CN1294687C - 驱动装置、光量调节装置及镜头驱动装置 - Google Patents
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Abstract
一种驱动装置,包括:具有被沿周向分割并以不同极性磁化的磁体部的中空状的可旋转的转子;沿着与该转子的旋转轴垂直的方向延伸出来而形成的、且与该转子的垂直于磁体旋转轴的面相对的第一磁极部;在与磁极部之间夹着磁体部、且与该转子的垂直于磁体的旋转轴的另一个面相对的第二磁极部;沿转子的径向配置、将第一磁极部和第二磁极部励磁的线圈,如果第一磁极部的每一极的中心角对磁体部被磁化的每一极的中心角的比值为Y,磁体部被磁化的每一极的外周长度对磁体部的旋转轴方向的厚度的比值为X,则满足条件:-0.333X+0.7>Y。
Description
技术领域
本发明涉及一种对驱动装置及光量调节装置的改进,其中所述的驱动装置适用于数字式照相机等摄影装置中的快门装置等。
背景技术
摄像元件中采用CCD等、对被拍摄的景象进行光电转换,在存储媒体上形成静止图像的信息,从而进行记录的数字式照相机已经十分普及了。下面简单说明这种数字式照相机的曝光动作的一个例子。
首先在摄影前接通主电源,使摄像元件处于工作状态,并将快门叶片保持在可使摄像元件曝光的打开位置。从此,电荷在摄像元件上反复积蓄、释放输送,通过图像监视器可观察到被拍摄的景象。
当按下释放按钮时,与此时的摄像元件的输出相对应地光圈值和曝光时间被确定,根据上述确定,当必须缩小曝光开口的口径时,首先驱动快门叶片,调整到预定的光圈值。接着,对积蓄的电荷已经释放掉的摄像元件发出开始积蓄电荷的指令,与此同时,将该开始积蓄的信号作为启动信号,启动曝光时间控制电路,经过预定的曝光时间后,将快门叶片向遮住使摄像元件曝光的光线的关闭位置驱动。遮住使摄像元件曝光的光线之后,输送积蓄的电荷,通过图像写入装置在记录媒体上记录图像信息。防止在电荷的输送过程中使摄像元件曝光是为了防止在电荷输送过程中多余的光线使电荷发生变化。
图15表示出实现了使这些光圈装置和快门装置的小型化的装置。其光圈叶片和快门叶片的驱动装置,即马达成中空形状,其内部可用作光路,从而可减小光圈装置和快门装置的外径。
在该图中,101是筒状的转子,其外周面上交错地带有N极和S极的磁性。102a、102b是线圈,夹着转子地设置在转子的轴向上。103a、103b是由软磁性材料制成的定子,定子103a在线圈102a的作用下被励磁,定子103b在线圈102b的作用下被励磁。定子103a、103b由外筒和内筒形成,外筒带有沿光轴方向板状延伸的外侧磁极部,该外侧磁极部设置在与转子101的外周面相对的位置上。其内筒也带有沿光轴方向板状延伸的内侧磁极部,该内侧磁极部设置在与转子101的内周面相对的位置上。104a、104b是辅助定子,分别固定在定子103a、103b的内筒上。105是由非磁性材料制成的连接环,定子103a、103b偏离预定的相位地固定。通过在线圈102a、102b中通电,定子103a、103b的外侧磁极部、辅助定子104a、104b被励磁,转子101旋转到预定的位置。106是固定在转子的内周面上的输出环,与转子101一起旋转。107是基板,其上形成有与设在输出环106上的销子相配合的槽,该槽限制了输出环106可能旋转的范围。108a、108b是快门叶片,与输出环106的销子相配合,与转子101的旋转位置相对应地改变叶片的打开程度。
另外,图16所表示的装置中,马达的内部不是中空的,而是将该马达的外径做得非常小。
