(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持するレンズ枠と、
前記レンズの光軸に平行な第１方向に前記レンズ枠を移動可能に支持する第１案内部と、
前記第１案内部から離れた位置で前記レンズの光軸に平行な前記第１方向に前記レンズ枠を移動可能に支持する第２案内部とを備え、
前記第１案内部及び前記第２案内部は、
前記レンズの光軸に平行な前記第１方向で前記レンズ枠に配される第１案内部材と、
前記第１案内部材に接触して移動する第１転動体と、
前記第１案内部材と平行に且つ前記第１転動体とは反対側で前記第１案内部材に近接して前記レンズ枠に配される第２案内部材と、
前記第２案内部材に接触して移動する第２転動体と、
前記第２転動体を前記第１方向に移動可能に支持し、且つ前記第２案内部材と平行な第３案内部材と、
前記第１転動体を前記第１方向に移動可能に支持し、且つ前記第１案内部材と平行な第４案内部材と、
前記第１転動体及び前記第２転動体の一方を、前記第１転動体及び前記第２転動体の他方へ向けて付勢する付勢機構と
を有するレンズ案内装置。
【請求項２】
前記第１案内部材、前記第２案内部材、前記第３案内部材、及び前記第４案内部材の少なくとも１つは、平板状案内部材又はガイド溝付き案内部材であり、他の前記案内部材は２本の平行なガイド軸である請求項１記載のレンズ案内装置。
【請求項３】
前記第１転動体及び前記第２転動体の一方は前記第１方向に離間して配される２個の球であり、
前記第１転動体及び前記第２転動体の他方は、前記第１方向に直交し且つ前記第１案内部材及び前記第２案内部材を並べた方向である第２方向から見て前記２個の球の間に配される少なくとも１個の球であり、
前記２個の球の間に配されて、前記２個の球の前記第１方向における一定範囲を超える移動を規制する規制突起を有する請求項２記載のレンズ案内装置。
【請求項４】
前記第１転動体及び前記第２転動体は前記第１方向に離間して配される２個の球であり、
前記２個の球の間に配されて、前記各球の前記第１方向における一定範囲を超える移動を規制する規制突起を有する請求項２記載のレンズ案内装置。
【請求項５】
前記付勢機構及び前記第３案内部材が配され、前記レンズ枠を内部に保持する保持筒を備える請求項３又は４記載のレンズ案内装置。
【請求項６】
請求項５記載のレンズ案内装置と、
前記保持筒に配され、前記レンズ枠を光軸方向に移動するレンズ駆動機構と
を有するレンズ移動装置。
【請求項７】
前記レンズ駆動機構は、ボイスコイルモータ、又は前記レンズ枠に螺合するネジ棒を有するステッピングモータである請求項６記載のレンズ移動装置。
【請求項８】
前記レンズ駆動機構は、前記レンズ枠を前記一定範囲の一端側である基準位置に戻す初期化を行う請求項７記載のレンズ移動装置。
【請求項９】
撮像部と、
前記撮像部に被写体像を結像させる請求項６から８いずれか1項記載のレンズ移動装置と
を有する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ案内装置、レンズ移動装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置やレンズ鏡筒等の光学装置では、変倍動作や合焦動作の際にレンズ群を移動させるレンズ移動装置が搭載されている（例えば、特許文献１，２参照）。【０００３】
特許文献１に記載のレンズ移動装置では、図１４に示すように、レンズ枠１０１を１対の平行な第１ガイド部材１０２、第２ガイド部材１０３により保持している。そして、これらガイド部材１０２，１０３の長手方向にレンズ枠１０１を移動させて、レンズ１０６の光軸方向での位置を変更し、変倍動作や合焦動作を行う。この時に、ガイド部材１０２，１０３でレンズ枠１０１がガタつかないように、例えば図示しないコイルバネにより、レンズ枠１０１を一方の例えば第２ガイド部材１０３に向けて付勢している。【０００４】
特許文献２に記載の光学機器では、ボールによる転動を利用して光学保持部材を光軸方向に移動し、移動中のレンズの揺動を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２１０４０９号公報
