JP4839567B2 - レンズ駆動装置、レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents
レンズ駆動装置、レンズ鏡筒及び撮像装置 Download PDFInfo
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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、ズームレンズを保持するズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材をスライド可能に支持する非導電性のガイド軸と、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材にそれぞれ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、ガイド軸は一対設けられ、一方の外周面にズームレンズ保持部材を駆動させるズームレンズ駆動用導体パターンが形成され、他方の外周面にフォーカスレンズ保持部材を駆動させるフォーカスレンズ駆動用導体パターンが形成されることにより、外周面からの給電が可能とされ、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材は、それぞれ、コイルと電気的に接続された導電性の弾性部材を有し、ズームレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がズームレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のズームレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、フォーカスレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がフォーカスレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のフォーカスレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、コイルにガイド軸及び各弾性部材を介して駆動電流を供給することによって、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材をガイド軸に沿ってそれぞれ独立し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、ズームレンズ及びフォーカスレンズと、ズームレンズ及びフォーカス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、ズームレンズを保持するズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材を光軸方向にスライド可能に支持する非導電性のガイド軸と、ガイド軸にスライド可能に支持されたズームレンズ保持部材及びフォーカス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、ズームレンズ保持部材及びフォーカス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、ガイド軸は一対設けられ、一方の外周面にズームレンズ保持部材を駆動させるズームレンズ駆動用導体パターンが形成され、他方の外周面にフォーカスレンズ保持部材を駆動させるフォーカスレンズ駆動用導体パターンが形成されることにより、外周面からの給電が可能とされ、レンズ駆動手段は、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材のそれぞれに、コイルと電気的に接続された導電性の弾性部材を有し、ズームレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がズームレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のズームレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、フォーカスレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がフォーカスレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のフォーカスレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、コイルにガイド軸及び各弾性部材を介して駆動電流を供給することによって、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材をガイド軸に沿ってそれぞれ独立し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、ズームレンズ及びフォーカスレンズと、ズームレンズ及びフォーカス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、ズームレンズを保持するズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材を光軸方向にスライド可能に支持する非導電性のガイド軸と、ガイド軸にスライド可能に支持されたズームレンズ保持部材及びフォーカス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、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材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、ズームレンズ保持部材及びフォーカス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、ガイド軸は一対設けられ、一方の外周面にズームレンズ保持部材を駆動させるズームレンズ駆動用導体パターンが形成され、他方の外周面にフォーカスレンズ保持部材を駆動させるフォーカスレンズ駆動用導体パターンが形成されることにより、外周面からの給電が可能とされ、レンズ駆動手段は、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材のそれぞれに、コイルと電気的に接続された導電性の弾性部材を有し、ズームレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がズームレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のズームレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、フォーカスレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がフォーカスレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のフォーカスレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、コイルにガイド軸及び各弾性部材を介して駆動電流を供給することによって、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材をガイド軸に沿ってそれぞれ独立し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
【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、ズームレンズを保持するズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材をスライド可能に支持する非導電性のガイド軸と、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材にそれぞれ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、ガイド軸は一対設けられ、一方の外周面にズームレンズ保持部材を駆動させるズームレンズ駆動用導体パターンが形成され、他方の外周面にフォーカスレンズ保持部材を駆動させるフォーカスレンズ駆動用導体パターンが形成されることにより、外周面からの給電が可能とされ、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材は、それぞれ、コイルと電気的に接続された導電性の弾性部材を有し、ズームレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がズームレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のズームレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、フォーカスレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がフォーカスレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のフォーカスレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、コイルにガイド軸及び各弾性部材を介して駆動電流を供給することによって、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材をガイド軸に沿ってそれぞれ独立し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、ズームレンズ及びフォーカスレンズと、ズームレンズ及びフォーカス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、ズームレンズを保持するズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材を光軸方向にスライド可能に支持する非導電性のガイド軸と、ガイド軸にスライド可能に支持されたズームレンズ保持部材及びフォーカス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、ズームレンズ保持部材及びフォーカス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、ガイド軸は一対設けられ、一方の外周面にズームレンズ保持部材を駆動させるズームレンズ駆動用導体パターンが形成され、他方の外周面にフォーカスレンズ保持部材を駆動させるフォーカスレンズ駆動用導体パターンが形成されることにより、外周面からの給電が可能とされ、レンズ駆動手段は、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材のそれぞれに、コイルと電気的に接続された導電性の弾性部材を有し、ズームレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がズームレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のズームレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、フォーカスレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がフォーカスレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のフォーカスレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、コイルにガイド軸及び各弾性部材を介して駆動電流を供給することによって、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材をガイド軸に沿ってそれぞれ独立し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、ズームレンズ及びフォーカスレンズと、ズームレンズ及びフォーカス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、ズームレンズを保持するズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材を光軸方向にスライド可能に支持する非導電性のガイド軸と、ガイド軸にスライド可能に支持されたズームレンズ保持部材及びフォーカス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、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材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、ズームレンズ保持部材及びフォーカス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、ガイド軸は一対設けられ、一方の外周面にズームレンズ保持部材を駆動させるズームレンズ駆動用導体パターンが形成され、他方の外周面にフォーカスレンズ保持部材を駆動させるフォーカスレンズ駆動用導体パターンが形成されることにより、外周面からの給電が可能とされ、レンズ駆動手段は、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材のそれぞれに、コイルと電気的に接続された導電性の弾性部材を有し、ズームレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がズームレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のズームレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、フォーカスレンズ保持部材に設けられた弾性部材は、その一端側がフォーカスレンズ保持部材に取り付けられると共に、その他端側がガイド軸のフォーカスレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、コイルにガイド軸及び各弾性部材を介して駆動電流を供給することによって、ズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズ保持部材をガイド軸に沿ってそれぞれ独立し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
Claims (3)
- ズームレンズを保持するズームレンズ保持部材及びフォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、
上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材をスライド可能に支持する非導電性のガイド軸と、
上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材にそれぞれ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、
上記ガイド軸は一対設けられ、一方の外周面に上記ズームレンズ保持部材を駆動させるズームレンズ駆動用導体パターンが形成され、他方の外周面に上記フォーカスレンズ保持部材を駆動させるフォーカスレンズ駆動用導体パターンが形成されることにより、外周面からの給電が可能とされ、
上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材は、それぞれ、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、
上記ズームレンズ保持部材に設けられた上記弾性部材は、その一端側が上記ズーム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上記ズームレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、
上記フォーカスレンズ保持部材に設けられた上記弾性部材は、その一端側が上記フォーカス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上記フォーカスレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、
上記コイルに上記ガイド軸及び上記各弾性部材を介して駆動電流を供給することによって、上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材を上記ガイド軸に沿ってそれぞれ独立して変位駆動させることを特徴とするレンズ駆動装置。 - ズームレンズ及びフォーカスレンズと、
上記ズームレンズ及び上記フォーカス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、上記ズームレンズを保持するズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、
上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材を光軸方向にスライド可能に支持する非導電性のガイド軸と、
上記ガイド軸にスライド可能に支持された上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカス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、上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカス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、
上記ガイド軸は一対設けられ、一方の外周面に上記ズームレンズ保持部材を駆動させるズームレンズ駆動用導体パターンが形成され、他方の外周面に上記フォーカスレンズ保持部材を駆動させるフォーカスレンズ駆動用導体パターンが形成されることにより、外周面からの給電が可能とされ、
上記レンズ駆動手段は、上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材のそれぞれに、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、
上記ズームレンズ保持部材に設けられた上記弾性部材は、その一端側が上記ズーム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上記ズームレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、
上記フォーカスレンズ保持部材に設けられた上記弾性部材は、その一端側が上記フォーカス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上記フォーカスレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、
上記コイルに上記ガイド軸及び上記各弾性部材を介して駆動電流を供給することによって、上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材を上記ガイド軸に沿ってそれぞれ独立して変位駆動させることを特徴とするレンズ鏡筒。 - ズームレンズ及びフォーカスレンズと、
上記ズームレンズ及び上記フォーカス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、上記ズームレンズを保持するズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、
上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材を光軸方向にスライド可能に支持する非導電性のガイド軸と、
上記ガイド軸にスライド可能に支持された上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカス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、上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材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、上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカス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、
上記ガイド軸は一対設けられ、一方の外周面に上記ズームレンズ保持部材を駆動させるズームレンズ駆動用導体パターンが形成され、他方の外周面に上記フォーカスレンズ保持部材を駆動させるフォーカスレンズ駆動用導体パターンが形成されることにより、外周面からの給電が可能とされ、
上記レンズ駆動手段は、上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材のそれぞれに、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、
上記ズームレンズ保持部材に設けられた上記弾性部材は、その一端側が上記ズーム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上記ズームレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、
上記フォーカスレンズ保持部材に設けられた上記弾性部材は、その一端側が上記フォーカス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上記フォーカスレンズ駆動用導体パターンを押圧しながら当接し、
上記コイルに上記ガイド軸及び上記各弾性部材を介して駆動電流を供給することによって、上記ズームレンズ保持部材及び上記フォーカスレンズ保持部材を上記ガイド軸に沿ってそれぞれ独立して変位駆動させることを特徴とする撮像装置。
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