(57)【要約】【課題】カムを用いたレンズ駆動機構のカムの喰い付き発生を防止する。【解決手段】複数のレンズ７，１１が光軸を一致させた状態で配置される鏡筒本体２と、鏡筒本体２に収納された一部のレンズ１１を保持するレンズ保持部材１９と、レンズ保持部材１９を光軸方向にスライド可能に支持するガイド軸２０ａ，２０ｂと、レンズ保持部材１９を光軸方向の一方側に付勢するコイルバネ３３と、駆動モータ５３により回転駆動されるカム５１の変位に応じてレンズ保持部材１９をコイルバネ３３の付勢に抗して光軸方向の他方側に変位駆動するレンズ駆動機構４２とを備え、少なくとも光軸方向の他方側において、このレンズ駆動機構４２によりレンズ保持部材１９が変位駆動されるメカストロークが、レンズ保持部材のスライド可能な駆動ストロークよりも小さくなるように設定されている。【選択図】  図２７
2005010657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の像を結像する複数のレンズと、
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、
上記鏡筒本体の内部において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の一方側に付勢する付勢手段と、
上記レンズ保持部材と当接されるカムと、前記カムを回転駆動する回転駆動手段とを有し、前記回転駆動手段により回転駆動される前記カムの変位に応じて、上記レンズ保持部材を上記付勢手段の付勢に抗して光軸方向の他方側に変位駆動するレンズ駆動手段とを備え、
少なくとも上記光軸方向の他方側において、上記レンズ駆動手段により上記レンズ保持部材が変位駆動される距離範囲が、上記レンズ保持部材のスライド可能な距離範囲よりも小さくなるように設定されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
上記レンズ駆動手段により上記レンズ保持部材が光軸方向の他方側に変位駆動されるのを上記カムの変位が最大となる手前で規制する規制手段を備えることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
上記レンズ保持部材は、上記カムの外周面と摺接されるカムピンを有し、
上記規制手段は、上記カムの外周面にストッパを有し、
上記カムの変位が最大となる手前で上記カムピンが上記ストッパに当接されることを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
上記規制手段は、上記カムに設けられた規制突部と、上記鏡筒本体に設けられたストッパとを有し、
上記カムの変位が最大となる手前で上記規制突部が上記ストッパに当接されることを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
上記カムは、当該カムの変位が増加する方向に繰り返し回転可能であることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
上記回転駆動手段は、上記カムが取り付けられた駆動軸を上記カムと一体に回転駆動する駆動モータであり、当該駆動モータが光軸と直交して配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
被写体の像を結像する複数のレンズと、
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、
上記鏡筒本体の内部において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の一方側に付勢する付勢手段と、
上記レンズ保持部材と当接されるカムと、前記カムを回転駆動する回転駆動手段とを有し、前記回転駆動手段により回転駆動される前記カムの変位に応じて、上記レンズ保持部材を上記付勢手段の付勢に抗して光軸方向の他方側に変位駆動するレンズ駆動手段と、
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、
少なくとも上記光軸方向の他方側において、上記レンズ駆動手段により上記レンズ保持部材が変位駆動される距離範囲が、上記レンズ保持部材のスライド可能な距離範囲よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
上記レンズ駆動手段により上記レンズ保持部材が光軸方向の他方側に変位駆動されるのを上記カムの変位が最大となる手前で規制する規制手段を備えることを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
上記レンズ保持部材は、上記カムの外周面と摺接されるカムピンを有し、
上記規制手段は、上記カムの外周面にストッパを有し、
上記カムの変位が最大となる手前で上記カムピンが上記ストッパに当接されることを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
【請求項１０】
上記規制手段は、上記カムに設けられた規制突部と、上記鏡筒本体に設けられたストッパとを有し、
上記カムの変位が最大となる手前で上記規制突部が前記ストッパに当接されることを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
【請求項１１】
上記カムは、当該カムの変位が増加する方向に繰り返し回転可能であることを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項１２】
上記回転駆動手段は、上記カムが取り付けられた駆動軸を上記カムと一体に回転駆動する駆動モータであり、当該駆動モータが光軸と直交して配置されていることを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鏡筒本体に配置された複数のレンズのうち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。具体的に、撮像装置では、上述した一部のレンズを光軸方向に変位駆動するためのレンズ駆動機構や、複数のレンズの間に配置された絞りの開口を調節するための絞り調節機構、複数のレンズにより結像された被写体の像を撮像する固体撮像素子等がレンズ鏡筒を構成する鏡筒本体に一体に取り付けられることによって、装置全体の小型パッケージ化が行われている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
例えば、鏡筒本体には、図３３に示すようなレンズ駆動機構２００が取り付けられている。
【０００５】
このレンズ駆動機構２００は、レンズを保持するレンズ保持部材をラックを介して光軸方向に変位させるガイドスクリュー軸２０１と、このガイドスクリュー軸２０１を回転駆動する駆動モータ２０２とを有している。ガイドスクリュー軸２０１は、駆動モータ２０２の駆動軸と一体に形成されており、一端と他端との間がブラケット２０３により支持されている。ブラケット２０３は、両端部が同一方向に折り曲げられた平板部材からなり、一端２０３ａにガイドスクリュー軸２０１を貫通させた状態で駆動モータ２０２が固定され、他端２０３ｂに設けられた軸受２０４にガイドスクリュー軸２０１の先端が軸支されることによって、当該ガイドスクリュー軸２０１を軸周りに回転可能に支持している。また、ブラケット２０３の一端２０３ａと他端２０３ｂとの間には、ネジ２０５を貫通させる複数の貫通孔２０６と、鏡筒本体にネジ止めされる際の位置決めや回転止めを行う位置決め孔２０７や回転防止孔２０８が形成されている。
【０００６】