【特許文献２】特開平８−８６９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１４（Ａ）に示すように、従来のレンズ枠１０１はガイド筒１０５を有する。ガイド筒１０５は、ガイド孔１０５Ａを有し、ガイド孔１０５Ａには第１ガイド部材１０２が挿通される。レンズ枠１０１を第１ガイド部材１０２にて円滑に移動させるために、ガイド孔１０５Ａと第１ガイド部材１０２との間に隙間Ｇ１が形成されている。【０００７】
隙間Ｇ１はレンズ枠１０１の円滑な移動を担保することができる反面、この隙間Ｇ１の範囲内でレンズ枠１０１は傾く。このため、図１４（Ｂ）に示すように、レンズ枠１０１の位置を検出するセンサの検出信号に基づき、移動中のレンズ枠１０１を停止させる時に、保持しているレンズ１０６の光軸方向での位置がずれるという問題がある。例えば、（Ｂ）に示す移動停止直後状態とその後の停止状態（Ａ）とでは、レンズ枠１０１の隙間Ｇ１によって、レンズ枠１０１の傾きが異なる。この傾きによって、保持しているレンズ１０６の光軸方向での位置がずれ量ＰＳ分だけ、ずれてしまう。【０００８】
特許文献１に記載のレンズ移動装置では、コイルバネを用いてレンズ枠１０１をガイド部材１０２，１０３に直交する方向に付勢し、ガタつきを無くしている。しかし、その分だけレンズ枠１０１の移動時の摺動抵抗が増加する。このため、レンズ枠１０１を移動させるための駆動力が大きくなり、レンズ駆動装置が大型化してしまうという問題がある。また、コイルバネでレンズ枠１０１を付勢しても、レンズ枠１０１の移動時と停止時との傾きを完全に無くすことはできない。このため、レンズの光軸方向での位置ずれが残るという問題がある。【０００９】
特許文献２に記載の光学装置では、レンズ枠とガイド部材との間にボールを設け、ボールの転動によってレンズ枠を移動自在に保持している。これにより、レンズ枠の移動時及び停止時の傾きが無くなる。しかし、光軸を挟むようにボールを配置するため、ボールを用いたガイド機構が大型化してしまい、全体をコンパクトにまとめることが困難になる。また、レンズとボールの位置が上下逆になると、転動による効果が得られなくなり、案内をスムーズに行うことができない。従って、撮影装置の向きを変えた各種の態様で撮影される場合に、姿勢差によって円滑な移動が不可能になるという問題がある。【００１０】
本発明は、撮影向き等の姿勢が変わっても移動時及び停止時のレンズ枠の傾きを無くして、レンズ枠を精度よく位置決めできるレンズ案内装置、レンズ移動装置及び撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のレンズ案内装置は、レンズを保持するレンズ枠と、第１案内部と、第２案内部とを備える。第１案内部は、レンズ枠に配され、レンズの光軸に平行な第１方向にレンズ枠を移動可能に支持する。第２案内部は、第１案内部から離れた位置でレンズ枠に配され、レンズの光軸に平行な第１方向にレンズ枠を移動可能に支持する。第１案内部及び第２案内部は、第１案内部材と、第１転動体と、第２案内部材と、第２転動体と、第３案内部材と、第４案内部材と、付勢機構とを有する。第１案内部材は、レンズの光軸に平行な第１方向でレンズ枠に配される。第１転動体は、第１案内部材に接触して移動する。第２案内部材は、第１案内部材と平行に且つ第１転動体とは反対側で第１案内部材に近接してレンズ枠に配される。第２転動体は、第２案内部材に接触して移動する。第３案内部材は、第２案内部材と平行に配され、第２転動体を第１方向に移動可能に支持する。第４案内部材は、第１案内部材と平行に配され、第１転動体を第１方向に移動可能に支持する。付勢機構は、第１転動体及び第２転動体の一方を、第１転動体及び第２転動体の他方へ向けて付勢する。【００１２】
第１案内部材、第２案内部材、第３案内部材、及び第４案内部材の少なくとも１つは、平板状案内部材又はガイド溝付き案内部材であり、他の案内部材は２本の平行なガイド軸であることが好ましい。【００１３】
第１転動体及び第２転動体の一方は第１方向に離間して配される２個の球であり、第１転動体及び第２転動体の他方は、第１方向に直交し且つ第１案内部材及び第２案内部材を並べた方向である第２方向から見て２個の球の間に配される少なくとも１個の球であり、規制突起を有することが好ましい。また、第１転動体及び第２転動体は第１方向に離間して配される２個の球であり、規制突起を有することが好ましい。規制突起は、２個の球の間に配されて、２個の球の第１方向における一定範囲を超える移動を規制する。【００１４】
