作情報に基づいて、画枠設定用のズームレンズ３２の目標位置情報をサーボ回路６６に供給し、サーボ回路６６でその目標位置にズームレンズ３２を駆動するためのサーボ処理を行なってモータ４１の駆動信号を生成させ、その駆動信号をモータ４１に供給し、ズームレンズ３２の可動位置を調整する。

この場合にズーム操作キーの操作状態によって、サーボモータ４１による画枠設定用ズームレンズ３２の駆動速度を可変できる構成にしており、最も高速で駆動した際には、ワイド端（すなわち最も焦点距離が短い状態）からテレ端（すなわち最も焦点距離が長い状態）に画枠設定用ズームレンズ群３２が移動する時間が、例えば１秒未満の非常に短い高速駆動ができるようにしている。

フォーカス調整用レンズ３４はフォーカスを合わせる被写体位置が同じであっても、画枠（焦点距離）が変化するときに、焦点距離に対して位置を変化させないと、ジャストフォーカス状態を維持できない。この焦点距離とジャストフォーカス状態のフォーカス調整用レンズ３４の位置との対応関係については、コントローラ６４に接続されたメモリ６５に予め必要な情報が設定されている。そして焦点距離が変化したときに、コントローラ６４はメモリ６５の記憶情報を読出して、サーボ回路６６にフォーカス制御用のサーボ制御信号を供給し、フォーカス調整用レンズ３４の可動位置を調整する。

この場合にサーボモータ５１によるフォーカスレンズ３４の駆動についても、非常に高速駆動できるようにしてあり、例えば上述したように画枠設定用ズームレンズ３２を高速で可動させたときに、その移動に追従したフォーカスレンズ３４の可動位置を補正してジャストフォーカス状態を維持する処理についても、高速で行なえるようにしている。

次にこのような撮像用レンズ装置において、上記ズーム用リニアモータ４１のコイル４２、およびフォーカス用リニアモータ５１のコイル５２に対する給電の構造について説明する。これらは実質的にほぼ同一の構成になっているために、以下ズーム用リニアモータ４１のコイル４２に対する給電について説明する。

図８および図９に示すように、ズーム移動体３１を駆動するズーム用リニアモータ４１のコイル４２に給電するためのフレキシブル基板４９はズームレンズ３２を保持する移動体３１を案内する案内用主軸２６の周囲に螺旋状に巻付けられて取付けられる。ここで案内用主軸２６の外周面と、フレキシブル基板４９の平面とがほぼ平行になるように配置され、移動体３１の移動中に、螺旋の隣合うフレキシブル基板４９同士が重ならない形状にしている。これによって、フレキシブル基板４９同士が重合うことで発生する負荷変動や、摺動抵抗を発生することなく、伸縮動作を行なうことが可能になる。また形状作成の際も、均一径の部材に巻付けながら成形して形成することが可能になる。

このような構成は、ズーム移動体３１の軸受け部分であるスリーブ７１が摺動するための空間を有効に利用し、この空間にフレキシブル基板４９等の配線体を配置するために、フレキシブル基板４９の配置のための特別なスペースを確保する必要がなくなる。すなわちフレキシブル基板４９等の配線体を、ズーム移動体３１が移動する際に案内する案内主軸２６の周囲に、省スペース型で配置している。

図１０は図８および図９に示す形態の変形例を示している。この変形例においては、案内用主軸２６の外周囲に巻装されるフレキシブル基板４９がこの案内軸２６上のズーム移動体３１の両側に配されている。すなわちコイル４２を駆動するために一方、例えば右方のフレキシブル基板４９によって給電を行ない、この後に他方のフレキシブル基板４９によってアース側に電流を流すようにしている。従ってこのような構成によると、移動体３１の両側のフレキシブル基板４９によって案内軸２６の長さ方向に電流を流しながらコイル４２を駆動できるようになる。