そして、このレンズ駆動機構２００は、ブラケット２０３の位置決め孔２０７及び回転防止孔２０８に、鏡筒本体に突設されたボスが係合された状態で、ブラケット２０３の貫通孔２０６を通してネジ２０５が鏡筒本体に設けられたネジ孔に螺合されることによって、鏡筒本体に取り付けられている。
【０００７】
また、鏡筒本体には、図３４に示すような絞り調節機構３００が取り付けられている。
【０００８】
この絞り調節機構３００は、駆動モータ３０１の駆動により絞り３０２の開口３０２ａを調節するものであり、駆動モータ３０１を保持する保持部材３０３と絞り３０２とが一体に形成されてなる。また、保持部材３０３には、ネジ３０４を貫通させる貫通孔３０５と、鏡筒本体にネジ止めされる際の位置決めを行う位置決め突部３０６とが形成された固定片３０７が突出して設けられている。
【０００９】
そして、この絞り調節機構３００は、固定片３０７の位置決め突部３０６が鏡筒本体に設けられた位置決め穴に係合された状態で、固定片３０７の貫通孔３０５を通してネジ３０４が鏡筒本体に設けられたネジ孔に螺合されることによって、鏡筒本体に取り付けられている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−３１１７３４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなレンズ駆動機構２００や絞り調節機構３００が取り付けられた鏡筒本体には、レンズ駆動機構２００の駆動モータ２０２と絞り調節機構３００の駆動モータ３０１とが、それぞれ光軸と平行な方向に並んで配置されることになる。
【００１２】
この場合、鏡筒本体には、レンズ駆動機構２００の駆動モータ２０２と絞り調節機構３００の駆動モータ３０１との干渉を防ぐためのスペースを確保しながら、これらレンズ駆動機構２００及び絞り調節機構３００を光軸方向に並べて配置しなければならない。
【００１３】
しかしながら、従来のレンズ鏡筒では、鏡筒本体の小型化が進むにつれて、これら駆動モータ２０２，３０１の干渉を防ぐためのスペースを確保することが非常に困難となってきており、このような制約によって撮像装置を自由に設計することができなくなると共に、結果として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。
【００１４】
また、上述したレンズ駆動機構２００では、図３５Ａ及び図３５Ｂに示すように、鏡筒本体の内部で一部のレンズを光軸方向に変位駆動するのに必要なメカストロークを保証するために、このメカストローク以上に鏡筒本体に固定されるブラケット２０３の位置精度を考慮した駆動ストロークを確保する必要がある。
【００１５】
具体的に、このレンズ駆動機構２００では、図３５Ａに示すように、ブラケット２０３と鏡筒本体との間でガタが生じやすく、鏡筒本体に対する組付誤差を考慮して、保証するメカストロークよりも駆動ストロークを大きく確保する必要がある。この場合、レンズ駆動機構２００自体を小型化することは非常に困難である。
【００１６】
一方、上述した固体撮像素子の高画素化や高画質化に対応するためには、図３５Ｂに示すように、鏡筒本体に対するレンズ駆動機構２００の位置精度を向上させると共に、駆動ストロークを小さくすることによって、レンズを高分解能で変位させる必要がある。
【００１７】
このように、従来の撮像装置では、鏡筒本体に対するレンズ駆動機構２００の位置決め精度が悪く、このレンズ駆動機構２００による駆動ストロークが大きくなるために、更なる小型化が困難となると共に、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高分解能で撮像することが困難となるといった問題があった。
【００１８】
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、レンズ駆動手段の小型化を図ると共に、レンズ駆動手段によりレンズを光軸方向に適切に変位させることによって、結像性能の更なる向上並びに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により結像された被写体の像を高分解能で撮像することを可能とすると共に、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鏡筒は、被写体の像を結像する複数のレンズと、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、鏡筒本体の内部において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の一方側に付勢する付勢手段と、回転駆動手段により回転駆動されるカムの変位に応じてレンズ保持部材を付勢手段の付勢に抗して光軸方向の他方側に変位駆動するレンズ駆動手段とを備え、少なくとも光軸方向の他方側において、レンズ駆動手段によりレンズ保持部材が変位駆動される距離範囲が、レンズ保持部材のスライド可能な距離範囲よりも小さくなるように設定されていることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明に係る撮像装置は、被写体の像を結像する複数のレンズと、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、鏡筒本体の内部において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の一方側に付勢する付勢手段と、回転駆動手段により回転駆動されるカムの変位に応じてレンズ保持部材を付勢手段の付勢に抗して光軸方向の他方側に変位駆動するレンズ駆動手段と、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、少なくとも光軸方向の他方側において、レンズ駆動手段によりレンズ保持部材が変位駆動される距離範囲が、レンズ保持部材のスライド可能な距離範囲よりも小さくなるように設定されていることを特徴としている。
【００２２】
以上のように、本発明では、レンズ駆動手段のカムの変位が最小となるとき、ガイド軸にスライド可能に支持されたレンズ保持部材が付勢手段に付勢された状態で光軸方向の一方側の端部に位置している。そして、この位置から、カムが回転駆動手段により当該カムの変位が増加する一の方向に回転駆動されると、当該カムの変位に応じてレンズ保持部材が付勢手段の付勢に抗して光軸方向の他方側に変位駆動される。一方、カムが回転駆動手段により当該カムの変位が減少する他の方向に回転駆動されると、当該カムの変位に応じてレンズ保持部材が光軸方向の一方側に変位駆動される。したがって、レンズ駆動手段は、回転駆動手段により回転駆動されるカムの変位に応じて、レンズ保持部材を光軸方向に適切に変位駆動することができる。
【００２３】
ここで、カムが回転駆動手段により一の方向に回転駆動されて当該カムの変位が最大となるとき、すなわちレンズ駆動手段によりレンズ保持部材が光軸方向の他方側の端部まで変位駆動されるとき、回転駆動手段による他の方向への回転トルクは最小となり、付勢手段がレンズ保持部材を光軸方向の一方側に付勢する付勢力は最大となる。
【００２４】
このとき、レンズ駆動手段によりレンズ保持部材が変位駆動される距離範囲がレンズ保持部材のスライド可能な距離範囲よりも大きいと、カムがレンズ保持部材との摺接部分に食い込んだ状態となることがある。この場合、回転駆動手段がカムを他の方向に回転駆動させようとしても、カムが回転せずにレンズ保持部材が光軸方向の他方側の端部に保持されたまま、光軸方向の一方側へと戻らなくなる。
【００２５】
そこで、本発明では、少なくとも光軸方向の他方側において、レンズ駆動手段によりレンズ保持部材が変位駆動される距離範囲が、レンズ保持部材のスライド可能な距離範囲よりも小さくなるように設定されている。
【００２６】