レンズ案内機構は、更に付勢機構及び第３案内部材が配され、レンズ枠を内部に保持する保持筒を備えることが好ましい。【００１５】
本発明のレンズ移動装置は、上記のレンズ案内装置とレンズ駆動機構を有する。レンズ駆動機構は、保持筒に配され、レンズ枠を光軸方向に移動する。なお、レンズ駆動機構は、ボイスコイルモータ、又はレンズ枠に螺合するネジ棒を有するステッピングモータであることが好ましい。また、レンズ駆動機構は、レンズ枠を一定範囲の一端側である基準位置に戻す初期化を行うことが好ましい。【００１６】
本発明の撮像装置は、撮像部と、撮像部に被写体像を結像させる上記のレンズ移動装置とを有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、撮影向き等の姿勢が変わっても移動時及び停止時のレンズ枠の傾きを無くして、レンズ枠を精度よく位置決めできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の撮像装置の模式的な構成を示す横断面図である。
【図２】本発明のレンズ移動装置を細かく分解して示す斜視図である。
【図３】本発明のレンズ移動装置を粗く分解して示す斜視図である。
【図４】本発明のレンズ案内装置を鉛直方向に分解して示す斜視図である。
【図５】本発明のレンズ案内装置を鉛直方向に分解して示す斜視図である。
【図６】付勢機構を鉛直方向に分解して上下を逆にして示す斜視図である。
【図７】レンズ案内装置を示す断面図である。
【図８】図７におけるVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図９】ＶＣＭを示す側面図である。
【図１０】付勢板に代えてガイドレールを用いた付勢機構の変形例１を示す断面図である。
【図１１】１個の第１転動体を用いたレンズ案内装置の変形例２を示す断面図である。
【図１２】第１実施形態の付勢板と第１レールとを上下逆に配した付勢機構の変形例２を示す断面図である。
【図１３】ＶＣＭに代えてステッピングモータを用いた第２実施形態のレンズ移動装置を示す断面図である。
【図１４】従来のレンズ案内装置の嵌合ガタによるレンズの位置ずれを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に示すように、本発明のレンズ案内装置１０及びレンズ移動装置１１，１２を用いた撮像装置１４は、レンズユニット１５と、撮像部としてのカメラ本体１６とを有する。レンズユニット１５は交換レンズユニットとして構成されており、カメラ本体１６内の撮像素子１７に、被写体像を結像させる。このレンズユニット１５は、カメラ本体１６に対して着脱自在なコネクタ１８を有する。なお、レンズユニット１５は、カメラ本体１６と一体に構成してもよい。
【００２０】
レンズユニット１５は、光学系１９を鏡筒部材２０内に備える。光学系１９は、光軸Ａｘに沿って被写体側から順に配される例えば第１レンズ２１〜第５レンズ２５を有する。なお、第１レンズ２１〜第５レンズ２５はそれぞれ１枚のレンズとして模式的に示しているが、これらは複数枚のレンズ群であってもよい。
【００２１】
カメラ本体１６は、光学系１９を通して得られる被写体の光学像を撮像する撮像素子１７を備える。制御部２６は、撮像素子１７に撮像タイミング等の各種撮像条件の情報を入力し、撮像素子１７から出力される撮像された画像信号を取り込む。そして、取り込んだ画像信号に対してアナログ処理及びデジタル処理を施し、出力用の撮像画像データを生成する。
【００２２】
鏡筒部材２０内には、被写体側から順に第１合焦機構としての第１レンズ移動装置１１と、絞り機構２７と、防振機構２８と、第２合焦機構としての第２レンズ移動装置１２とが配される。
【００２３】
鏡筒部材２０の外周には合焦リング２９が回転自在に取り付けられている。手動で合焦を行う場合には、合焦リング２９を回転させると、この回転に応じて、例えば第２レンズとしての第１合焦レンズ２２及び第４レンズとしての第２合焦レンズ２４が光軸Ａｘに平行な第１方向にそれぞれ個別に移動する。この移動により、撮影距離に応じた所定の光軸位置に、第１合焦レンズ２２、第２合焦レンズ２４が配されて、合焦が完了する。