在该图中,201是筒状的转子,201a为N极、201b为S极地带有磁性。201c是与转子201一体形成的臂部,驱动销201d从该臂部201c沿转子201的旋转轴方向延伸。202是线圈,设置在转子201的轴向上。203是由软磁性材料制成的定子,在线圈202的作用下被励磁。定子203带有与转子201的外周面相对的外侧磁极部203a和插入转子201内部的内筒。204是辅助定子,固定在定子203的内筒上,与转子201的内周面相对。通过在线圈202中通电,外侧磁极部203a、辅助定子204被励磁,转子201旋转到预定的位置。207、208是快门叶片,205是基板。基板205的销子205b、205c位于孔部207a、208a中,从而可旋转地安装快门叶片207、208,长孔207b、208b可滑动地与驱动销201d配合。206是扭力弹簧,向转子201施加弹力,从而将驱动销201d压向长孔207b、208b的端部。向线圈202中通电,克服扭力弹簧206的弹力,使驱动销201d与转子201一起旋转,驱动快门叶片207、208以孔部207a、208a为中心旋转,驱动基板的开口部205a打开或关闭。
线圈202中不通电时,在扭力弹簧206的弹力作用下,快门叶片207、208处于遮蔽开口部205a的状态,一旦在线圈202中通电,转子201与流过电流的大小相对应地克服扭力弹簧206的弹力而旋转,由快门叶片207、208形成的开口部增大。
发明内容
本发明的特征之一是提供了一种驱动装置,它包括下述构件:带有磁体部的中空形状的转子,其中上述磁体部在周向上分割开,形成不同磁极地被磁化;向垂直于该转子的旋转轴的方向伸出而形成的、并与该转子的垂直于旋转轴的一个表面相对的第一磁极部;与另一个表面相对的第二磁极部,该第一磁极部与第二磁极部夹着转子的磁体部,如果将第一磁极部每一极的中心角对磁体部的磁化的每一极的中心角的比值设为Y,磁体部的磁化的每一极的外周长度对磁体部的旋转轴方向的厚度的比值设为X,则满足-0.333X+0.7>Y的条件,采用上述结构,不在线圈中通电,在嵌齿扭矩的作用下,转子也能保持在2个旋转位置上。
本发明的另一个特征是提供了一种光量调节装置,该装置包括上述驱动装置、带有开口部的基板及光量调节构件,该光量调节装置通过对通电进行切换,可调节通过开口部的光量。
本发明的再一个特征是提供了一种镜头驱动装置,该装置包括上述驱动装置、镜头及镜头保持构件,该光量调节装可置通过对通电进行切换,驱动镜头,并可改变通过转子的中空部的光束的焦距。
通过下面对本发明优选实施例的说明,本领域技术人员将会看出除上面已经说明的目的和优点之外的其它目的和优点。在本说明书中,参照作为说明书一部分的附图对本发明的一个例子进行说明。然而,该例子没有穷举本发明的各种实施例,因此,应当参照说明书之后的权利要求书来限定本发明的范围。
附图说明
图1是表示本发明实施例的第一形态中光量调节装置的分解立体图。
图2是图1的光量调节装置的截面图。
图3是叶片构件处于关闭状态下,沿图2的C-C线所作的截面图。
图4是叶片构件处于打开状态下,沿图2的C-C线所作的截面图。
图5是表示磁体的旋转位置与嵌齿扭矩之间关系的图。
图6是表示磁体的尺寸、磁体的磁化部的中心角及定子的磁极部的中心角之间关系的图。
图7是表示成为图6的模型的马达的构成的图。
图8是表示嵌齿扭矩及通电扭矩与旋转相位的实验结果的图。
图9是表示嵌齿扭矩及通电扭矩与旋转相位的实验结果的图。
图10是表示嵌齿扭矩及通电扭矩与旋转相位的实验结果的图。
图11是表示成为实验模型的马达的磁体的尺寸、磁体的磁化部的中心角及定子的磁极部的中心角之间关系的图。
图12是表示本发明实施例的第二形态中的光量调节装置的分解立体图。
图13是表示本发明实施例的第三形态中的光量调节装置的分解立体图。
图14是表示本发明实施例的第四形态中镜头驱动装置的截面图。
图15是表示现有的快门叶片的驱动装置的分解立体图。
图16是表示现有的其它快门叶片的驱动装置的分解立体图。