これにより、カムが回転駆動手段により一の方向に回転駆動されて当該カムの変位が最大となるとき、カムがレンズ保持部材との摺接部分に食い込むのを防ぐと共に、鏡筒本体の内部においてレンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するのに必要な距離範囲を保証することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した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。
【００２８】
図１及び図２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、鏡筒本体２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本発明を適用したレンズ鏡筒１ａを備え、このレンズ鏡筒１ａにより結像された被写体の像を鏡筒本体２の背面側に取り付けられた後述する固体撮像素子１５によって撮像するものである。また、この撮像装置１は、装置全体の小型パッケージ化が図られることによって、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を構成するに好適なものとして使用されている。なお、ここでは、レンズ鏡筒の前玉有効径を約５．２ｍｍとして設計したが、そのような設計範囲に限定されるものではなく、更に小型化することも可能である。
【００２９】
具体的に、鏡筒本体２は、複数のレンズが光軸を一致させた状態で配置された主鏡筒３と、この主鏡筒３の背面側に取り付けられた後部鏡筒４とを有している。
【００３０】
主鏡筒３に配置された複数のレンズは、図３及び図４に示すように、被写体側から順に、主鏡筒３に固定された第１のレンズ５及び第２のレンズ６からなる固定レンズ群７と、主鏡筒３の内部で光軸方向に移動可能に支持された第３のレンズ８、第４のレンズ９及び第５のレンズ１０からなる可動レンズ群１１とを有している。なお、複数のレンズのうち、第１のレンズ４乃至第４のレンズ８は、光学ガラスからなり、第５のレンズ９は、光学プラスチックからなる。
【００３１】
また、固定レンズ群７と可動レンズ群１１との間には、絞り１２が配置されている。そして、これら複数のレンズにより結像される被写体の像面側には、赤外カットフィルタ１３と、ローパスフィルタ１４と、固体撮像素子１５とが後部鏡筒４に固定された状態で配置されている。
【００３２】
主鏡筒３は、図５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により全体略直方体状に成形されている。この主鏡筒３の被写体側に位置する前面には、固定レンズ群７が固定される略円筒状のレンズホルダ１６が設けられている。このレンズホルダ１６は、第１のレンズ５と第２のレンズ６とを隣接させた状態で熱カシメ等によりその外周部を固定支持している。
【００３３】
また、主鏡筒３には、図６に示すように、内部に可動レンズ群１１を収納するためのレンズ収納空間１７が形成されており、背面側が開放された形状を有している。そして、このレンズ収納空間１７には、可動レンズ群１１を光軸方向に移動可能に支持するレンズ支持機構１８が設けられている。
【００３４】
このレンズ支持機構１８は、可動レンズ群１１を保持するレンズ保持部材１９と、このレンズ保持部材１９を光軸方向にスライド可能に支持する一対のガイド軸２０ａ，２０ｂとを有している。
【００３５】
レンズ保持部材１９は、図７及び図８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や、後述するカムピン３６とサイドカム５１との摺動特性を向上させるために、例えば液晶ポリマー等で形成されている。
【００３６】
また、このレンズ保持部材１９は、レンズ固定枠２１と共に可動レンズ群１１の外周部を保持するレンズ保持枠１９ａを有している。このレンズ保持枠１９ａの中央部には、可動レンズ群１１が収納されるレンズ収納凹部２２が形成されており、このレンズ収納凹部２２の底面中央には、可動レンズ群１１の第３のレンズ８を所定の径で臨ませる開口部２３が形成されている。
【００３７】
一方、レンズ固定枠２１は、第５のレンズ１０の外周部と当接される円環部２１ａと、この円環部２１ａの両側からレンズ保持枠１９ａに向かって折り曲げ形成された一対の折曲げ片２１ｂとを有している。このうち、円環部２１ａには、第５のレンズ１０の外周部と当接されることによって一対の折曲げ片２１ｂを所定の弾性力でレンズ保持枠１９ａを挟み込む方向へと撓ませる複数の突起部２１ｃが形成されている。一方、一対の折曲げ片２１ｂ，２１ｂの先端部には、それぞれレンズ保持枠１９ａの外周部に形成された係止溝２４と係合される係止爪２１ｄが形成されている。
【００３８】
また、レンズ保持枠１９ａの外周部には、一方のガイド軸２０ａを挿通する貫通孔２５が形成された筒状部２６と、他方のガイド軸２０ｂを挟み込む溝部２７が形成された支持片２８とが互いに対称となる位置から突出形成されている。また、支持片２８と隣接した位置には、第５のレンズ１０を位置決めする溝部２９が形成された位置決め部３０が突出形成されている。そして、この溝部２９には、第５のレンズ１０を射出成形することにより生じるゲート部３１が係合されることになる。
【００３９】
第５のレンズ１０は、このようなゲート部３１を切断せずに残しておくことで、切断時の応力の発生により光学特性が劣化するのを防止している。また、ここでは、この第５のレンズ１０に残されたゲート部３１をレンズ保持枠１９ａに保持する際の位置決めに用いている。
【００４０】
そして、このレンズ保持部材１９に可動レンズ群１１を固定する際は、先ず、第３のレンズ８、第４のレンズ９及び第５のレンズ１０を接合した状態でレンズ保持枠１９ａのレンズ収納凹部２２に収納する。このとき、第５のレンズ１０のゲート部３１がレンズ保持枠１９ａの溝部２９と係合されることによって、これら可動レンズ群１１がレンズ保持枠１９ａに対して正確に位置決めされる。
【００４１】
次に、レンズ固定枠２１がレンズ支持枠２ａと共に可動レンズ群１１の外周部を挟み込みながら、一対の突出片２１ｂの係止爪２１ｄをレンズ保持枠１９ａの係止溝２４と係合させる。これにより、可動レンズ群１１をレンズ保持部材１９に適切に保持させることができる。
【００４２】
一対のガイド軸２０ａ，２０ｂは、図６に示すように、光軸と平行に配置されており、それぞれの両端部が主鏡筒３と後部鏡筒４との間で固定支持されている。このうち、一方のガイド軸２０ａは、図６中に示すレンズ収納空間１７の左上コーナー部に位置しており、他方のガイド軸２０ｂは、図６中に示すレンズ収納空間１７の右下のコーナー部に位置している。この場合、レンズ保持部材１９は、主鏡筒３に対して略４５゜傾けられた状態で配置されることによって、一対のガイド軸２０ａ，２０ｂに対するレンズ保持部材１９のガタツキを抑制することが可能となっている。
【００４３】
また、主鏡筒３の一対のガイド軸２０ａ，２０ｂが固定される面には、図９に示すように、一対の受け穴３２ａ，３２ｂが形成されており、これら受け穴３２ａ，３２ｂは、圧入される一対のガイド軸２０ａ，２０ｂの先端を保持するように、内面が四方に亘って平坦化された形状を有している。
【００４４】
また、一方のガイド軸２０ａには、図６に示すように、レンズ保持部材１９を背面側に付勢する付勢手段である圧縮コイルバネ３３が挿通されている。一方、図７に示すレンズ保持部材１９の筒状部２６及び図９に示す主鏡筒３の一方の受け穴３２ａには、このコイルバネ３３の両端部と当接される受け部３４，３５がそれぞれ形成されている。
【００４５】
コイルバネ３３は、所定の面圧でカムピン３６がサイドカム５１と当接されるように、内周部がガイド軸２０ａに接触せず、且つ、圧縮された際に外周部が主鏡筒３の受け部３５の内周部と干渉しない寸法で形成されている。
