JP2004336857A - 電磁駆動装置、レンズ駆動装置及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被駆動体に発生する推力及び駆動負荷のリニアリティを確保できると共に、マグネットの全長を有効に利用することができるようにすることを課題とする。
【解決手段】少なくとも一のレンズ群Ｇ２、Ｇ４が可動レンズ群である複数のレンズ群Ｇ１〜Ｇ４から成る撮影レンズ２０の上記可動レンズ群を保持し光軸ｘ方向に移動自在なレンズ保持枠１１０と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイル１１４と、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネット１４０と、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨーク１５０を備え、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたレンズ駆動装置１００。
【選択図】 図２
【解決手段】少なくとも一のレンズ群Ｇ２、Ｇ４が可動レンズ群である複数のレンズ群Ｇ１〜Ｇ４から成る撮影レンズ２０の上記可動レンズ群を保持し光軸ｘ方向に移動自在なレンズ保持枠１１０と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイル１１４と、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネット１４０と、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨーク１５０を備え、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたレンズ駆動装置１００。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な電磁駆動装置、レンズ駆動装置及び撮像装置に関する。詳しくは、駆動範囲の全域に亘って均一な推力を得ることができる電磁駆動装置、該電磁駆動装置を使用したレンズ駆動装置及び該レンズ駆動装置を使用した撮像装置を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にオートフォーカス機能や電動ズーム機能を備えたビデオカメラ等の撮像装置にあっては、フォーカシング用の可動レンズ群やズーミング用の可動レンズ群をその光軸方向に移動させるための駆動手段が設けられている。
【０００３】
従来、可動レンズを駆動するレンズ駆動装置としては、ステッピングモータあるいはＤＣ（直流）モータを用い、ギア等によりモータの回転運動を直線運動に変換して、可動レンズ群を光軸方向に移動させるようにした駆動装置が広く採用されていたが、高速、且つ、高精度な駆動の要求等、求められる性能の高度化に伴い、平板なマグネットである駆動用マグネットと該駆動用マグネットに対向配置される駆動用コイルとの組み合わせによる直線駆動方式の電磁駆動装置が多く採用されつつある。
【０００４】
上記した直線駆動方式の電磁駆動装置として、例えば、特許文献１に示されたようなものがある。この特許文献１に示された電磁駆動装置は、図９に示すように、駆動方向に平行に卷回された駆動用コイル（１０３）と、駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域を有する平板マグネット（１０２）と、このマグネット（１０２）に接地された接地ヨーク（１０１）と、マグネット（１０２）に駆動用コイル（１０３）を挟んで対向配置された対向ヨーク（１０５）を備えている。そして、マグネット（１０２）とヨーク（１０１）、（１０５）により形成される磁場中に配置された駆動用コイル（１０３）に電流を供給することにより駆動用コイル（１０３）に推力を発生させ、レンズを光軸方向に駆動している。
【０００５】
ところで、上記したマグネット（１０２）のように、平坦で駆動方向に等しい幅を有するマグネットｍｇにおいては、その表面から流れる磁束密度は図１０に示すようになり、マグネットｍｇの両端部では磁束がヨークｙｋの両端部に向かって進むため、マグネットｍｇの両端部上面で磁束の方向が駆動方向（矢印ｘで示す）側に傾くため、駆動コイルに発生する推力（両端部での推力の方向を矢印ｄで示す）も駆動方向に対してある角度を持つことになる。このため、駆動コイルに働く推力は、図１１に示すように、駆動方向における両端部ほど低く、中央部ほど高くなる。そして、レンズ保持枠等の被駆動体はガイド軸により駆動方向が規制されているため、マグネットの両端部では駆動方向と推力の方向とがある角度を持つことになり、そのため、駆動方向と直交する方向の推力成分が発生し、ガイド軸と被駆動体との間の摩擦による負荷が増大する。すなわち、マグネットの両端部において駆動負荷が増大することになる。
【０００６】