具体实施方式
下面基于图示的实施形态详细说明本发明。
图1~图4是表示本发明实施例的第一形态中的光量调节装置的图,图1是光量调节装置的分解立体图,图2是其截面图,图3是叶片构件处于关闭状态下,沿图2的C-C线所作的截面图,图4是叶片构件处于打开状态下,沿图2的C-C线所作的截面图。图3、图4中没有示出线轴和线圈,并且放大显示了设置在后述磁体1上的驱动销1h的附近的情况。
在上述图中,1是环状(中空的圆板状)的磁体,由塑性磁性材料制成,构成以环状的中心位置为轴旋转的转子。磁体1的与其旋转轴垂直的表面之一及其相对的表面沿圆周方向分割为16份,交错地带上S极、N极的磁性。如图3所示,磁化部1a、1c带有N极磁性,磁化部1b、1d带有S极磁性,各磁化部的内面形成相反的磁极。2是环状的线圈,与磁体1的外周侧邻接地设置。线圈2是将导线绕在由电绝缘材料制成的线轴2a上构成的,该线轴2a在旋转轴方向的厚度比磁体1要大一些。由于该光量调节装置的驱动装置是单相驱动,因此线圈有一个就足够了。
3是软磁性材料制成的第一定子,带有隔开45度等间隔地形成的8个第一磁极部3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h。换言之,如果磁体1的磁化极数为NA,则第一磁极部隔开720/NA度的间隔,形成NA/2个第一磁极部。
4是由软磁性材料制成的第二定子,带有隔开45度等间隔地形成的8个第二磁极部4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h。换言之,如果磁体1的磁化极数为NA,则第二磁极部也隔开720/NA度的间隔,形成NA/2个第二磁极部。
第一定子3的外周端部形成有筒状的配合部3i,该配合部3i固定住第一定子3和第二定子4。第一定子3的配合部3i以外的部分与第二定子4是由平板构成的,该平板上设有切口,由此形成沿径向伸出的齿状的磁极部3a~3h、4a~4h。由该第一定子3和第二定子4形成的空间内设有线圈2和磁体1,第一定子3和磁体1的一个表面、第二定子4和磁体1的另一个表面之间各自留有一定间隙地相对。
通过向线圈2中通电,第一磁极部3a~3h全部被励磁,带上相同的极性,第二磁极部4a~4h全部被励磁,带上与第一磁极部3a~3h相反的极性。第一定子3和第二定子4被固定在相同的相位上,从而第一磁极部3a~3h与第二磁极部4a~4h相对。被配合部3i固定住的第一定子3和第二定子4及线圈2形成磁路。第一定子3和第二定子4中的一个成没有切口的平板状,另一个形成磁极部也可以。但是,第一定子3与第二定子4两个都设有磁极部比不设磁极部时,磁体1的旋转扭矩更大。
11是固定在磁体1的内周部上的轴承环,12是固定在第一定子3和第二定子4之间的轴承。轴承环11配合到轴承12的外周面上,对磁体1进行定位,并在轴承12的外周面上滑动,使磁体1和第一定子3、及磁体1和第二定子4之间的间隙形成一定的间隔。
5是光量调节装置的基板,基板5的中央形成构成光路的开口部5a。第一定子3固定在基板5上,形成有开口部6a的前基板6固定在基板5的反面上。基板5与前基板6之间设有间隙,叶片构件7、8、9、10设置在该间隙中。
磁体1的与第一定子3相对的面上形成有两个驱动销1h、1i。该驱动销1h、1i是与由塑性磁性材料制成的磁体1一体形成的,因此,与用其它构件构成驱动销再安装上相比,可低成本地减小销子的装配误差。该驱动销1h、1i贯穿设置在基板5上的圆弧状的长孔5d、5e的内部,可在上述长孔5d、5e的内部沿圆周方向移动。