【００４６】
そして、このレンズ保持部材１９は、図１０及び図１１に示すように、筒状部２６の貫通孔２５に一方のガイド軸２０ａが挿通され、支持片２８の溝部２７に他方のガイド軸２０ｂが挟み込まれることによって、これら一対のガイド軸２０ａ，２０ｂに沿ってスライド可能に支持されている。
【００４７】
また、レンズ保持部材１９には、筒状部２６の近傍から背面側に向かってカムピン３６が突出形成されている。このカムピン３６は、レンズ保持部材１９がコイルバネ３３に付勢されることによって、後述するレンズ駆動機構４２のサイドカム５１と当接されることになる。また、このカムピン３６は、サイドカム５１との摺動性及び耐摩耗性を良くするために、その先端部が例えば半球面とされている。なお、ここでは、カムピン３６がレンズ保持部材１９と一体に成形された構成となっているが、サイドカム５１との摺動性及び耐摩耗性を向上させるために、例えば液晶ポリマー等を用いてカムピン３６をレンズ保持部材１９とは別個に作製した後に、このレンズ保持部材１９に取り付けた構成としてもよい。
【００４８】
また、レンズ保持部材１９には、後述するリセットセンサ６７と協働して初期化の動作を行う突出片３７が、筒状部２６の近傍から前面側に向かって所定の長さで突出形成されている。さらに、レンズ保持部材１９には、図１０に示すように、一対のガイド軸２０ａ，２０ｂに沿って前面側にスライドされた際に主鏡筒３と当接される規制突部３８と、背面側にスライドされた際に後部鏡筒４と当接される規制片３９とが互いに逆向きに突出形成されている。一方、主鏡筒３には、図９に示すように、このレンズ保持部材１９の規制突部３８と当接されるメカストッパ４０が形成されている。
【００４９】
また、主鏡筒３には、図１２に示すように、上述した絞り１２の開口１２ａを調節する絞り調節機構４１と、上述したレンズ保持部材１９を光軸方向に変位駆動するレンズ駆動機構４２とが設けられている。
【００５０】
絞り調節機構４１は、図１３及び図１４に示すように、第１の駆動モータ４３の駆動により絞り１２の開口１２ａを２枚のシャッタ部材（図示せず。）により調節する、いわゆるアイリスユニットであり、第１の保持部材４４と一体に形成されている。
【００５１】
第１の保持部材４４は、この絞り調節機構４１を保持するものであり、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、例えばポリカーボネート樹脂により全体略矩形平板状に成形されている。
【００５２】
また、第１の保持部材４４の先端部には、絞り１２の開口１２ａが光軸と一致するように形成されている。また、第１の保持部材４４には、基端部の背面側の主面に位置して、第１の駆動モータ４３が光軸と平行となるように取り付けられている。一方、この第１の駆動モータ４３が取り付けられた面とは反対側の主面には、絞り１２の開口１２ａを調節する２枚のシャッタ部材（図示せず。）が第１の駆動モータ４３の駆動により互いに逆向きにスライド可能に設けられている。また、第１の保持部材４４の主鏡筒３と当接される面には、当該主鏡筒３に対して位置決めされるボス穴４５が形成されている。また、第１の保持部材４４の一側面部には、後述する主鏡筒３の位置決め凹部４８に係合されると共に、後述する第２の保持部材５４の押付片５６に押し付けられる被押付片４６が突出形成されている。
【００５３】
一方、主鏡筒３には、図１２に示すように、光軸と平行な一側面（以下、第１の側面という。）３ａに、上述した絞り１２を固定レンズ群７と可動レンズ群１１との間に挿入するための第１の挿入口４７が形成されている。また、第１の側面３ａには、第１の保持部材４４の被押付片４６が係合される位置決め凹部４８が第１の挿入口４７と隣接して形成されている。また、第１の側面３ａには、第１の保持部材４４のボス穴４５に係合されるボス４９と、第１の駆動モータ４３の外形に対応した切欠き部５０とが形成されている。
【００５４】
レンズ駆動機構４２は、図１４に示すように、レンズ保持部材１９のカムピン３６と当接されるサイドカム５１と、このサイドカム５１が取り付けられた駆動軸５２を当該サイドカム５１と一体に回転駆動する第２の駆動モータ５３とを有している。
【００５５】
サイドカム５１は、その回転に応じてレンズ保持部材１９を光軸方向に等速で変位させるものであり、その中心部に対して外周面が渦巻き状の輪郭曲線を描くように、例えばポリカーボネート樹脂を用いて高精度に成形されると共に、その中心部が第２の駆動モータ５３の駆動軸５２に圧入若しくは接着により取り付けられている。
【００５６】
なお、このサイドカム５１の外周面には、カムピン３６との摺動性を良くするために、グリスを塗布してもよい。また、このサイドカム５１を摺動性に優れた例えば液晶ポリマー等を用いて作製し、レンズ保持部材１９を耐摩耗性に優れた例えば炭素入りのポリカーボネート樹脂等を用いて作製することによって、このようなグリスを塗布しない構造とすることもできる。
【００５７】
第２の駆動モータ５３は、いわゆるステッピングモータであり、供給される駆動パルスに応じて駆動軸５２の回転を駆動制御する。そして、この第２の駆動モータ５３は、第２の保持部材５４により支持されている。この第２の保持部材５４は、両端部が同一方向に折り曲げられた板金からなり、一端に駆動軸５２を貫通させた状態で第２の駆動モータ５３が固定され、他端に設けられた軸受５５に駆動軸５２の先端が軸支されることによって、この駆動軸５２を一端と他端との間で回転可能に支持している。
【００５８】
また、第２の保持部材５４の一端には、上述した第１の保持部材４４の被押付片４６を主鏡筒３の第１の側面３ａに押し付ける押付片５６が折り曲げ形成されている。この押付片５６は、所定の弾性を有するように、板金の板厚、幅、材質等が決められており、上述した主鏡筒３の位置決め凹部４８に第１の保持部材４４の被押付片４６が係合された際の寸法バラツキを吸収できるようになされている。なお、場合によっては、このような押付片５６の弾性付勢によらずに光学性能に影響を与えない範囲内で係合部分にガタを持たせることも可能である。
【００５９】
また、この第２の保持部材５４の一端と他端との間には、主鏡筒３に対して位置決めされるボス孔５７が形成されている。さらに、このボス孔５７が形成された位置からは、主鏡筒３に固定される固定片５８が、第２の駆動モータ５３側に駆動軸５２と平行となるように延長して形成されている。この固定片５８には、第１の孔部５９と、この第１の孔部５９よりも拡径された第２の孔部６０とが駆動軸５２と平行な方向に沿って連続して形成されている。このうち、第１の孔部５９は、主鏡筒３にネジ止めされる際の固定片５８の回転を防止する長孔であり、第２の孔部６０は、主鏡筒３にネジ止めされる際のネジ６１を貫通させる貫通孔である。
【００６０】
一方、主鏡筒３には、図１２に示すように、第１の側面３ａ及び当該第１の側面３ａと隣接する光軸と平行な一側面（以下、第２の側面という。）３ｂに亘って、上述したサイドカム５１をレンズ収納空間１７に挿入するための第２の挿入口６２が形成されている。そして、主鏡筒３の内面には、この第２の挿入口６２から挿入された第２の保持部材５４の先端から突出する軸受５５が係合される位置決め凹部６３が形成されている。
【００６１】
また、第２の側面３ｂには、上述した固定片５８の第１の孔部５９と係合される回転防止用の位置決め突部６４と、固定片５８の第２の孔部６０を通してネジ６１が螺合されるネジ孔６５ａが形成された座面突部６５とが突出形成されている。位置決め突部６４は、座面突部６５よりも高く且つ当該ネジ孔６５ａに螺合されるネジ６１の頭部に対応した領域内に少なくとも一部が位置している。座面突部６５は、ネジ孔６５ａから位置決め突部６４に向かって一部が切り欠かれた形状を有している。なお、これら位置決め突部６４及び座面突部６５は、それぞれ先端に面取りが施されており、基端が主鏡筒３の第２の面に対して曲面形状を有している。また、第２の側面３ｂには、上述した第２の保持部材５４のボス孔５７と係合される位置決め用のボス６６が突出形成されている。