以上のことから、被駆動体を駆動すると、被駆動体の位置に応じて駆動用コイルに発生する駆動方向の推力が変化し、推力のリニアリティ（直線性）が損なわれてしまうと共に、駆動負荷も被駆動体の位置に応じて変化するため、被駆動体の駆動性能に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１６９０７３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したマグネット（１０２）のように、平坦で駆動方向に等しい幅を有するマグネットｍｇにおいては、その表面から流れる磁束密度は図９に示すようになり、マグネットｍｇの両端部では磁束がヨークｙｋの両端部に向かって進むため、マグネットｍｇの両端部上面で磁束の方向が駆動方向（矢印ｘで示す）側に傾くため、駆動コイルに発生する推力（両端部での推力の方向を矢印ｄで示す）も駆動方向に対してある角度を持つことになる。このため、駆動コイルに働く推力は、図１１に示すように、駆動方向における両端部ほど低く、中央部ほど高くなる。そして、レンズ保持枠等の被駆動体はガイド軸により駆動方向が規制されているため、マグネットの両端部では駆動方向と推力の方向とがある角度を持つことになり、そのため、駆動方向と直交する方向の推力成分が発生し、ガイド軸と被駆動体との間の摩擦による負荷が増大する。すなわち、マグネットの両端部において駆動負荷が増大することになる。
【０００９】
以上のことから、被駆動体を駆動すると、被駆動体の位置に応じて駆動用コイルに発生する駆動方向の推力が変化し、推力のリニアリティ（直線性）が損なわれてしまうと共に、駆動負荷も被駆動体の位置に応じて変化するため、被駆動体の駆動性能に悪影響を及ぼすという問題があった。
【００１０】
特に、位置検出器などを用い、フィードバック制御により構成されたサーボ系により被駆動体の正確な位置制御を行おうとする電磁駆動装置の場合、上記した問題により、被駆動体の位置に応じてサーボ系の安定性が変化してしまい、サーボ特性に悪影響を及ぼすという問題があった。
【００１１】
また、もう一つの問題として、マグネットの駆動方向における両端部でコイルに発生する推力が低下するため、マグネットの全長を有効に利用することができないという問題がある。例えば、マグネットの両端部で発生する推力が電磁駆動装置として設計上必要とされる推力に満たない場合には、設計上必要とされる推力を得ることができる部分のみを利用することになり、マグネットの全長を有効に利用することができないことになり、必要とされる駆動ストロークに比較してマグネットの長さを長くする必要があり、かかる電磁駆動装置を使用する機器が大型化してしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記した問題に鑑みて為されたものであり、被駆動体に発生する推力及び駆動負荷のリニアリティを確保できると共に、マグネットの全長を有効に利用することができる電磁駆動装置、かかる電磁駆動装置を使用したレンズ駆動装置及び該レンズ駆動装置を使用した撮像装置の提供を課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明電磁駆動装置は、上記した課題を解決するために、駆動用マグネットは駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、駆動用コイルの駆動方向における上記駆動用マグネットの両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００１４】
従って、本発明電磁駆動装置にあっては、駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００１５】
別の本発明電磁駆動装置は、駆動用マグネットは、駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、駆動用コイルの駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００１６】
従って、別の本発明電磁駆動装置にあっては、駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００１７】
本発明レンズ駆動装置は、可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００１８】
従って、本発明レンズ駆動装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００１９】
別の本発明レンズ駆動装置は、可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００２０】
従って、別の本発明レンズ駆動装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００２１】
本発明撮像装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズと上記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置を備えた撮像装置であって、上記レンズ駆動装置は、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００２２】