设在叶片构件7、9上的圆孔7a、9a分别与设在基板5上的销子5b、5c可旋转地配合,长孔7b、9b与磁体1的驱动销1h可滑动地配合。而且设在叶片构件8、10上的圆孔8a、10a分别与设在基板5上的销子5f、5g可旋转地配合,长孔8b、10b与磁体1的驱动销1i可滑动地配合。当磁体1旋转时,叶片构件7、9以与销子5b、5c配合的圆孔7a、9a为轴,被驱动销1h推出地旋转,叶片构件8、10以与销子5f、5g配合的圆孔8a、10a为轴,被驱动销1i推出地旋转。由此,由叶片构件7、8、9、10形成的开口部的大小发生变化,从而可调节通过基板5的开口部5a的光量。
采用这样的结构,由于作为叶片构件7、8、9、10的驱动装置的马达的光轴方向的厚度相当于在比磁体1厚一些的线轴2a的厚度加上第一定子3的板厚和第二定子4的板厚,因此可以构成非常薄的驱动装置。另外,从第一磁极部和第二磁极部中的一个磁极部中发出的磁通中的大部分流入了位于相对位置上的另一个磁极部中,磁通有效地作用于设置在两个磁极部之间的磁体1上,因此可获得较高的旋转扭矩。
下面说明磁体1的旋转位置。
图3、图4是沿图2所示的C-C线所作的截面图,图3表示叶片构件7~10处于关闭(开口直径最小)状态下磁体1的旋转位置。图4表示叶片构件7~10从基板的开口部5a退回(开口直径最大)状态下磁体1的旋转位置。
从图3所示的状态开始,在线圈2中沿预定方向通电,第一定子的第一磁极部被励磁成S极,第二定子的第二磁极部被励磁成N极,磁体1内面的N极(图3、4中磁体1的内面与第一磁极部相对)的中心位置欲与第一磁极部的中心位置相对,磁体1沿顺时针方向旋转,停在图4所示的驱动销抵住长孔5d的侧壁的位置。此时,即使线圈2中停止通电,磁体1也会保持在该旋转位置。
从图4所示的状态开始,在线圈2中沿相反方向通电,当第一磁极部被励磁成N极,第二磁极部被励磁成S极时,磁体1内面的S极的中心位置欲与第一磁极部的中心位置相对,磁体1沿逆时针方向旋转,停止在图3所示的驱动销抵住长孔5d的另一个侧壁的位置上。此时,即使线圈2中停止通电,磁体1也能保持在该旋转位置。
图5是以曲线表示作用在线圈2与第一定子3及第二定子4之间起作用的嵌齿扭矩的图。纵轴表示在磁体1与第一定子3及第二定子4之间产生的磁力(吸引力)发生的扭矩的大小,横轴表示磁体1的旋转相位。
磁体1位于点E1(E2)表示的旋转位置时,当外力要使磁体1向顺时针方向旋转时,嵌齿扭矩便要使磁体1向逆时针方向旋转地作用;当外力要使磁体1向逆时针方向旋转时,嵌齿扭矩便要使磁体1向顺时针方向旋转地作用,磁体1欲回到点E1(E2)的位置。磁体1位于该点E1、E2所示的位置上时,即使线圈2中没有通电,在嵌齿扭矩的作用下,磁体1也能稳定地保持在该位置上。
点F1、F2、F3所示的旋转位置,在上述点为以上述点为界,嵌齿扭矩的作用方向的切换点这一方面与点E1、E2相同,而嵌齿扭矩的作用方向与点E1、E2相反。只有当磁体1的旋转位置与点F1、F2、F3重合时,磁体1才不旋转,但是当由于少量的振动和姿势的变化而错开F1、F2、F3时,嵌齿扭矩就会起作用,使磁体1朝着最近的点E1、E2中的某一个位置旋转。由此,如果考虑振动等实际使用的环境,嵌齿扭矩不能使磁体1稳定地保持在点F1、F2、F3的位置上。
如果磁体磁化的磁化极数为NA,则点E1、E2表示的在嵌齿扭矩的作用下磁体1保持稳定的旋转位置存在于360/NA度的周期内,其中间位置成为点F1、F2、F3那样的不稳定点。
根据有限元素法的数值模拟试验的结果可以看出,与磁体的尺寸、磁体1的被磁化的每一极的角度(磁体1的磁化部的中心角)及第一磁极部的与磁体1相对的相对角度(图3中用A表示,由第一磁极部与转子的旋转中心位置构成的扇形的中心角)的关系相对应地,在线圈中不通电的状态下的第一磁极部与磁体1的吸引状态发生变化。
由此,根据磁体的尺寸、磁体的磁化部的中心角及第一磁极部的中心角,稳定点E1、E2的位置发生变化。即,通过改变上述条件,这些位置分成当磁体1的磁化部的中心稳定地保持在与第一磁极部的中心相对的位置上时的情况和当磁体1的磁化部和磁化部的边界稳定地保持在与第一磁极部的中心相对的位置上时的情况。其情形用图6说明。