【００６２】
そして、これら絞り調節機構４１及びレンズ駆動機構４２を主鏡筒３に取り付ける際は、先ず、主鏡筒３の第１の挿入口４７から絞り１２を主鏡筒３の内部に挿入する。このとき、主鏡筒３の位置決め凹部４８に第１の保持部材４４の被押付片４６が係合され、第１の保持部材４４のボス穴４５に主鏡筒３のボス４９が係合され、主鏡筒３の切欠き部５０に第１の保持部材４４に取り付けられた第１の駆動モータ４３がそれぞれ係合される。なお、この位置決め凹部４８に係合された被押付片４６は、第１の側面３ａと同一主面を形成している。また、図示を省略するが、主鏡筒３の内部に挿入された絞り１２の先端は、主鏡筒３の内面に形成された位置決め凹部と係合されると共に、上述したレンズホルダ１６とレンズ収納空間１７との間を遮断することになる。これにより、絞り調節機構４１は、固定レンズ群７と可動レンズ群１１との間の光路上に絞り１２の開口１２ａが位置するように、主鏡筒３に対して正確に位置決めされた状態となる。
【００６３】
次に、主鏡筒３の第２の挿入口６２から、サイドカム５１がレンズ収納空間１７に収納されたレンズ保持部材１９のカムピン３６と当接されるように、レンズ駆動機構４２を主鏡筒３の内部に挿入する。このとき、主鏡筒３の内面に形成された位置決め凹部６３に第２の保持部材５４の先端から突出する軸受５５が係合される。また、第２の保持部材５４のボス孔５７に主鏡筒３の第２の面に形成されたボス６６が係合される。また、図１５に示すように、第２の保持部材５４の押付片５６が第１の保持部材４４の被押付片４６と当接され、上述した位置決め凹部４８に係合された被押付片４６を主鏡筒３の第１の側面３ａに所定の力量で押し付けた状態とする。また、図１６及び図１７に示すように、固定片５８が主鏡筒３の座面突部６５と当接された状態で、第２の保持部材５４の第１の孔部５９に主鏡筒３の位置決め突部６４が係合されると共に、第２の孔部６０を通してネジ孔６５ａにネジ６１が螺合される。これにより、第２の保持部材５４の固定片５８が主鏡筒３の第２の側面３ｂに固定される。
【００６４】
この撮像装置１では、第１の保持部材４４の被押付片４６が第２の保持部材５４の押付片５６により主鏡筒３の第１の側面３ａに押し付けられた状態で、第２の保持部材５４の固定片５８が主鏡筒３の第２の側面３ｂに固定されることから、主鏡筒３に対する絞り調節機構４１とレンズ駆動機構４２との組付工数及び固定箇所を削減しながら、これら絞り調節機構４１とレンズ駆動機構４２とを主鏡筒３に対して適切に位置決め固定することが可能である。
【００６５】
なお、第２の保持部材５４の押付片５６は、第１の保持部材４４の被押付片４６を主鏡筒３の第１の側面３ａに押し付けることによって、主鏡筒３に対して絞り調節機構４１を絞り１２の挿入方向に固定すると共に、この絞り１２の挿入方向と直交する方向にも固定することが可能である。
【００６６】
また、この撮像装置１では、主鏡筒３の第１の側面３ａにおいて、絞り調節機構４１の第１の駆動モータ４３が光軸と平行して配置されると共に、レンズ駆動機構４２の第２の駆動モータ５３が光軸と直交して配置されることによって、これら第１の駆動モータ４３及び第２の駆動モータ５３を鏡筒本体２の同一側面にコンパクトに配置することが可能なことから、装置全体を更に小型化することが可能である。また、この撮像装置１では、レンズ駆動機構４２の第２の駆動モータ５３を光軸と直交して配置することが可能となることで、サイズやデザイン等の設計自由度を更に向上させることが可能である。
【００６７】
さらに、この撮像装置１では、可動レンズ群１１を保持するレンズ保持部材１９をサイドカム５１の変位に応じて光軸方向に変位駆動することで、ラックやリードスクリューといった構成部品が不要となり、レンズ駆動機構４２自体を従来のレンズ駆動機構２００よりも小型化することが可能なことから、装置全体を更に小型化することが可能である。
【００６８】
また、この撮像装置１では、レンズ駆動機構４２が主鏡筒３のレンズ収納空間１７に挿入されたときに、主鏡筒３の内面に形成された位置決め凹部６３に第２の保持部材５４の先端から突出する軸受５５が係合されることから、第２の駆動モータ５３の駆動軸５２の位置精度を向上させることが可能であり、サイドカム５１によるレンズ保持部材１９の光軸方向の移動操作を適切に行うことが可能となる。
【００６９】
上述した絞り調節機構４１及びレンズ駆動機構４２が取り付けられた主鏡筒３の第１の側面３ａには、図１８に示すように、絞り調節機構４１よりも前面側に位置してリセットセンサ６７が設けられている。
【００７０】
このリセットセンサ６７は、図１９に示すように、上述したレンズ保持部材１９の突出片３７に沿った溝部６８を有し、この溝部６８を突出片３７が通過することによって、これを感知し、電源投入時等においてレンズ駆動機構４２の初期化を行う。また、このリセットセンサ６７は、略矩形状のプリント配線基板６９にハンダ付けされており、このプリント配線基板６９には、上部にネジ７０を貫通させる貫通孔７１と、両側縁部に一対の切欠き部７２とが形成されている。
【００７１】
一方、主鏡筒３の第１の側面３ａには、このリセットセンサ６７をレンズ収納空間１７に挿入するための第３の挿入口７３が形成されている。また、第１の側面３ａには、プリント配線基板６９の貫通孔７１を通してネジ７０が螺合されるネジ孔７４と、プリント配線基板６９の一対の切欠き部７２に係合されることによって、プリント配線基板６９を主鏡筒に対して位置決めする或いはネジ止めされるプリント配線基板６９の回転を防止する一対の突起部７５とが形成されている。
【００７２】
そして、リセットセンサ６７を主鏡筒３に取り付ける際は、第３の開口部７３からリセットセンサ６７を挿入する。このとき、プリント配線基板６９の一対の切欠き部７２に一対の突起部７５が係合された状態で、プリント配線基板６９の貫通孔７１を通して主鏡筒３のネジ孔７４にネジ７０が螺合される。これにより、リセットセンサ６７が取り付けられたプリント配線基板６９を主鏡筒３の第１の側面３ａに位置決め固定することができる。
【００７３】
リセットセンサ６７が取り付けられた主鏡筒３には、後部鏡筒４が取り付けられる。この後部鏡筒４は、図２０及び図２１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が全体略矩形枠状に成形されてなり、その中央部には、矩形状の開口部４ａが形成されている。
【００７４】
この後部鏡筒４の主鏡筒３の背面と対向する正面には、一対の受け穴７６ａ，７６ｂが形成されており、これら一対の受け穴７６ａ，７６ｂは、圧入される一対のガイド軸２０ａ，２０ｂの他端を保持するように、内面が四方に亘って平坦化された形状を有している。また、この後部鏡筒４の背面には、一対の受け穴７６ａ，７６ｂの近傍に位置して、一対の位置決め突部７７が突出形成されている。また、この後部鏡筒４の正面には、上述した図１０及び図１１に示すレンズ保持部材１９の規制片３９と当接されるメカストッパ７８が突出形成されている。
【００７５】
また、後部鏡筒４の背面には、図２１に示す左上コーナー部及び右下のコーナー部に位置して、ネジ７９を貫通させる一対の貫通孔８０が形成されている。また、これら貫通孔８０の周囲には、後部鏡筒４の背面側に取り付けられる固体撮像素子１５とネジ７９との干渉を防ぐために、一段低くなされた段差部８０ａが形成されている。また、この後部鏡筒４の背面には、一対の位置決め突部８１と一対のネジ孔８２とがそれぞれ一対の貫通孔８０から順に上方又は下方に並ぶように形成されている。そして、この後部鏡筒４は、正面側の一対の位置決め突部７７が主鏡筒３の背面に形成された一対の位置決め穴８３に係合されることによって位置決めされ、一対の貫通孔８０を通して主鏡筒３の背面に形成された一対のネジ孔８４にネジ７９が螺合されることによって、この主鏡筒３の背面に固定される。