【００２４】
第１レンズ２１及び第５レンズ２５は鏡筒部材２０に取り付けられている。第１レンズ２１は鏡筒部材２０の前端側（被写体側）に固定されている。また、第５レンズ２５は鏡筒部材２０の後端側（撮像素子側）に固定されている。第２レンズとしての第１合焦レンズ２２、第３レンズとしてのブレ補正レンズ２３、及び第４レンズとしての第２合焦レンズ２４は各々可動レンズである。
【００２５】
第１合焦レンズ２２は第１レンズ移動装置１１により駆動され、光軸Ａｘの方向（光軸方向）に移動する。第２合焦レンズ２４は第２レンズ移動装置１２により駆動され光軸方向に移動する。
【００２６】
第１レンズ移動装置１１は、レンズ案内装置１０とレンズ駆動機構とを備える。レンズ案内装置１０は、図２及び図３に示すように、レンズ枠３０と第１案内部３１と第２案内部３２と保持筒３３とベース板３４と取付ネジ３５とを有している。レンズ駆動機構は、１対のＶＣＭ（Voice Coil Motor）３６と合焦用位置センサ３７とを有している。
【００２７】
レンズ枠３０には第１合焦レンズ２２が取り付けられている。レンズ枠３０は第１案内部３１及び第２案内部３２によって、保持筒３３の内部に保持される。図４に示すように、レンズ枠３０を光軸方向でベース板３４側から見て、レンズ枠３０の左側には第１案内部３１が、レンズ枠３０の右側には第２案内部３２が配される。
【００２８】
第１案内部３１及び第２案内部３２は、レンズ枠３０を第１合焦レンズ２２の光軸方向に移動自在に案内する。なお、説明の便宜上、図２〜図４に示すように、光軸方向に直交する面を光軸方向から見て、例えば水平方向をＸ方向とし、鉛直方向をＹ方向としている。また、光軸方向に直交する面をＸＹ面としている。
【００２９】
図５に示すように、第１案内部３１及び第２案内部３２は、ガイド枠４０と、第１案内部材としての第１レール４１と、第２案内部材としての第２レール４２と、第３案内部材としての第３レール４３と、第４案内部材としての付勢板４８と、第１転動体４５と、第２転動体４６と、付勢機構４７とを有している。なお、第２案内部３２は、第３レール４３の代わりに平坦面４３Ｂを形成して、構成を簡単にしているが、第１案内部３１と同様に、第３レール４３を用いてもよい。
【００３０】
レンズ枠３０を光軸方向でベース板３４側から見て、ガイド枠４０の上部には第１レール４１が、ガイド枠４０の下部には第２レール４２が光軸方向に平行に収納されている。第１レール４１上には第１転動体４５が載せられる。第１転動体４５は金属又はセラミック製の２個の球から構成され、第１レール４１に沿って転動する。第２レール４２は、第１レール４１と平行に且つ第１転動体４５とは反対側で第１レール４１に近接してガイド枠４０に配される。
【００３１】
第１転動体４５の上方には、付勢機構４７が第１レール４１と平行に配される。付勢機構４７は保持筒３３内に取付ネジ５５によりネジ止めされている。付勢機構４７は、第１転動体４５を第１方向に移動可能に支持し、且つ第１転動体４５を第１レール４１に向けた第２方向に付勢する。第２方向とは、第１方向に直交し且つ第１レール４１及び第２レール４２を並べた鉛直方向である。
【００３２】
付勢機構４７は、付勢枠５１と、取付枠５２と、１対のコイルバネ５３と、取付ネジ５５とを有する。付勢機構４７は、第４案内部材としての付勢板（平板状案内部材）４８を第１転動体４５に向けて付勢する。付勢枠５１は両端に取付片５１Ａを有し、取付片５１Ａには鉛直方向に長い長孔５１Ｂが形成されている。取付枠５２の両端面には係止突起５２Ａが突出して形成されている。係止突起５２Ａが長孔５１Ｂ内で係合することにより、付勢枠５１が取付枠５２内で鉛直方向に移動自在に保持される。
【００３３】
図６に示すように、付勢枠５１の下面（図６は付勢機構４７を底から見た状態であり、上下が逆に図示されている）５１Ｃには、第１転動体４５の収納溝５１Ｄが形成されている。収納溝５１Ｄは矩形であり、第１レール４１（図２参照）に対応して第１方向に長く形成されている。収納溝５１Ｄ内には金属製の付勢板４８が配される。付勢板４８は第１転動体４５に接触する。
【００３４】