従って、本発明撮像装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００２３】
別の本発明撮像装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズと上記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置を備えた撮像装置であって、上記レンズ駆動装置は、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００２４】
従って、別の本発明撮像装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明電磁駆動装置、レンズ駆動装置及び撮像装置の実施の形態を添付図面を参照して説明する。なお、図示した実施の形態は、本発明電磁駆動装置をレンズ駆動装置として適用し、且つ、該レンズ駆動装置をビデオカメラのレンズの駆動に使用したものである。
【００２６】
図１は本発明撮像装置の実施の形態１０を示すものである。上記したように、この実施の形態１０は本発明を動画の撮影を行うビデオカメラに適用したものであるが、静止画の撮影も可能に構成されている。
【００２７】
ビデオカメラ１０は、撮影モードとして動画撮影モードと静止画撮影モードとを備え、撮像レンズとして４群構成のズームレンズ２０を使用する。ビデオカメラ１０は、映像を撮影すると共に撮影された映像情報を電気信号に変換するカメラブロック３０と、該カメラブロック３０から出力された映像情報を記録媒体に記録すると共に記録された映像情報を再生する記録再生ブロック４０と、使用者によって操作される図示しない各種操作スイッチから成る操作ブロック５０によって構成される。
【００２８】
ズームレンズ２０は、位置が常時固定の第１レンズ群Ｇ１と、光軸ｘ上を移動することにより主に変倍を行う第２レンズ群Ｇ２と、位置が常時固定の第３レンズ群Ｇ３と、光軸上を移動して像位置の変動の補正と合焦を行う第４レンズ群Ｇ４とから成る。なお、ここでズームレンズ２０を４群構成とし、第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４を可動レンズ群としたが、これはあくまで一例で有り、本発明撮像装置におけるレンズがこのようなものに限定されることを意味するものではない。また、図では各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４を１枚のレンズのように描いてあるが、それぞれのレンズ群Ｇ１〜Ｇ４は１枚のレンズで構成されることもあるし、また、２枚以上の複数枚のレンズによって構成されることもある。
【００２９】
上記カメラブロック３０は、ズームレンズブロック３１と、撮像素子３２と、カメラブロック３０の各部の動作を制御するカメラ制御部３３と、上記撮像素子３２に映像信号の読み出しタイミングの基準となるタイミング信号を印加するタイミング信号発生器３４と、撮像素子３２から出力された映像信号を処理するカメラ信号処理部３５と、ズームレンズ２０の第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４それぞれの駆動回路３６及び３７によって構成される。
【００３０】
上記ズームレンズブロック３１は、ズームレンズ２０と、ズームレンズ２０の可動レンズである第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４をそれぞれ移動させるレンズ駆動装置３６ｂ及び３７ｂと第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４の位置を検出する位置検出手段３８、３９とによって構成される。なお、上記レンズ駆動装置３６ｂ、３７ｂに本発明にかかるレンズ駆動装置が適用されており、その詳細については後で説明する。上記位置検出手段３８、３９は、それぞれ、被検出体３８ａ、３９ａとこれら被検出体３８ａ、３９ａの位置を検出する検出体３８ｂ、３９ｂとで構成され、被検出体３８ａ、３９ａが第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４と一体に移動するようにされ、検出体３８ｂ、３９ｂが被検出体３８ａ、３９ａに近接して配置され、非接触で第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４の位置を検出するようになっている。そして、位置検出手段３８、３９による検出結果がカメラ制御部３３に入力され、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４の位置のフィードバック制御に利用される。
【００３１】