【００７６】
そして、この主鏡筒３に取り付けられた後部鏡筒４には、図２２に示すように、背面側から順に、赤外カットフィルタ１３と、ローパスフィルタ１４と、固体撮像素子１５とが組み付けられている。
【００７７】
赤外カットフィルタ１３は、赤外光が固体撮像素子に到達しないようにするためのものである。この赤外カットフィルタ１３には、大別して２種類の方式があり、一つは、金属イオンを含有することで特定の波長（ここでは赤外光）を吸収する、いわゆる吸収フィルタと、もう一つは、誘電体の多層構造をもつ、いわゆるダイクロイックフィルタである。
【００７８】
ローパスフィルタ１４は、固体撮像素子１５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ものである。すなわち、複数のレンズを透過した光は、このローパスフィルタ１４を透過することで特定の空間周波数成分のみが取り出され、この特定の空間周波数成分の光が固体撮像素子１５に入射することになる。
【００７９】
固体撮像素子１５は、配線基板８５に実装されたＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）からなり、入射した光を光電変換して電気信号として出力する。また、固体撮像素子１５としては、ＣＣＤの代わりに、ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｎｔａｌ−ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｄｅｖｉｃｅ）を配線基板８５に実装するようにしてもよい。
【００８０】
また、固体撮像素子１５は、矩形状の板金８６に取り付けられており、この板金８６の両側には、上述した後部鏡筒４の背面側に形成された位置決め突部８１が係合される一対の位置決め孔８７と、ネジ８８を貫通させる一対の貫通孔８９とが形成されている。この板金８６には、図２３に示すように、固体撮像素子１５に矩形枠状のシールゴム９０が嵌合され、このシールゴム９０を介してローパスフィルタ１４と赤外カットフィルタ１３とが接合されている。そして、この板金８６は、一対の位置決め孔８７に後部鏡筒４の一対の位置決め突部８１が係合された状態で、一対の貫通孔８９を通して後部鏡筒４の一対のネジ孔８２にネジ８８が螺合されることによって、後部鏡筒４の背面に取り付けられている。また、後部鏡筒４には、これら赤外カットフィルタ１３、ローパスフィルタ１４及びシールゴム９０が嵌め込まれる枠状の段差部９１が形成されている。
【００８１】
以上のように構成される撮像装置１では、固定レンズ群７に対してレンズ支持機構１８によりスライド可能に支持された可動レンズ群１１をレンズ駆動機構４２により光軸方向に変位させるフォーカス動作を行うことで、この鏡筒本体２の背面側に位置する固体撮像素子１５の受光面に被写体の像を結像させる。そして、この撮像装置１では、結像された被写体の像を固体撮像素子１５が受像し、この固体撮像素子１５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可能となっている。
【００８２】
上述したように、この撮像装置１では、レンズ駆動機構４２が第２の駆動モータ５３により回転駆動されるサイドカム５１の変位に応じて、可動レンズ群１１が保持されたレンズ保持部材１９を光軸方向に変位駆動する。
【００８３】
ここで、レンズ駆動機構４２では、図２４に示すように、サイドカム５１の変位が最小となるとき、レンズ保持部材１９の規制片３９が後部鏡筒４のメカストッパ７８に当接されることによって、その光軸方向の一方側への移動が規制されている。したがって、このレンズ保持部材１９は、コイルバネ３３に付勢された状態で光軸方向の一方側、すなわち一対のガイド軸２０ａ，２０ｂに沿った背面側の端部に位置することになる。
【００８４】
そして、この状態から、サイドカム５１が第２の駆動モータ５３により当該カム５１の変位が増加する一の方向、すなわち図２４中矢印Ｘ１で示す方向に回転駆動されると、レンズ保持部材１９のカムピン３６がサイドカム５１の外周面と摺接しながら、レンズ保持部材１９がコイルバネ３３の付勢に抗して光軸方向の他方側、すなわちコイルバネ３３の圧縮方向へと変位駆動される。したがって、このレンズ保持部材１９は、一対のガイド軸２０ａ，２０ｂに沿って、図２４中矢印Ｙ１で示す前面側へとスライドすることになる。
【００８５】
このレンズ駆動機構４２では、図２５に示すように、サイドカム５１の変位が最大となるとき、レンズ保持部材１９の規制突部３８が主鏡筒３のメカストッパ４０に当接されることによって、その光軸方向の他方側への移動が規制されている。したがって、このレンズ保持部材１９は、一対のガイド軸２０ａ，２０ｂに沿った前面側の端部に位置することになる。
【００８６】
一方、サイドカム５１が第２の駆動モータ５３により当該カム５１の変位が減少する他の方向、すなわち図２５中矢印Ｘ２で示す方向に回転駆動されると、レンズ保持部材１９のカムピン３６がサイドカム５１の外周面と摺接しながら、レンズ保持部材１９がコイルバネ３３に付勢された状態で光軸方向の一方側、すなわちコイルバネ３３の伸張方向へと変位駆動される。したがって、このレンズ保持部材１９は、一対のガイド軸２０ａ，２０ｂに沿って、図２５中矢印Ｙ２で示す背面側へとスライドすることになる。
【００８７】
この撮像装置１では、このようなレンズ駆動機構４２によって、レンズ保持部材１９の駆動ストロークを従来よりも小さくすることが可能であり、可動レンズ群１１を高分解能で変位駆動することが可能である。
【００８８】
ここで、レンズ保持部材１９のスライド可能な距離範囲（メカストローク）は、上述した後部鏡筒４に設けられた背面側メカストッパ７８と、主鏡筒３に設けられた前面側メカストッパ４０とに、それぞれレンズ保持部材１９の背面側規制片３９と前面側規制突部３８とが当接されることによって保証されている。一方、レンズ駆動機構４２がレンズ保持部材１９を変位駆動する距離範囲（駆動ストローク）は、サイドカム５１の変位が最小となる位置と最大となる位置との変位量の差によって保証されている。そして、このサイドカム５１は、図２６に示すように、メカストローク以上の駆動ストロークを保証している。
【００８９】
ところで、図２５に示すように、サイドカム５１の変位が最大となるとき、すなわちレンズ駆動機構４２によってレンズ保持部材１９が前面側の最端部まで変位駆動されたとき、第２の駆動モータ５３による図２５中矢印Ｘ２で示す方向の回転トルクは最小となり、コイルバネ３３がレンズ保持部材１９を図２５中矢印Ｙ２で示す方向に付勢する付勢力は最大となる。
【００９０】
このとき、図２６に示すように、駆動ストロークがメカストロークよりも大きいと、サイドカム５１がレンズ保持部材１９のカムピン３６との摺接部分に深く食い込んだ状態、いわゆる喰い付きが発生することがある。
【００９１】
この場合、回転駆動機構４３がサイドカム５１を図２５中矢印Ｘ２で示す方向に回転させようとしても、サイドカム５１が回転せずにレンズ保持部材１９が前面側の最端部に保持されたまま、図２５中矢印Ｙ２で示す方向に戻らなくなる不都合が生じてしまう。
【００９２】
具体的に、このサイドカム５１の喰い付きの発生原理について説明する。
【００９３】
レンズ駆動機構４２では、図２５に示すように、レンズ保持部材１９が前面側の最端部まで変位駆動されたとき、上述したレンズ保持部材１９の規制突部３８と主鏡筒３のメカストッパ４０とが互いに当接された状態となっている。
【００９４】