付勢枠５１を下方に付勢するために、取付枠５２には１対のバネ収納穴５２Ｂが形成されている。バネ収納穴５２Ｂ内にはガイド軸５２Ｃが設けられている。バネ収納穴５２Ｂにはコイルバネ５３が収納され、且つガイド軸５２Ｃがコイルバネ５３を挿通する。ガイド軸５２Ｃの先端は付勢枠５１のガイド穴５１Ｅに嵌合する。
【００３５】
図７に示すように、第２レール４２の下側には金属又はセラミック製の２個の球からなる第２転動体４６が接触する。第２転動体４６は、第３レール４３上に載せられて、第３レール４３上を転動する。
【００３６】
図５及び図６に示すように、第１レール４１は、金属製の２本のガイド軸４１Ａを水平方向に並べて構成されている。同様にして、第２レール４２及び第３レール４３も、金属製の２本のガイド軸４２Ａ及び４３Ａを水平方向に並べて構成されている。これら１対のガイド軸４１Ａ、４２Ａ、及び４３Ａは、第１転動体４５及び第２転動体４６が脱落することがない間隔を持って離されている。
【００３７】
ガイド枠４０の第１方向の両端部には、金属製の止め金具６０が取付ネジ６１によってネジ止めされる。止め金具６０は第１レール４１、第２レール４２、及び転動体４５，４６のガイド枠４０からの脱落を防止する。
【００３８】
図５〜図７に示すように、第１レール４１の各ガイド軸４１Ａの間からは、第１規制突起６３が上方に向けて突出して形成されている。第１規制突起６３は、第１転動体４５の第１レール４１における一定範囲を超える転動を規制する。
【００３９】
同様にして、第２レール４２の各ガイド軸４２Ａの間からは、第２規制突起６４が下方に向けて突出して形成されている。第２規制突起６４は、第２転動体４６の第２レール４２における一定範囲を超える転動を規制する。
【００４０】
各規制突起６３，６４は、各転動体４５，４６を基準位置に戻す。例えば、落下やその他の衝撃などによって、第１レール４１での第１転動体４５、第２レール４２での第２転動体４６の転動位置がずれてしまうことがある。この場合に、図７に矢印Ａ１で示すように、レンズ枠３０が基準位置（例えば被写体側に寄った第１端）に復帰する時に、第１規制突起６３及び止め金具６０が第１転動体４５を押して、第１転動体４５を基準位置に戻す。また、レンズ枠３０が基準位置に戻る時に、第２規制突起６４及び止め金具６０が第２転動体４６を押して、第２転動体４６を基準位置に戻す。止め金具６０も規制突起として機能する。更には、付勢枠５１の収納溝５１Ｄの両側の端面及び第２レールの両端を保持する端面は、各転動体４５，４６の脱落を阻止する。
【００４１】
図２に示すように、レンズ枠３０を光軸方向でベース板３４側から見て、レンズ枠３０の上部及び下部には、ＶＣＭ３６を取り付ける開口３０Ａ，３０Ｂが形成されている。
【００４２】
ＶＣＭ３６は、ヨーク７１、マグネット７２、及びコイル７３を備える。ヨーク７１は鉄等の磁性体からなり、図９に示すように、ヨーク本体７５及び連結板７６を有する。ヨーク本体７５は、外側ヨーク７５Ａと内側ヨーク７５Ｂとを隙間を設けて平行状態で対向させ、連結部７５Ｃで連結し、側面から見てＵ形に形成されている。連結板７６の他端には連結板７６が連結されて、閉ループの磁気回路が構成される。閉ループの磁気回路により、コイル７３を横切る磁束を増やすことができる。
【００４３】
外側ヨーク７５Ａはマグネット保持部として機能し、内側ヨーク７５Ｂはコイル挿通部として機能する。外側ヨーク７５Ａの内側面には、マグネット７２が固定される。また、内側ヨーク７５Ｂにはコイル７３が移動自在に挿通される。コイル７３は、銅線等の素線を巻いて形成される空芯コイルである。
【００４４】
コイル７３は、マグネット７２が発生する磁界内で、通電によって内側ヨーク７５Ｂに沿って移動する。実線で示されるコイル７３の位置が移動方向始端（基準位置）であり、二点鎖線で示されるコイル７３の位置が移動方向終端である。外側ヨーク７５Ａは、保持筒３３の内周面に取付ネジ７７（図２参照）によって固定される。
【００４５】
図２に示すように、レンズ枠３０は開口３０Ａ，３０Ｂの周囲にコイル収納部３０Ｅが形成されている。図３に示すように、開口３０Ａ，３０Ｂには内側ヨーク７５Ｂが入れられる。コイル収納部３０Ｅにはコイル７３が収納される。開口３０Ａ，３０Ｂに内側ヨーク７５Ｂが入れられた後に、外側ヨーク７５Ａ，内側ヨーク７５Ｂ及び連結板７６が一体化される。