在图6中,横轴表示“磁体的厚度(指旋转轴方向的尺寸)/磁体的每一极的外周长度”,纵轴表示“磁极部每一极的与磁体相对的相对角度/磁体的每一极的角度”(换句话说,就是“磁极部每一极的中心角/磁体的每一极的中心角”)。
例如,磁体的外径尺寸是18mm,板厚是0.05mm,磁极的个数是16个时,由于磁极部每一极的外周长度是“18×π/16”,所以横轴的“磁体的厚度/磁体的每一极的外周长度”的值等于0.141。如果磁极部每一极的中心角是13.5度,磁体的每一极的中心角是22.5度,则纵轴的“磁极部每一极的与磁体相对的相对角度/磁体的每一极的角度”等于0.600。
图6的各点描绘出嵌齿扭矩最小的模型的“磁极部每一极的与磁体相对的相对角度/磁体的每一极的角度”,是对图7所示的14种模型的曲线化描述。
如果纵轴成为“Y=磁极部每一极的与磁体相对的相对角度/磁体的每一极的角度”,横轴成为“X=磁体的厚度/磁体的每一极的外周长度”,则这些点存在于由“Y=-0.333X+0.7”算式近似而成的直线1和“Y=-0.333X+0.9”算式近似而成的直线2所围起来的区域中。
图6中,在直线1以下的范围,即“Y<-0.333X+0.7”的范围内,磁体的磁极中心稳定地保持在与磁极部的中心相对的位置上;在直线2以上的范围,即“Y>-0.333X+0.9”的范围内,磁体的磁极与磁极的边界稳定地保持在与磁极部的中心相对的位置上。
由直线1和直线2围起来的区域,即,满足“-0.333X+0.7<Y<-0.333X+0.9”条件时,嵌齿扭矩最小,而且磁体保持稳定的点E1、E2也没有明确地出现。
图8、9、10表示实验结果。
图8、9、10都与图5一样,表示出在磁体1与第一定子3及第二定子4之间产生的磁力(吸引力)发生的扭矩的大小,横轴表示磁体1的旋转相位。表示了线圈2中没有通电时的嵌齿扭矩和在线圈2的端子之间供给3V的电压时产生的通电扭矩。
该模型的马达中,磁体的外径为16mm,内径为14mm,磁体的磁化磁极的个数为40个,线圈的卷数为105线匝,电阻为1065Ω,定子的外径为19.1mm。图8中,磁极部的中心角(图3中用A表示)为4.5度,X=0.455,Y=0.50。图9中,磁极部的中心角为5.63度,X=0.455,Y=0.625。在图10中,磁极部的中心角为7.2度,X=0.455,Y=0.80。
在表示直线1、2的图11中,分别用A、B、C来表示图8、图9、图10的构成内容。
图8中表示的特性的构成内容,即磁极部的中心角A为4.5度的构成为,“X=0.455,Y=0.50”,满足“Y<-0.333X+0.7”的条件,磁体的稳定位置就是磁化部的磁极的中心与磁极部的中心相对的位置。
图9中表示的特性的构成内容,即磁极部的中心角A为5.63度的构成为,“X=0.455,Y=0.60”,满足“-0.333X+0.7<Y<-0.333X+0.9”的条件,轮齿扭矩力就会变得非常小。
表示图10中特性的构成内容,即磁极部的中心角A为7.2度的构成为,“X=0.455,Y=0.80”,满足“Y>-0.333X+0.9”的条件,磁体的稳定位置就是磁化部的磁极和磁极的边界与磁极部的中心相对的位置。
该实施例的第一形态中设定了驱动装置的尺寸,即“Y<-0.333X+0.7”。在线圈2中不通电的状态下,图5的点E1及E2处于磁体1的磁化部的中心与第一、第二磁极部的中心位置相对的位置,由此,即使在线圈2中不通电,磁体1也能稳定地保持在该位置上。