このとき、レンズ保持部材１９のカムピン３６とサイドカム５１の外周面との間には摩擦力が働いており、その摩擦係数をμとし、第２の駆動モータ５３の回転トルクによってサイドカム５１とカムピン３６との接点に働く力をＰとし、サイドカム５１の外周面に対する圧力角をθとし、サイドカム５１の外周面に対する法線方向の反力をＲとし、駆動軸５２がサイドカム５１を支える力をＪとすると、
Ｒ−Ｐ・ｓｉｎθ＝Ｊ・ｃｏｓθ  （式１）
Ｐ・ｃｏｓθ−μ・Ｒ＝Ｊ・ｓｉｎθ  （式２）
という関係が成り立つ。
【００９５】
また、この喰い付き状態から、第２の駆動モータ５３がサイドカム５１を図２５中矢印Ｘ２で示す方向に回転駆動する際には、一度第２の駆動モータ５３による回転トルクが０となることから、上述したサイドカム５１とカムピン３６との接点に働く力Ｐが０となり、摩擦力の方向が逆転する。
【００９６】
このとき、上記式１及び上記式２から、
Ｒ＝Ｊ・ｃｏｓθ  （式１’）
という関係が成り立ち、
μ・Ｒ≧Ｊ・ｓｉｎθ  （式２’）
が静止条件となる。
【００９７】
すなわち、サイドカム５１は、この静止条件が成り立つ位置まで変位してから静止することになる。
【００９８】
ここで、Ｒは、静止状態の突張り力であることから、
Ｐ＞Ｒ・ｓｉｎθ＋μ・Ｒ・ｃｏｓθ
となる力Ｐを第２の駆動モータ５３によって発生させることができれば、レンズ保持部材１９は、無事に前面側の端部から脱出させることができる。すなわち、サイドカム５１の喰い付きは発生しないことになる。
【００９９】
しかしながら、レンズ保持部材１９が前面側の端部まで変位駆動されたとき、サイドカム５１は、実際には慣性によってカムピン３６に更に食い込んだ状態となっている。したがって、レンズ保持部材１９を前面側の端部まで変位駆動したとき（定常状態）よりも大きな回転トルクを第２の駆動モータ５３によって発生させなければ、このレンズ保持部材１９を前面側の端部から脱出させることはできない。すなわち、サイドカム５１の喰い付きが発生することになる。
【０１００】
また、レンズ駆動機構４２によりレンズ保持部材１９が変位駆動される際には、レンズ保持部材１９のカムピン３６とサイドカム５１の外周面との間に動摩擦力が働くことから、その動摩擦係数をμｍとし、静止状態における静止摩擦係数μ０とすると、一般に、
μ０＞μｍ
という関係が成り立つ。
【０１０１】
したがって、レンズ保持部材１９を前面側の端部まで変位駆動したとき（定常状態）よりも大きな回転トルクを第２の駆動モータ５３によって発生させなければ、このレンズ保持部材１９を前面側の端部から脱出させることはできない。すなわち、サイドカム５１の喰い付きが発生することになる。
【０１０２】
以上のことから、サイドカム５１の喰い付きは、
（１）  レンズ保持部材１９が前面側の端部まで変位駆動されたとき、上記圧力角θが存在すること
（２）  静止状態において上記突張り力Ｒが存在すること
（３）  上記動摩擦係数μｍと上記静止摩擦係数μ０との間に差が生じること
といった要件を満たすことによって発生していたことがわかる。
【０１０３】
ここで、上記（３）の摩擦係数μｍと上記静止摩擦係数μ０と動摩擦μｍとの差を無くすことは、物理的に困難である。なお、両者の差を限りなく小さくすることは可能であり有効であるものの、上記喰い付きの発生を防止する根本的な解決方法とはならない。また、上記（２）のレンズ保持部材１９の規制突部３８と主鏡筒３のメカストッパ４０とが互いに当接された（静止）状態において、突張り力Ｒを無くすことは物理的に困難である。なお、この静止状態については、上記式２’により理解できる。
【０１０４】
そこで、この撮像装置１では、上述したサイドカム５１の喰い付きの問題を解決するために、図２７に示すように、少なくとも光軸方向の前面側において、レンズ駆動機構４２によりレンズ保持部材１９が変位駆動される距離範囲（駆動ストローク）が、レンズ保持部材１９のスライド可能な距離範囲（メカストローク）よりも小さくなるように設定されている。
【０１０５】
すなわち、少なくとも一対のガイド軸２０ａ，２０ｂに支持されたレンズ保持部材１９のスライド可能な前面側の端部よりも、レンズ駆動機構４２により変位駆動されるレンズ保持部材１９の変位可能な前面側の端部を手前に位置させる。
【０１０６】
これにより、レンズ駆動機構４２によってレンズ保持部材１９が前面側の最端部まで変位駆動されたとき、サイドカム５１がレンズ保持部材１９のカムピン３６との摺接部分に食い込むのを防ぐと共に、鏡筒本体２の内部においてレンズ保持部材１９を光軸方向に変位駆動するのに必要な距離範囲（保証ストローク）を保証することが可能である。
【０１０７】
具体的に、上述した撮像装置１では、図２８及び図２９に示すように、前面側のメカストロークに余裕を持たせるため、上述した主鏡筒３に設けられたメカストッパ４０を除去すると共に、上述したレンズ保持部材１９に設けられた規制突部３８を除去した構造とする。
【０１０８】
これにより、サイドカム５１は、例えば図３０に示すように、当該カム５１の変位が増加する一の方向、すなわち図３０中矢印Ｘ１に示す方向に繰り返し回転させることが可能である。すなわち、カムピン３６は、サイドカム５１の変位が最大となる位置から、このサイドカム５１が図３０中矢印Ｘ１に示す方向に回転することで、再びサイドカム５１の変位が最小となる位置へと戻ることができる。
【０１０９】
なお、この図３０中矢印Ｘ１に示す回転方向の戻り動作の際には、リセットセンサ６７と突出片３７との共働によってレンズ保持部材１９が保証ストロークの外側へと送り込まれたことを検出し、これによって再初期化の動作を行うことが可能である。
【０１１０】
したがって、レンズ鏡筒１ａでは、このような図３０に示すレンズ駆動機構４２によってレンズ保持部材１９が前面側の最端部まで変位駆動されたとき、サイドカム５１がレンズ保持部材１９のカムピン３６との摺接部分に食い込むのを防ぐと共に、鏡筒本体２の内部においてレンズ保持部材１９を光軸方向に変位駆動するのに必要な距離範囲（保証ストローク）を保証することが可能である。
【０１１１】
そして、このようなレンズ鏡筒１ａを備える撮像装置１では、装置全体を小型化しながら、被写体の像を固体撮像素子１５により高分解能で撮像することが可能である。
【０１１２】
また、撮像装置１では、レンズ保持部材１９が光軸方向の他方側に変位駆動されるのをサイドカム５１の変位が最大となる手前で規制する規制手段として、例えば図３１に示すように、サイドカム５１の外周面にカムピン３６と当接されるカムストッパ９２を設けた構成としてもよい。
【０１１３】
このカムストッパ９２は、サイドカム５１の外周面から突出形成されており、サイドカム５１の変位が最大となる手前でカムピン３６と当接されることによって、サイドカム５１の回転を規制している。
【０１１４】
したがって、レンズ鏡筒１ａでは、このような図３１に示すレンズ駆動機構４２によってレンズ保持部材１９が前面側の最端部まで変位駆動されたとき、サイドカム５１がレンズ保持部材１９のカムピン３６との摺接部分に食い込むのを防ぐと共に、鏡筒本体２の内部においてレンズ保持部材１９を光軸方向に変位駆動するのに必要な距離範囲（保証ストローク）を保証することが可能である。
【０１１５】
そして、このようなレンズ鏡筒１ａを備える撮像装置１では、装置全体を小型化しながら、被写体の像を固体撮像素子１５により高分解能で撮像することが可能である。
【０１１６】
また、撮像装置１では、レンズ保持部材１９が光軸方向の他方側に変位駆動されるのをサイドカム５１の変位が最大となる手前で規制する規制手段として、例えば図３２に示すように、サイドカム５１に規制突部９３を設け、主鏡筒３に規制突部９３と当接されるカムストッパ９４を設けた構成としてもよい。
【０１１７】