【００４６】
コイル７３が通電されると、図９に示すように、コイル７３が内側ヨーク７５Ｂに沿って移動する。コイル７３の移動により、コイル７３を保持するレンズ枠３０が移動する。この移動により、第１合焦レンズ２２が光軸方向の所定位置にセットされて合焦される。
【００４７】
図２及び図３に示すように、合焦用位置センサ３７は、レンズ枠３０の光軸方向における位置を検出する。合焦用位置センサ３７は、棒状の位置検出用マグネット３７Ａと磁気センサ３７Ｂとを有している。位置検出用マグネット３７Ａは、レンズ枠３０のガイド枠４０に取り付けられている。磁気センサ３７Ｂは、例えば巨大磁気抵抗効果（GMR：Giant Magneto Resistive effect）を利用したＧＭＲ素子が用いられる。磁気センサ３７Ｂは、保持筒３３に取り付けられている。これにより、位置検出用マグネット３７Ａの磁気を検出して、磁気の強さに応じた検出信号を出力する。
【００４８】
磁気センサ３７Ｂの出力信号は、フレキシブル基板３７Ｃ（図２参照）等を介してカメラ本体１６の制御部２６に送られる。制御部２６では、合焦用位置センサ３７の信号に基づきレンズ枠３０の光軸方向における位置を検出し、第１合焦レンズ２２を第１レンズ移動装置１１により所望の位置に移動して合焦を行う。
【００４９】
図１に示すように、第２レンズ移動装置１２は、レンズ枠３０に第１合焦レンズ２２に代えて第２合焦レンズ２４が取り付けられている以外は、第１レンズ移動装置１１と同一に構成されている。このため、同一構成部材には同一符号を付して重複した説明を省略している。なお、第２レンズ移動装置１２は、取り付け方向を第１レンズ移動装置１１とは前後で逆向きにしているが、これは同じ向きにしてもよい。
【００５０】
第１レンズ移動装置１１と第２レンズ移動装置１２との間には、絞り機構２７及び防振機構２８が取り付けられている。絞り機構２７は、光軸Ａｘに配された絞り羽根２７Ａを有している。この絞り羽根２７Ａにより形成される絞り開口の径を増減することにより、カメラ本体１６に入射する撮影光の光量が調整される。
【００５１】
防振機構２８は、図示を省略したＸ方向ＶＣＭ及びＹ方向ＶＣＭを用いて、画像のブレを打ち消す方向にブレ補正レンズ２３をＸＹ面上で変位させる。これにより、画像ブレを補正する。
【００５２】
次に、本実施形態の撮像装置１４の作用を説明する。レリーズ操作により撮影が開始されると、第１レンズ移動装置１１及び第２レンズ移動装置１２が作動する。この作動により、第１合焦レンズ２２及び第２合焦レンズ２４が光軸方向に移動して、合焦制御が行われる。このように複数の合焦レンズ２２，２４を第１レンズ移動装置１１及び第２レンズ移動装置１２を用いて合焦制御を行うことにより、レンズ移動量が分散されるため、迅速な合焦が可能になる。特に、複数の合焦レンズ２２，２４を移動させるため、マクロ撮影において迅速且つ精度の良い合焦が可能になる。また、撮像装置１４のブレを検出すると、防振機構２８が作動して、ブレ補正レンズ２３をＸＹ面で移動させ、画像ブレが補正される。
【００５３】
ＶＣＭ３６が駆動されると、コイル７３を介してレンズ枠３０が光軸方向に移動する。この移動は、レンズ枠３０に配される第１レール４１及び第２レール４２に、転動体４５，４６を接触させて行われる。図５〜図８に示すように、転動体４５，４６は付勢機構４７と第３レール４３とによって、第１レール４１及び第２レール４２に接触するように付勢される。これにより、第１転動体４５と第２転動体４６とによって、第１レール４１及び第２レール４２が上下方向から挟持される。従って、レンズ枠３０を案内する第１レール４１及び第２レール４２と第１転動体４５及び第２転動体４６との間に、摺動用の隙間を設ける必要がなくなる。これにより、レンズ枠３０がガタつくことなく光軸方向にスムーズに移動可能になる。
【００５４】
また、図１４（Ｂ）に示す従来例のように、レンズ枠１０１の移動時の傾きに起因するレンズ停止位置のずれ量ＰＳが発生することがないため、移動停止直後状態及びその後の停止状態で、光軸上で第１合焦レンズ２２の位置がずれることがない。従って、第１合焦レンズ２２を目標位置に精度よく停止させることができる。これにより、精度良く合焦することができる。