次に図１１および図１２によって、別の実施の形態を説明する。この実施の形態は、フレキシブル基板４９を、ズーム移動体３１を案内する案内用主軸２６の周囲に、フレキシブル基板４９の表面が案内用主軸２６の表面にならうように、螺旋状に巻付けるような形で配置される。しかもズーム移動体３１が移動する際に、螺旋の隣合うフレキシブル基板４９同士が可動中に、常に重なって隙間を発生しない状態を維持する形状としている。このような構成によって、フレキシブル基板４９の螺旋の巻数を増すことが可能になり、このフレキシブル基板４９によって発生する反力を上記図８および図９に示す形態よりも低減させることができ、伸縮の確実性が増大することになる。

次に上記実施の形態の変形例を図１３および図１４によって説明する。図１３に示す変形例は、移動体３１の両側において、案内用主軸２６上にそれぞれフレキシブル基板４９を配し、これらのフレキシブル基板４９によってコイル４２の駆動を行なうようにしている。従ってここでは、一方のフレキシブル基板４９によって給電が行なわれ、この後に他方のフレキシブル基板４９を通してアース側に電流が流れる。

図１４に示す構成は、案内用主軸２６と案内用副軸２８とにそれぞれフレキシブル基板４９を配した構成になっており、例えば案内用主軸２６上に巻装されたフレキシブル基板４９によってコイル４２に給電を行ない、この後に移動体３１に取付けられたフレキシブル基板から、案内用副軸２６上のフレキシブル基板４９に電流が流れ、これによってアースに落ちる。

次に図１１および図１２に示す形態の別の変形例を、図１５によって説明する。ここではフレキシブル基板４９を、ズーム移動体３１を案内する案内用主軸２６の周囲に、このフレキシブル基板４９の面が案内用主軸２６の表面にならうように、螺旋状に巻付けるような形で配置するとともに、螺旋の互いに隣合うフレキシブル基板４９同士の曲率に差を持たせるようにしている。従ってズーム移動体３１が移動する際に、互いに隣合うフレキシブル基板４９同士が衝突することがなく、重なることができるようにする。これによって、図８および図９に示す構成に比較して、フレキシブル基板４９の螺旋の巻数を増加させることが可能になり、このフレキシブル基板４９によって発生する反力を上記の形態よりも低減させることが可能になる。

次にさらに別の実施の形態を図１６および図１７によって説明する。この実施の形態は、リボン状をなす配線材料を螺旋状に形成した螺旋状配線体７２を用いる。ズーム移動体３１を案内する案内用主軸２６の周囲に、この螺旋状配線体７２を巻付けるように、案内用主軸２６と螺旋状配線体７２の面が互いにほぼ直角になるような形で形成配置する。これによって、螺旋状配線体７２が発生するズーム移動体３１の移動に対する反力を低減させることが可能になる。

次に図１８によって上記の形態の変形例を説明する。この変形例は、案内用主軸２６上であって、移動体３１の両側にそれぞれ螺旋状配線体７２を配するようにしている。一方の螺旋状配線体７２によってコイル４１に給電を行ない、この後にコイル４２からの電流を他方の螺旋状配線体７２に流すようにしている。従って両側の螺旋状配線体７２はそれぞれが単一の導電性パターンを有するだけでよく、これによって両側の螺旋状配線体７２の巾を狭くすることが可能になる。

次に別の実施の形態を、図１９〜図２１によって説明する。ここでは図１９および図２０に示すように、フレキシブル基板４９に多数の折返し部７４を設け、蛇腹状に折返した形状を作成し（図２１参照）、その中央部にズーム移動体３１が可動する際のガイドとなる案内用主軸２６が貫通できる穴７５を設けることによって、案内用主軸２６の周囲にフレキシブル基板４９を配置できるようになる。しかもここでフレキシブル基板４９には多数の折返し部７４が形成されているために、フレキシブル基板４９がズーム移動体３１に与える反力を小さく抑えることが可能になる。なお図２０および図２１に示すように、フレキシブル基板４９には、その両端にそれぞれ接続部７３が形成され、この接続部７３が所定の位置に接続される。