規制突部９３は、サイドカム５１の厚み方向の主面から突出形成されており、カムストッパ９４は、主鏡筒３の内周面から突出形成されている。そして、サイドカム５１の変位が最大となる手前で規制突部９３がカムストッパ９４に当接されることによって、サイドカム５１の回転を規制している。なお、カムストッパ９４は、主鏡筒３以外の部分に設けることも可能である。
【０１１８】
したがって、このレンズ鏡筒１ａでは、このような図３２に示すレンズ駆動機構４２によってレンズ保持部材１９が前面側の最端部まで変位駆動されたとき、サイドカム５１がレンズ保持部材１９のカムピン３６との摺接部分に食い込むのを防ぐと共に、鏡筒本体２の内部においてレンズ保持部材１９を光軸方向に変位駆動するのに必要な距離範囲（保証ストローク）を保証することが可能である。
【０１１９】
そして、このようなレンズ鏡筒１ａを備える撮像装置１では、装置全体を小型化しながら、被写体の像を固体撮像素子１５により高分解能で撮像することが可能である。
【０１２０】
なお、上述した撮像装置１では、光軸方向の背面側において、駆動ストロークがメカストロークよりも小さくなるように設定することも考えられる。
【０１２１】
しかしながら、レンズ保持部材１９が背面側の最端部に位置するとき、サイドカム５１の変位が最小となることから、第２の駆動モータ５３による図２４中矢印Ｘ１で示す方向の回転トルクは最大となり、逆に、コイルバネ３３がレンズ保持部材１９を図２５中矢印Ｙ２で示す方向に付勢する付勢力は最小となる。
【０１２２】
したがって、光軸方向の背面側では、上述したサイドカム５１の喰い付きの発生を考慮する必要が非常に少なくなることから、むしろ鏡筒本体２に対するレンズ駆動機構４２の組付誤差や位置精度等を考慮して、保証するメカストロークよりも駆動ストロークを大きく確保する方が好ましい。
【０１２３】
なお、上述した撮像装置１では、サイドカム５１の変位に応じてレンズ保持部材１９が圧縮コイルバネ３３の付勢に抗して背面側から前面側へと変位駆動される構成となっているが、これらレンズ駆動機構４２及びコイルバネ３３の配置を入れ替えることで、例えばサイドカム５１の変位に応じてレンズ保持部材１９が圧縮コイルバネ３３の付勢に抗して前面側から背面側へと変位駆動される構成とすることや、サイドカム５１の変位に応じてレンズ保持部材１９が引張りコイルバネ３３の付勢に抗して変位駆動される構成とすることも可能である。
【０１２４】
なお、本発明は、上述した撮像装置１の構成に限定されるものではなく、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。
【０１２５】
【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鏡筒では、レンズ駆動手段が回転駆動手段により回転駆動されるカムの変位に応じてレンズ保持部材を光軸方向に適切に変位駆動することから、結像性能の更なる向上並びに更なる小型化が可能である。
【０１２６】
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り結像された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可能であり、装置全体の更なる小型化が可能である。
【０１２７】
そして、本発明では、少なくとも光軸方向の他方側において、レンズ駆動手段によりレンズ保持部材が変位駆動される距離範囲が、レンズ保持部材のスライド可能な距離範囲よりも小さくなるように設定されていることから、カムがレンズ保持部材との摺接部分に食い込んだ状態となるのを防ぐと共に、鏡筒本体の内部においてレンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するのに必要な距離範囲を保証することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した撮像装置を前面側から見た斜視図である。
【図２】上記撮像装置を背面側から見た斜視図である。
【図３】上記撮像装置の内部構成を示す縦断面図である。
【図４】上記撮像装置の内部構成を示す横断面図である。
【図５】主鏡筒及び固定レンズ群の構成を示す斜視図である。
【図６】主鏡筒及びレンズ支持機構の構成を示す斜視図である。
【図７】レンズ保持部材及び可動レンズ群の構成を前面側から見た斜視図である。
【図８】レンズ保持部材及び可動レンズ群の構成を背面側から見た斜視図である。
【図９】主鏡筒の構成を示す背面図である。
【図１０】レンズ支持機構及びレンズ駆動機構を前面側から見た斜視図である。
【図１１】レンズ支持機構及びレンズ駆動機構を背面側から見た斜視図である。
【図１２】主鏡筒、絞り調節機構及びレンズ駆動機構の構成を示す斜視図である。
【図１３】絞り調節機構の構成を示す斜視図である。
【図１４】レンズ駆動機構の構成を示す斜視図である。
【図１５】絞り調節機構及びレンズ駆動機構の組付状態を示す斜視図である
【図１６】第２の保持部材の固定片が主鏡筒の第２の側面に固定された状態を示す断面図である。
【図１７】第２の保持部材の固定片が主鏡筒の第２の側面に固定された状態を示す平面図である。
【図１８】主鏡筒とリセットセンサとの構成を示す斜視図である。
【図１９】レンズ支持機構とリセットセンサの構成示す斜視図である。
【図２０】主鏡筒と後部鏡筒との構成を正面側から見た斜視図である。
【図２１】主鏡筒と後部鏡筒との構成を背面側から見た斜視図である。
【図２２】鏡筒本体、赤外カットフィルタ、ローパスフィルタ及び固体撮像素子の構成を示す斜視図である。
【図２３】赤外カットフィルタ、ローパスフィルタ及び固体撮像素子が一体化された状態を示す斜視図である。
【図２４】レンズ駆動機構によりレンズ保持部材を背面側の端部に位置させた状態を示す平面図である。
【図２５】レンズ駆動機構によりレンズ保持部材を前面側の端部に位置させた状態を示す平面図である。
【図２６】図２５に示すレンズ駆動機構の駆動ストロークとメカストロークとの関係を示す模式図である。
【図２７】サイドカムの喰い付き発生を防止したレンズ駆動機構の駆動ストロークとメカストロークとの関係を示す模式図である。
【図２８】図９に示す主鏡筒からメカストッパを除去した状態を示す背面図である。
【図２９】図１０に示すレンズ保持部材からストッパ突部を除去した状態を示す斜視図である。
【図３０】レンズ駆動機構のサイドカムを当該カムの変位が増加する方向に繰り返し回転可能とした構成を示す平面図である。
【図３１】レンズ駆動機構のサイドカムにカムピンと当接されるストッパを設けた構成を示す平面図である。
【図３２】レンズ駆動機構のサイドカムに規制突部を設け、主鏡筒にストッパを設けた構成を示す平面図である。
【図３３】従来のレンズ駆動機構の構成を示す斜視図である。
【図３４】従来の絞り調節機構の構成を示す斜視図である。
【図３５】保証するメカストロークに対するレンズ駆動機構の位置精度と駆動ストロークとの関係を示す模式図である。
【符号の説明】
１  撮像装置、１ａ  レンズ鏡筒、２  鏡筒本体  ３  主鏡筒、４  後部鏡筒、７  固定レンズ群、１１  可動レンズ群、１２  絞り、  １３  赤外カットフィルタ、１４  ローパスフィルタ、１５  固体撮像素子、１８  レンズ支持機構、１９  レンズ保持部材、２０ａ，２０ｂ  ガイド軸、３３  コイルバネ、３６カムピン、３８  規制突部、３９  規制片、４０  メカストッパ、４１  絞り調節機構、４２  レンズ駆動機構、４３  第１の駆動モータ、５１  サイドカム、５２  駆動軸、５３  第２の駆動モータ、７８  メカストッパ、９２  カムストッパ、９３  規制突部、９４  カムストッパ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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