記録再生ブロック４０は、記録再生制御部４１と、インタフェース処理部４２と、図示しない液晶映像表示装置や電子ビューファインダを有する表示部４３と、動画記録再生系４４と、静止画記録再生系４５とによって構成される。
【００３２】
上記動画記録再生系４４は、動画記録再生信号処理部４４ａと、動画記録再生部４４ｂとを有する。また、静止画記録再生系４５は、静止画記録再生信号処理部４５ａと、静止画記録再生部４５ｂとを有する。上記動画記録再生部４４ｂは、ビデオテープ４４ｃに対する動画情報の記録及び再生を行うものであり、上記静止画記録再生部４５ｂは、半導体メモリカード４５ｃに対する静止画情報の記録及び再生を行うものである。なお、これら画像情報を記録する媒体として上記したものはほんの例示であり、それぞれ、他の記録媒体に記録しても良い。例えば、動画情報は、ビデオテープの他、半導体メモリカード等の半導体メモリ装置、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）等の光ディスク、ハードディスク等の磁気ディスク等種々の記録媒体への記録及びそれら記録媒体からの再生が可能である。また、静止画情報の記録及び再生も、半導体メモリカード以外の上記した種々の記録媒体に対して行ってもかまわない。
【００３３】
上記したレンズ駆動装置３６ｂ、３７ｂに本発明にかかる電磁駆動装置を適用したレンズ駆動装置が使用されている。そこで電磁駆動装置の詳細を図２乃至図８によって説明する。
【００３４】
先ず、図２乃至図４は本発明電磁駆動装置の第１の実施の形態を示すものである。なお、電磁駆動装置において、被駆動体に可動レンズ（群）を保持させれば、レンズ駆動装置となるので、上記したビデオカメラ１０との説明の整合性を考慮して、以下に、レンズ駆動装置として説明する。
【００３５】
レンズ駆動装置１００（上記レンズ駆動装置３６ｂ、３７ｂとして利用することができる）は被駆動体としてレンズ保持枠１１０を有する。レンズ保持枠１１０は駆動方向、すなわち、光軸ｘ方向に沿う方向（図２中矢印ＦＲで示す）に直交する面を有する枠体１１１を有し、該枠体１１１には円形をしたレンズ取付孔１１１ａが形成され、該レンズ取付孔１１１ａに可動レンズ群１２０（上記第２レンズ群Ｇ２又は第４レンズ群Ｇ４に相当する）が保持される。なお、可動レンズ群１２０は１乃至数枚のレンズによって構成されることは上記したとおりである。また、枠体１１１の外縁に軸方向が上記駆動方向に延びるスリーブ状の被案内部１１２が一体に形成され、また、枠体１１１のレンズ取付孔１１１ａを挟んで被案内部１１２とほぼ反対側の外縁に係合切欠１１３が形成されている。
【００３６】
上記駆動方向に垂直に卷回されて、上記駆動方向に見て横長の矩形状をし、且つ、軸方向が上記駆動方向に沿う角筒状をした駆動用コイル１１４が接着等の適宜の手段によって上記枠体１１１に取り付けられている。
【００３７】
上記レンズ保持枠１１０はガイド部１３０によって光軸ｘ方向に移動自在に図示しないレンズ鏡筒に支持される。上記ガイド部１３０は主ガイド軸１３１と副ガイド軸１３２とから成る。主ガイド軸１３１は上記レンズ鏡筒に固定され、光軸ｘと平行に延びている。該主ガイド軸１３１がレンズ保持枠１１０の被案内部に摺動可能に挿通され、これによって、レンズ保持枠１１０は光軸ｘ方向に移動可能に上記レンズ鏡筒に支持される。副ガイド軸１３２も上記レンズ鏡筒に固定され、主ガイド軸１３１と平行に延びている。そして、該副ガイド軸１３２がレンズ保持枠１１０の係合切欠１１３に摺動自在に係合され、これによって、レンズ保持枠１１０は主ガイド軸１３１を中心に回転することが防止され、レンズ保持枠１１０に支持された可動レンズ群１２０の中心が光軸ｘ上に位置した状態で光軸ｘに沿って移動されるようになる。
【００３８】
平板状の駆動用マグネット１４０がレンズ保持枠１１０の全移動範囲内において駆動用コイル１１４との間の間隔が一定になるように上記レンズ鏡筒に固定されている。具体的には、上記レンズ鏡筒に固定された平板状の透磁性を有する材料から成る接地ヨーク１５０に駆動用マグネット１４０が固定されている。
【００３９】
そして、上記駆動用マグネット１４０の着磁力は、駆動方向における中央から両端部に行くほど強くされている。すなわち、図４の実線で示すようになっている。なお、図４に従来のこの種の電磁（レンズ）駆動装置における駆動用マグネットの着磁力の駆動方向における分布を破線で示してある。
【００４０】
上記接地ヨーク１５０と同様に平板状の透磁性を有する材料から成る対向ヨーク１６０が駆動用コイル１１４の中心を挿通された状態で上記レンズ鏡筒に固定されている。従って、駆動用コイル１１４の下側に位置した部分が駆動用マグネット１４０と対向ヨーク１６０との間に位置することになる。
【００４１】