【００５５】
本実施形態では、転動体４５，４６を用いた第１案内部３１及び第２案内部３２により、レンズ枠３０を光軸方向に案内している。このため、従来のように、ガイド棒に対するガイド溝の摺動よりも移動抵抗が少なくなり、より一層滑らかにレンズ枠３０を案内することができる。
【００５６】
レンズ駆動機構により、レンズ枠３０を一定範囲の一端側である基準位置に戻す初期化を行うことにより、初期化によって第１転動体４５を規制突起６３及び止め金具６０に係止させ、第２転動体４６を規制突起６４及び止め金具６０に係止させることができる。転動体４５，４６は各レール４１〜４３及び付勢板４８上で転動するため、本来は各レール４１〜４３及び付勢板４８における各転動体４５，４６の相対位置は変動することがない。しかし、落下やその他の衝撃によって各転動体４５，４６のレール４１〜４３及び付勢板４８での位置がずれてしまった場合にも、初期化によって各転動体４５，４６を基準位置に確実に戻すことができる。
【００５７】
転動体４５，４６は、金属製又はセラミック製を用いたが、この他に硬質合成樹脂製や合成樹脂の球面を硬質メッキしたもの等を用いることができる。セラミック製の球は、軽量であり、磁力の影響を受けないといった利点があり、より好ましく用いられる。また、金属製の球の場合で、磁力に感応する磁性体の場合には、マグネットの磁界の影響を受けて駆動性能が低下する懸念がある。このため、非磁性のステンレス（ＳＵＳ）製の球を用いる。磁性体の球を用いる場合は、マグネットと球の距離を十分離し、磁界の影響を無くすか又は少なくする。また、転動体以外のその他の金属製の付勢板４８、ガイド軸４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ、止め金具６０等も、非磁性のステンレス（ＳＵＳ）、硬質合成樹脂、又は表面を硬質メッキ処理した合成樹脂等で構成することが好ましい。
【００５８】
なお、上記の実施態様では、２個のレンズ移動装置１１，１２を用いて合焦制御しているが、１個のレンズ移動装置１１を用いて合焦制御してもよい。
【００５９】
［変形例１］
図７に示すように第１実施形態では、平板からなる付勢板４８と第１レール４１により第１転動体４５を挟むように保持している。一方、第２転動体４６は、第２レール４２及び第３レール４３により挟持される。このため、第１転動体４５と第２転動体４６とは直径が同じであるものの、接触位置が異なるため、転動直径が異なる。従って、例えば第１転動体４５は転動の他に滑りが発生する。これを避けるために、図１０に示す変形例１では、付勢板４８に代えて１対のガイド軸７９Ａからなるガイドレール７９を配した付勢機構７８を用いている。この変形例１では、第１転動体４５と第２転動体４６との転動直径が同じになり、例えば第１転動体４５の滑りを抑えて、レンズ枠３０をより滑らかに移動させることができる。なお、各変形例や各実施形態の説明において、第１実施形態と同一構成部材には同一符号を付して重複した説明を省略している。
【００６０】
［変形例２］
図７に示す第１実施形態では、２個の第１転動体４５及び２個の第２転動体４６を用いたが、図１１に示す変形例２のように、第１転動体４５を１個としても良い。この場合には、第１転動体４５の転動距離に合わせて、第１レールのガイド軸８５Ａの長さを設定する。
【００６１】
［変形例３］
図８に示すように第１実施形態では、第１レール４１と平板からなる付勢板４８とにより第１転動体４５を挟むように保持している。これに対して、図１２に示す変形例３では、第１実施形態の第１レール４１と付勢板４８（共に図７参照）を上下逆に配して、付勢板９０を第１案内部材とし、第１レール９１を第４案内部材としている。第１レール９１は、２本の平行なガイド軸９１Ａから構成されている。第１レール９１は、付勢機構９２によって下方に向けて付勢されている。付勢機構９２は第１実施形態の付勢機構４７と略同様に構成されている。この場合にも、第１実施形態と同様に、レンズ枠３０がガタつくことなく光軸方向にスムーズに移動可能になる。従って、第１合焦レンズ２２を目標位置に精度よく停止させることができ、精度良く合焦が可能になる。
【００６２】