次に図２２によって上記の形態の変形例を説明する。この変形例は、蛇腹状に折返されたフレキシブル基板４９を、移動体３１に対してその両側において案内用主軸２６上に配するようにしている。従って案内用主軸２６の外周部であってスリーブ７１の両側の空間を有効に利用してフレキシブル基板４９を取付けることができるようになる。

図２３に示す構成は、案内用主軸２６に代えて、案内用副軸２８上の、上記移動枠３１の両側の部分にそれぞれ蛇腹状のフレキシブル基板４９を配したものである。このように案内用主軸２６のみならず、案内用副軸２８を利用して、移動体３１の両側にフレキシブル基板４９を配することも可能である。

図２４はさらに別の変形例を示している。この変形例は、案内用主軸２６の外周面上であってとくに移動体３１に対して右側の部分に蛇腹状のフレキシブル基板４９を配し、これに対して移動体３１に対して左側であって案内用主軸２６上には、螺旋状に巻回されたフレキシブル基板４９を巻装している。ここで左側のフレキシブル基板４９は図９に示すように、互いに隣接するフレキシブル基板同士が離れた状態で螺旋状に巻装される。

このように案内用主軸２６あるいは案内用副軸２８の移動体３１の両側に、螺旋状であってその表面が案内用主軸２６または案内用副軸２８の表面とほぼ平行なフレキシブル基板４９（図９、図１２、図１５）、螺旋状であってその表面が案内用主軸２６または案内用副軸２８の表面とほぼ直角なフレキシブル基板４９（図１７）、螺旋状であって中央に案内用主軸２６または案内用副軸２８を挿通する穴７５を形成したフレキシブル基板４９（図２０）、螺旋状であって中央に案内用主軸２６または案内用副軸２８を挿通する切欠き７６を形成したフレキシブル基板（図２５）等の、互いに構造が異なるフレキシブル基板４９あるいは配線体を配し、これによってコイル４２に対する給電を行なうことが可能である。この場合に、移動体３１に対して、案内用主軸２６上のフレキシブル基板４９と案内用副軸４８上のフレキシブル基板とが互いに反対側にあってもよく、あるいはまた同一側にあってもよい。

次にさらに別の実施の形態を図２５によって説明する。この実施の形態は、フレキシブル基板４９を図２５に示すように打抜くとともに、多数の折曲げ線７４を形成し、これによって蛇腹状に折返した形状とする。また折返した状態で、その中央部にズーム移動体３１の案内のための案内用主軸２６が貫通できる切欠き７６を設けるようにしている。従って図２５に示すフレキシブル基板４９を折曲げた蛇腹状の形態を、案内用主軸２６に対してその側方からこの主軸２６に取付けることができる。しかも折曲げ線７４による折曲げ部を多数設けることによって、このフレキシブル基板４９がズーム移動体３１に与える反力を小さくすることが可能になる。

図２６および図２７は、図２５に示す構成の変形例を示している。すなわちフレキシブル基板４９の打抜き形状を変更するとともに、折曲げ線７４の位置を、折曲げられたときにその角度範囲が、２７０度、１８０度、９０度の領域で折曲げられるようにしている。

またこのようなフレキシブル基板４９において、折曲げ部分の幅を狭くしたり、配線用基板４９の厚さを薄くしたり、折曲げ部分のみのこの配線板の厚さを部分的に薄くすること等によって、折曲げ部分で発生する反力がさらに低減される。また折曲げ部分の数を増やすことによって発生する反力をさらに低減させることが可能になる。

次に、さらに別の実施の形態を、図２８および図２９によって説明する。この実施の形態は、断面が円形の線材によって螺旋状配線体８０を形成し、この螺旋状配線体８０をズーム移動体３１を案内する案内用主軸２６の外周部に装着したものである。すなわち断面が円形の導線８０を、ズーム移動体３１を案内する案内用主軸２６の周囲に、コイルばねのように螺旋状に巻付けて配置することによって、この導線８０が発生する可動体３１の移動に伴なう反力を小さく抑えることが可能になる。

ここで、上記の螺旋状配線体８０を構成する導線を、ズーム移動体３１に取付けられているコイル４２を構成する線材と別部材としてもよい。配線材料が、ボイスコイルのように、マグネットワイヤのような導線から成立っている場合には、ボイスコイルを形成する導線を、そのまま引出して形成してもよい。またボイスコイルを形成する導線を、そのまま引出して使用する場合に、その導線にソクシール(ニッポン高度紙工業株式会社の商品名。ポリイミド系樹脂で、一般には薄型フレキシブル基板の基本素材として用いられるものであるが、皮膜材としてコーティングして強度を上げたもの。ここでソクシール以外の補強皮膜材を用いてもよい。)をコーティングする等の被膜処理を行なうことで、導線８０の強度を上げることが可能になり、組立て時等の取扱いの際の断線等の事故を防止できるようになる。

次に上記実施の形態の変形例を説明する。図３０に示すように、案内用主軸２６上であって移動体３１の両側にそれぞれ螺旋状配線体８０を配し、これらの螺旋状配線体の先端部を、コイル４２の一対の端子にそれぞれ接続することによって、コイル４２の駆動が可能になる。

図３１に示す構成は、案内用主軸２６ではなく、案内用副軸２８上であって、移動体３１の両側において、それぞれ螺旋状配線体８０を巻装して取付けている。ここで両側の螺旋状配線体８０の先端部は、移動体３１の部分に取付けられているフレキシブル基板を介してコイル４２の両側の端子に接続される。

図３２に示す構成は、案内用主軸２６の移動体３１に対して左側の部分に螺旋状配線体８０を配し、案内用副軸２８の移動体３１の右側の部分に螺旋状配線体８０を取付けるようにしたものである。ここで案内用主軸２６上の螺旋状配線体８０はコイル４２の一端に接続される。これに対して案内用副軸２８上の螺旋状配線体８０は、移動体３１上のフレキシブル基板を介してコイル４２の他方の端子に接続される。

図３３に示す構成は、案内用主軸２６の移動体３１の左側の部分に螺旋状配線体８０を取付けるようにし、さらに案内用副軸２８の移動体３１の左側の部分に別の螺旋状配線体８０を配するようにしている。案内用主軸２６上の配線体８０は、コイル４２の一端に接続される。これに対して案内用副軸２８上の螺旋状配線体８０は、移動体３１に取付けられるフレキシブル基板を介して、コイル４２に接続される。

次に別の実施の形態を図３４および図３５によって説明する。この実施の形態は、案内用主軸２６を、移動体３１を駆動するリニアモータのヨークと兼用するようにしたものである。すなわち磁性材料から成る円柱状の案内用主軸２６は、コ字状をなすヨーク８２と組合わされるようになっており、ヨーク８２の下面であって上記案内用主軸２６の外周側と対向する位置に細長いマグネット８３が取付けられる。そして案内用主軸２６上であってボビン８４上にはコイル８５が巻装される。そしてコイル８５とマグネット８３とによって上記移動体３１を移動するリニアモータが構成される。しかも移動体３１の外周上には位置検出用マグネット４６が固着され、この位置検出用マグネット４６の磁気を磁気抵抗素子４８によって検出するようになっており、これによって移動体３１に取付けられるズームレンズ３２の位置の検出を行なうようになっている。なお移動体３１は、上記案内用主軸２６とともにもう１本の案内用副軸２８によって光軸方向に移動自在に支持される。

しかもここで、ヨークを兼用する案内用主軸２６上を摺動可能に移動するボビン８４上のコイル８５に通電を行なうために、案内用主軸２６上には、ボビン８４の両側にそれぞれ螺旋状配線体７２が配される。従ってこのような配線体７２を通してコイル８５に対する通電が行なわれ、この通電によってコイル８５が推力を生じ、このためにボビン８４を介して移動体３１が、案内用主軸２６と案内用副軸２８とによって案内されながら光軸方向に移動される。なおこのときの移動位置は、移動体３１と一緒に移動する位置検出用マグネット４６の磁極を磁気抵抗素子４８によって検出することにより、検出が行なわれる。