但是,如果磁体1的磁化部的中心与第一、第二磁化部的中心位置完全相对的话,即使切换向线圈2中通电的方向,在顺时针方向和逆时针方向施加均等的扭矩,磁体1也不能旋转。因此,与驱动销1h(1i)配合的基板5的长孔5d(5e)限制了磁体1可能旋转的范围,由此,磁体1的磁化部的中心与第一、第二磁化部的中心位置不会完全相对。
当磁体1逆时针地旋转时,在比磁体1的中心与第一定子的磁极部3a的中心R1相对的位置更近α度处,驱动销1h抵住长孔5d的侧壁,磁体1的旋转停止。此时的磁体1的旋转位置位于图5的点G处,磁体1的嵌齿扭矩(要使磁体1逆时针旋转的扭矩,即要旋转到图5的点E1为止的扭矩)为T2。从该状态开始,如果第一磁极部3a被励磁成S极,与其相对的第二磁极部被励磁成N极,则磁体1顺时针旋转。
当磁体1顺时针旋转时,在比磁体1的中心与第一定子的磁极部3b的中心R2相对的位置更近β度处,驱动销1h抵住长孔5d的侧壁,磁体1的旋转停止。此时的磁体1的旋转位置位于图5的点H处,磁体1的嵌齿扭矩(要使磁体1顺时针旋转的扭矩,即要旋转到图5的点E2为止的扭矩)为T1。从该状态开始,如果第一磁极部被励磁成N极,与其相对的第二磁极部被励磁成成S极,则磁体1顺时针旋转。
如果不包含图5所示的稳定位置,即点E1、E2地设定α度、β度,则在线圈2中不通电时,在嵌齿扭矩的作用下,磁体1通常保持图3或者图4中某一个状态,若要切换磁体1的保持位置,则也可以在线圈2中通电,使磁体1旋转到超过嵌齿扭矩的方向切换点F2的位置为止。
如果包含点E1、E2地设定α度、β度,则如上所述,磁体1的磁化部的中心与第一、第二磁化部的中心位置完全相对,即使切换在线圈2中的通电方向,由于在顺时针、逆时针方向施加了均等的扭矩,因此磁体1不能旋转。
如上所述,叶片构件7~10是与磁体1连动旋转的。当磁体1处于图3的状态时,叶片构件7~10退到不与基板5的开口部5a重叠的位置上。当磁体1处于图4的状态时,叶片构件7~10在与基板5的开口部5a重叠的位置处闭合,关闭开口部5a。由此,通过切换在线圈2中的通电状态,叶片构件7~10可在打开位置和关闭位置两种状态之间切换,从而可控制通过开口部5a的光量。
而且,在该打开状态和关闭状态下,即使在线圈2中停止通电,由于磁体1在嵌齿扭矩的作用下可以保持在该位置上,因此,即使产生振动等干扰的情况,也不会耗费电能,并可保持叶片构件7~10的位置,在提高快门和光圈的可靠性的同时,还可以节省电能。
另外,光量调节装置形成中空状,也可在该光量调节装置的内侧设置镜头。
图12是表示本发明实施例的第二形态的光量调节装置的分解立体图,与实施例的第一形态中具有相同功能的部分用同样的符号表示,并不再详细说明。
实施例的第一形态中,与将叶片构件7~10在打开位置(开口直径最大)和关闭位置(开口直径最小)这两种状态之间进行切换的光量调节装置相对应,实施例的第二形态中的光量调节装置是对应于被拍摄景象的辉度,调节进入摄像元件的光量。该光量调节装置与磁体1的旋转连动地驱动ND滤光片,改变相对于开口部的进入状态,形成调节开口部5a的透过光量的。
13是光量调节构件,即ND滤光片,圆孔13a与基板5的销子5b可旋转地配合,长孔13b与磁体1的驱动销1h可滑动地配合。与实施例的第一形态中的叶片构件7~10相同,当磁体1旋转时,ND滤光片13以与销子5b配合的圆孔13a为轴,被驱动销1h推出地旋转。由此,在ND滤光器13c进入基板5的开口部5a的近前的状态和退回的状态之间进行切换,从而可调节通过开口部5a的光量。
即使在线圈2中停止通电,ND滤光器13c也能保持进入开口部5a中的重叠位置的状态和退回的状态,从而可使装置节省电能。
图13是表示本发明实施例的第三形态中的光量调节装置的分解立体图,与实施例的第一形态中具有相同功能的部分用同样的符号表示,并不再详细说明。
在实施例的第三形态中,代替实施例的第二形态中的ND滤光片13,采用带有直径比开口部5a更小的开口部的光圈口径板,并使该光圈口径板进退的设计。