第１実施形態及び変形例１〜３では、第１転動体４５を第２転動体４６に向けて付勢機構（第１付勢機構）４７，７８で付勢したが、これに代えて又は加えて第２転動体４６を第１転動体４５に向けて第２付勢機構で付勢してもよい。第２付勢機構は、図示は省略したが、第１付勢機構４７，７８と同様に構成する。また、付勢機構４７，７８は保持筒３３に設けたが、これに代えてガイド枠４０内に設けてもよい。平板状案内部材としての付勢板４８，９０に代えて、図示は省略したが、ガイド溝付き案内部材を用いてもよい。ガイド溝付き案内部材は、直方体状の案内ブロックのガイド面に、断面がＶ字形のガイド溝を第１方向に有する。ガイド溝には転動体が移動自在に入れられる。
【００６３】
上記変形例３の外に、第１案内部材、第２案内部材、第３案内部材、及び案内部材の少なくとも１つを、平板状案内部材又はガイド溝付き案内部材としても良い。また、他の案内部材は２本の平行なガイド軸を用いる。この場合にもレンズ枠３０を滑らかに案内することができる。
【００６４】
［第２実施形態］
上記第１実施形態では、ＶＣＭ３６を用いてレンズ駆動機構を構成したが、これに代えて、図１３に示す第２実施形態のレンズ移動装置８０のように、雌ネジ部８１、ネジ棒８２、及びステッピングモータ８３を用いて、レンズ駆動機構８４を構成してもよい。この場合には、雌ネジ部８１をレンズ枠３０に設ける。そして、ネジ棒８２を雌ネジ部８１に螺合させる。更に、ネジ棒８２をステッピングモータ８３により回転する。ネジ棒８２が正転又は逆転することにより、雌ネジ部８１を有するレンズ枠３０を光軸方向の所定位置に精度良く位置決めすることができる。
【００６５】
本発明のレンズ移動装置１１，１２及びレンズ案内装置１０は合焦制御に用いられる他に、ズーム装置やその他の各種光学機器のレンズの移動に用いられる。
【符号の説明】
【００６６】
１０    レンズ案内装置
１１    第１レンズ移動装置
１２    第２レンズ移動装置
１４    撮像装置
１５    レンズユニット
１６    カメラ本体
１７    撮像素子
１８    コネクタ
１９    光学系
２０    鏡筒部材
２１    第１レンズ
２２    第１合焦レンズ
２３    ブレ補正レンズ
２４    第２合焦レンズ
２５    第５レンズ
２６    制御部
２７    絞り機構
２７Ａ  絞り羽根
２８    防振機構
２９    合焦リング
３０    レンズ枠
３０Ａ，３０Ｂ  開口
３０Ｅ  コイル収納部
３１    第１案内部
３２    第２案内部
３３    保持筒
３４    ベース板
３５    取付ネジ
３６    ＶＣＭ
３７    合焦用位置センサ
３７Ａ  位置検出用マグネット
３７Ｂ  磁気センサ
３７Ｃ  フレキシブル基板
４０    ガイド枠
４１    第１レール
４１Ａ  ガイド軸
４２    第２レール
４２Ａ  ガイド軸
４３    第３レール
４３Ａ  ガイド軸
４３Ｂ  平坦面
４５    第１転動体
４６    第２転動体
４７    付勢機構
４８    付勢板
５１    付勢枠
５１Ａ  取付片
５１Ｂ  長孔
５１Ｄ  収納溝
５１Ｅ  ガイド穴
５２    取付枠
５２Ａ  係止突起
５２Ｂ  バネ収納穴
５２Ｃ  ガイド軸
５３    コイルバネ
５５    取付ネジ
６０    止め金具
６１    取付ネジ
６３    第１規制突起
６４    第２規制突起
６７    付勢板
７１    ヨーク
７２    マグネット
７３    コイル
７５    ヨーク本体
７５Ａ  外側ヨーク
７５Ｂ  内側ヨーク
７５Ｃ  連結部
７６    連結板
７７    取付ネジ
７８    付勢機構
７９    ガイドレール
７９Ａ  ガイド軸
８０    レンズ移動装置
８１    雌ネジ部
８２    ネジ棒
８３    ステッピングモータ
８４    レンズ駆動機構
８５Ａ  ガイド軸
９０    付勢板
９１    第１レール
９１Ａ  ガイド軸
９２    付勢機構
１０１  レンズ枠
Ａ１    矢印Ａｘ    光軸
ＰＳ    ずれ量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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