このような構成によると、レンズ３２を光軸方向に移動させるリニアモータのヨークを案内用主軸２６によって兼用することができるために、部品点数が少くなるとともに、移動体３１の移動のためのリニアモータのスペースを小さくできるようになり、より小型のレンズ装置が提供される。なお案内用主軸２６に代えて案内用副軸２８をリニアモータのヨークと兼用してもよい。

またこのように、案内用主軸２６の外周部にコイル８５とマグネット８３とを配置し、案内用主軸２６をリニアモータの磁気回路のヨークとして利用する駆動装置において、コイル８５に対する給電手段を構成する螺旋状配線体７２の巻き方向を駆動コイル８５と同じ方向にすると、螺旋状配線体７２も軸線方向の推力を発生し、この推力が移動体３１の動きを阻害する螺旋状配線体７２の反力をさらに低減させる効果が期待できる。すなわち反力を螺旋状配線体７２の推力と相殺することによって、反力が減少することになる。

上述の何れの実施の形態においても、案内用主軸２６の周囲であってスリーブ７１の摺動スペースに、フレキシブルプリント基板４９あるいは螺旋状配線体７２、８０が配されるために、レンズ鏡筒内で光路を遮ることなくしかもコイル４２に対する給電用配線体を配置することが可能になる。また上述の配線体は、案内用主軸２６の軸線方向に対してフレキシブルであって変形可能になっているために、ズーム移動体３１の反力を抑えることが可能になり、ズーム用リニアモータ４１の消費電力を低減し、ズームレンズ３２の移動の安定した制御性を得ることが可能になる。

表１は、上記のそれぞれの実施の形態に係るフレキシブル基板あるいは螺旋状配線体を作成したときの、寸法とばね定数とを示している。また図２０は、上記のそれぞれの実施の形態を従来のものと比較したときの、ズーム移動体の移動に伴なう変位と、水平方向の荷重、すなわち配線体の反力とをグラフによって示したものである。このグラフから明らかなように、大部分の実施の形態は、従来の配線構造に比べて変位に対する配線体の反力が小さくなっている。またこのグラフから、ストロークに応じて最適な反力の配線体を選択できる。

以上本願発明を、図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば図３０〜図３５の構成において、移動枠３１の両側に螺旋状配線体８０を配するのではなくて、一方には螺旋状配線体８０を、他方には伸縮自在なフレキシブル基板を配するようにしてもよい。また上記実施の形態は、ズーム用リニアモータ４１のコイル４２に対する給電を、フレキシブル基板４９、螺旋状配線体７２、８０等によって行なうようにしているが、これらのフレキシブル基板や円形の導線を用いる代わりに、リボン状のマグネットワイヤのような導線を用いて同様の形状とすることにより、上記実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能になる。

本願発明は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯情報端末用カメラ、その他各種の撮像装置の撮像用レンズ装置として広く利用可能である。