图13中,20是光圈口径板,由具有遮光性的塑料或金属制成,圆孔20a与基板5的销子5b可旋转地配合,长孔20b与磁体1的驱动销1h可滑动地配合。当磁体1旋转时,光圈口径板20以与销子5b配合的圆孔20a为轴,被驱动销1h推出地旋转。由此,在比开口部5a的直径更小的光圈口径板20c进入基板5的开口部5a的近前的状态和退回的状态之间进行切换,从而可调节通过开口部5a的光量。
在这样的结构中,即使在线圈2中停止通电,光圈口径板20c也能保持进入开口部5a中的重叠位置的状态和退回的状态,从而可使装置节省电能。
图14是表示本发明实施例的第四形态中的镜头驱动装置的截面图,与上述实施例的第一形态中具有相同功能的部分用同样的符号表示,并不再详细说明。
本发明实施例的第四形态采用实施例的第一形态等中所用的驱动装置,可简单地使镜头移动到2个停止位置,从而切换焦距。所述的2个镜头的停止位置可以是例如,适合于拍摄无限远处的被拍摄体时的镜头位置和适合于拍摄近距离处的被拍摄体时的镜头位置。
31是内周部形成有内螺纹部的圆筒状的镜筒构件,固定住第一定子3。32是设置在镜筒构件31的内周部上的固定镜头的镜头保持构件,其外周部上形成有与镜筒构件31的内螺纹部可旋转地配合的外螺纹部。该镜头保持构件形成有圆孔32a、32b,分别与磁体的驱动销1h、1i配合。
当磁体1旋转时,镜头保持构件被驱动销1h、1i引导而旋转,借助前述外螺纹部和内螺纹部的作用,镜头保持构件32及镜头33沿光轴方向移动,可对通过磁体1的中空部分的光束的焦距进行切换。不用说,驱动销1h、1i的长度必须要有即使镜头保持构件32沿光轴方向移动的情况下,也能确保配合状态的长度。
即使在线圈2中停止通电,镜头的位置仍然可以保持,可利用简单的结构实现装置的省电化。此外,由于磁体1及定子3、4的内部形成光路,因此,比与镜头的径向相邻接地设置马达更有利于镜头驱动装置的小型化。
以上各个实施例的形态中,磁体的磁极个数为16个,但是只要是在至少N极和S极两个磁极以上就可以。同样的,第一磁极部和第二磁极部形成为多个齿状,但是,只要采用带有与前述磁体的N极和S极2个磁极相对的至少一个齿状的磁极部的结构就可以。
如上所述,采用上述实施例的形态,即使驱动装置上带有的线圈中停止通电,由磁体构成的转子也能保持在预定的2个位置上,从而实现装置的省电化。
Claims (9)
1.一种驱动装置,它由下述构件构成:
带有磁体部的中空形状的可旋转的转子,其中上述磁体部在周向分割开,被磁化而形成不同磁极;
与前述磁体部的垂直于旋转轴的表面相对的第一磁极部;
第二磁极部,在该第二磁极部与前述第一磁极部之间夹有前述磁体部,且该第二磁极部与前述磁体部上垂直于前述旋转轴的另一个表面相对;
设置在前述转子的径向,使前述第一磁极部及第二磁极部励磁的线圈,其特征在于:
前述第一磁极部是在与前述转子的旋转轴垂直的方向伸出而形成的,同时如果将前述第一磁极部的每一极的中心角对前述磁体部的被磁化的每一极的中心角的比值设为Y,前述磁体部的被磁化的每一极的外周长度对前述磁体部的前述旋转轴方向的厚度的比值设为X,则满足
-0.333X+0.7>Y
的条件。
2.如权利要求1所述的驱动装置,其特征在于:该驱动装置还带有限制构件,前述限制构件限制前述转子的旋转范围,该旋转范围所包含的范围位于以下两个位置之间,即,
作用于前述磁体部与前述第一磁极部之间的磁力所产生的吸引力由顺时针方向变为逆时针方向、或由逆时针方向变为顺时针方向的位置;
以及
前述磁体部被磁化的磁极的中心与前述第一磁极部的中心即将一致时的位置。