撮像用レンズ装置の外観斜視図である。 撮像用レンズ装置の右側面を上側にした状態の外観斜視図である。 同レンズ装置の外筐を取外した状態の側面図である。 レンズ装置の要部の斜視図である。 図４に示す要部を対物レンズ側から見た正面図である。 図４に示すレンズ装置を撮像素子側から見た背面図である。 レンズ装置のシステム構成を示すブロック図である。 ズーム移動体のコイルに対する給電機構を示す要部斜視図である。 給電用フレキシブル基板の要部斜視図である。 変形例の給電機構を示す要部斜視図である。 別の実施の形態のコイルに対する給電機構を示す要部斜視図である。 同給電用フレキシブル基板の外観斜視図である。 変形例の給電機構を示す要部斜視図である。 別の変形例の給電機構を示す要部斜視図である。 変形例のフレキシブル基板の外観斜視図である。 さらに別の実施の形態のコイルに対する給電の構造を示す要部斜視図である。 同螺旋状配線体の要部斜視図である。 変形例に係る給電機構を備えるズーム移動体の移動機構の要部斜視図である。 さらに別の実施の形態のコイルに対する給電機構を示す要部斜視図である。 同フレキシブル基板の要部斜視図である。 同フレキシブル基板の展開平面図である。 変形例の給電機構を示す要部斜視図である。 別の変形例の給電機構の要部斜視図である。 さらに別の変形例の給電機構の要部斜視図である。 別の実施の形態のフレキシブル基板の展開平面図である。 同変形例に係るフレキシブル基板の展開平面図である。 別の変形例に係るフレキシブル基板の展開平面図である。 さらに別の実施の形態のコイルに対する給電機構を示す要部斜視図である。 同螺旋状配線体の外観斜視図である。 変形例に係る給電機構を示す要部斜視図である。 別の変形例の給電機構の要部斜視図である。 さらに別の変形例の給電機構の要部斜視図である。 さらに別の変形例の給電機構の要部斜視図である。 別の実施の形態のズーム移動体の要部斜視図である。 図３４に示すズーム移動体の駆動機構を垂直に立てた状態の斜視図である。 給電用フレキシブル基板または給電用配線体の変位に対する水平方向の反力を示すグラフである。 従来のレンズ装置の要部縦断面図である。 従来の給電用フレキシブル基板の配置を示すズーム移動体の要部斜視図である。 従来の別の形態に係るフレキシブル基板の配置を示す要部斜視図である。

符号の説明

１…前側鏡筒、２…対物レンズ、３…ズーム移動体、４…ズームレンズ、５…中間鏡筒、６…中間固定レンズ、７…フォーカス移動体、８…フォーカスレンズ、９…後部鏡筒、１０…撮像素子（ＣＣＤ）、１１…アイリス、１２、１３…案内軸（上）、１４…案内軸（下）、１６…フレキシブルプリント基板、２０…外筐、２１…前面板、２２…前側鏡筒、２３…対物レンズ、２４…背面板、２６、２７…案内用主軸、２８…案内用副軸、３１…ズーム移動体、３２…ズームレンズ、３３…フォーカス移動体、３４…フォーカスレンズ、３６…隔壁、３７…中間鏡筒、３８…中間固定レンズ、３９…アイリス（絞り装置）、４１…ズーム用リニアモータ、４２…コイル、４３…ガイドコア、４４…ヨーク、４５…マグネット、４６…位置検出用マグネット、４７…取付け板、４８…磁気抵抗素子、４９…フレキシブルプリントケーブル、５０…スリット、５１…フォーカス用リニアモータ、５２…コイル、５３…ガイドコア、５４…ヨーク、５５…マグネット、５６…位置検出用マグネット、５７…取付け板、５８…磁気抵抗素子、５９…フレキシブルプリントケーブル、６０…スリット、６１…撮像素子（ＣＣＤ）、６２…Ａ／Ｄ変換器、６３…信号処理プロセッサ、６４…コントローラ、６５…メモリ、６６…サーボ回路、７１…スリーブ、７２…螺旋状配線体、７３…接続部、７４…折曲げ線、７５…貫通穴、７６…切欠き、８０…螺旋状配線体、８２…ヨーク、８３…マグネット、８４…ボビン、８５…コイル

Claims (3)

1. レンズを移動体に保持し、該移動体を鏡筒内において移動自在に取付けたレンズ装置において、
   前記移動体を移動自在に案内する案内軸をリニアモータのヨークと兼用し、該ヨーク上にコイルを取付けるとともに、前記コイルに給電するための、螺旋状に巻かれて伸縮自在にした導体である配線体を前記案内軸の周囲に配し、前記配線体が前記ヨーク上のコイルの線材と同一方向に巻装されることを特徴とするレンズ装置。
2. 前記案内軸上にボビンが摺動可能に嵌合され、該ボビン上のコイルに前記移動体が連結されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 請求項１および２の何れかに記載のレンズ装置を有する撮像装置。