3.如权利要求1所述的驱动装置,其特征在于:前述转子保持在预定的2个旋转位置上,通过控制向线圈的通电来切换前述转子被保持的位置,即:向前述线圈通电,使前述转子旋转,直到其旋转到超过由磁力产生的吸引力的方向从顺时针方向向逆时针方向变化、或从逆时针方向向顺时针方向变化的位置,之后停止向前述线圈通电。
4.一种光量调节装置,它由下述部分构成:
带有磁体部的中空形状的可旋转的转子,其中上述磁体部在周向分割开,被磁化而形成不同磁极;
对应于前述转子的旋转而动作的输出构件;
与前述磁体部的垂直于旋转轴的表面相对的第一磁极部;
第二磁极部,在该第二磁极部与前述第一磁极部之间夹有前述磁体部,且该第二磁极部与前述磁体部上垂直于前述旋转轴的另一个表面相对;
设置在前述转子的径向,使前述第一磁极部及第二磁极部励磁的线圈;
带有开口部的基板;
由前述输出构件驱动并在前述基板的开口部上移动,改变通过前述开口部的光量的光量调节构件,其特征在于:
前述第一磁极部是在与前述转子的旋转轴垂直的方向伸出而形成的,同时如果将前述第一磁极部的每一极的中心角对前述磁体部的被磁化的每一极的中心角的比值设为Y,前述磁体部的被磁化的每一极的外周长度对前述磁体部的前述旋转轴方向的厚度的比值设为X,则满足
-0.333X+0.7>Y
的条件。
5.如权利要求4所述的光量调节装置,其特征在于:该光量调节装置还带有限制构件,前述限制构件限制前述转子的旋转范围,该旋转范围所包含的范围位于以下两个位置之间,即,
作用于前述磁体部与前述第一磁极部之间的磁力所产生的吸引力由顺时针方向变为逆时针方向、或由逆时针方向变为顺时针方向的位置;
以及
前述磁体部被磁化的磁极的中心与前述第一磁极部的中心即将一致时的位置。
6.如权利要求4所述的光量调节装置,其特征在于:前述转子保持在预定的2个旋转位置上,通过控制向线圈的通电来切换前述转子被保持的位置,即:向前述线圈通电,使前述转子旋转,直到其旋转到超过由磁力产生的吸引力的方向从顺时针方向向逆时针方向变化、或从逆时针方向向顺时针方向变化的位置,之后停止向前述线圈通电。
7.一种镜头驱动装置,该装置由下述构件构成:
带有磁体部的中空形状的可旋转的转子,其中上述磁体部在周向分割开,被磁化而形成不同磁极;
与前述磁体部的垂直于旋转轴的表面相对的第一磁极部;
第二磁极部,在该第二磁极部与前述第一磁极部之间夹有前述磁体部,且该第二磁极部与前述磁体部的垂直于前述旋转轴的另一个表面相对;
设置在前述转子的径向,使前述第一磁极部及第二磁极部励磁的线圈;
镜头,通过前述镜头的光束通过前述转子的中空部;
镜头保持构件,其保持前述镜头,并使该镜头对应于前述转子的旋转而沿光轴方向移动,其特征在于:
前述第一磁极部是在与前述转子的旋转轴垂直的方向伸出而形成的,同时如果将前述第一磁极部的每一极的中心角对前述磁体部的被磁化的每一极的中心角的比值设为Y,前述磁体部的被磁化的每一极的外周长度对前述磁体部的前述旋转轴方向的厚度的比值设为X,则满足
-0.333X+0.7>Y
的条件。
8.如权利要求7所述的镜头驱动装置,其特征在于:
该镜头驱动装置还带有限制构件,前述限制构件限制前述转子的旋转范围,该旋转范围所包含的范围位于以下两个位置之间,即,
作用于前述磁体部与前述第一磁极部之间的磁力所产生的吸引力的方向由顺时针方向变为逆时针方向、或由逆时针方向变为顺时针方向的位置;
以及
前述磁体部被磁化的磁极的中心与前述第一磁极部的中心即将一致时的位置。
9.如权利要求7所述的镜头驱动装置,其特征在于:前述转子保持在预定的2个旋转位置上,通过控制向线圈的通电来切换前述转子被保持的位置,即:向前述线圈中通电,使前述转子旋转,直到其旋转到超过由前述磁力产生的吸引力的方向从顺时针方向向逆时针方向变化、或从逆时针方向向顺时针方向变化的位置,之后停止向前述线圈通电。
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