被駆動体であるレンズ保持枠１１０の位置は非接触の位置検出手段１７０によって検出される。該位置検出手段１７０は被検出体である位置検出用マグネット１７１と検出体である磁気抵抗素子１７２とによって構成される。位置検出用マグネット１７１はレンズ保持枠１１０の被案内部１１２の側面に固定され、上記駆動方向に沿って磁極が交互に異なるように着磁されている。磁気抵抗素子１７２は磁界の変化によって抵抗値が変化する素子であって、上記位置検出用マグネット１７１に非接触で近接するように上記レンズ鏡筒に固定配置されている。従って、レンズ保持枠１１０の移動に伴って位置検出用マグネット１７１が移動すると、磁気抵抗素子１７２に及ぶ磁界が変化し、磁気抵抗素子１７２の抵抗値が変化するので、その抵抗値の変化を検出することによって被駆動体であるレンズ保持枠１１０の位置を正確に検出することができる。このような位置検出手段１７０は上記した位置検出手段３８、３９として利用することができる。なお、ここでは、レンズ保持枠１１０の位置を検出する手段として位置検出用マグネット１７１と磁気抵抗素子１７２とからなるもの１７０を示したが、レンズ保持枠１１０の位置を検出する手段がこのようなものに限られることを意味するものではなく、他の位置検出手段を使用しても良い。なお、可能な限り、位置検出手段は非接触方式のものであることが好ましい。例えば、非接触方式の位置検出手段として、傾斜マグネットとホール素子とから成るものも考えられる。被検出体である傾斜マグネットはレンズ保持枠１１０に取り付けられ、レンズ保持枠１１０の移動に伴って固定側の検出体であるホール素子との間の間隔が変化する傾斜面を有し、レンズ保持枠１１０の移動に伴って、ホール素子と傾斜マグネットとの間の間隔が変化することによる磁界の強さの変化を検出することによりレンズ保持枠１１０の位置を正確に検出することができる。
【００４２】
以上の構成にかかるレンズ駆動装置１００にあって、駆動用コイル１１４に電流が流れると、対向ヨーク１６０と駆動用マグネット１４０との間を通る磁束により駆動用コイル１１４に光軸ｘ方向に平行な推力が発生し（フレミングの左手の法則）、この推力によってレンズ保持枠１１０は光軸ｘ方向（駆動方向）に駆動用コイル１１４と一体的に移動することになる。
【００４３】
そして、上記レンズ駆動装置１００にあっては、駆動用マグネット１４０の着磁力が駆動方向における中央から両端部に行くほど強くされているので、対向ヨーク１６０と駆動用マグネット１４０との間に形成される空隙内において、駆動用コイル１１４が受ける磁束密度の駆動方向（矢印ＦＲ）に直交する方向の成分は駆動用マグネット１４０の駆動方向における中央部から端部に至るまでほぼ等しくなる。その結果、定電圧での駆動時に、駆動用コイル１１４には駆動ストロークの全域において駆動方向に平行で、且つ、一定の大きさの推力が発生し、図５に示すように、駆動ストロークの全域において推力のリニアリティ（直線性）を確保することができる。また、推力の方向と駆動方向が駆動ストロークの全域において常に平行になるので、レンズ保持枠１１０とガイド軸、特に、主ガイド軸１３１との間に発生する摩擦抵抗も一定となる。従って、レンズ保持枠１１０を駆動する際に発生する推力、駆動負荷を駆動ストロークの全域亘って一定に保つことができ、駆動特性及びサーボ特性を良好にすることができる。また、駆動用マグネット１４０の全長を有効に利用することができ、レンズ保持枠１１０の駆動ストロークを大きく取ることができるので、スペースの無駄を省き、このレンズ駆動装置１００が配置されるレンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【００４４】
図６乃至図８は本発明電磁駆動装置の第２の実施の形態を示すものである。なお、電磁駆動装置において、被駆動体に可動レンズを保持させれば、レンズ駆動装置となるので、この第２の実施の形態にあっても、上記したビデオカメラ１０との説明の整合性を考慮して、以下に、レンズ駆動装置として説明する。
【００４５】
レンズ駆動装置２００（上記レンズ駆動装置３６ｂ、３７ｂとして利用することができる）は被駆動体としてレンズ保持枠２１０を有する。レンズ保持枠２１０は駆動方向、すなわち、光軸ｘ方向に沿う方向（図５中矢印ＦＲで示す）に直交する面を有する枠体２１１を有し、該枠体２１１には円形をしたレンズ取付孔２１１ａが形成され、該レンズ取付孔２１１ａに可動レンズ群２２０（上記第２レンズ群Ｇ２又は第４レンズ群Ｇ４に相当する）が保持される。この可動レンズ群２２０も１乃至数枚のレンズによって構成される。また、枠体２１１の外縁に軸方向が上記駆動方向に延びるスリーブ状の被案内部２１２が一体に形成され、また、枠体２１１のレンズ取付孔２１１ａを挟んで被案内部２１２とほぼ反対側の外縁に係合切欠２１３が形成されている。
【００４６】
駆動方向に平行に、且つ、水平に卷回されて、上方から見て矩形状をした駆動用コイル２１４が接着等の適宜の手段によって上記枠体２１１に取り付けられている。また、駆動用コイル２１４の直ぐ上の位置に駆動方向に見て横長の矩形をした挿通孔２１５が形成されている。
【００４７】
上記レンズ保持枠２１０はガイド部２３０によって光軸ｘ方向に移動自在に図示しないレンズ鏡筒に支持される。上記ガイド部２３０は主ガイド軸２３１と副ガイド軸２３２とから成る。主ガイド軸２３１は上記レンズ鏡筒に固定され、光軸ｘと平行に延びている。該主ガイド軸２３１がレンズ保持枠２１０の被案内部２１２に摺動可能に挿通され、これによって、レンズ保持枠２１０は光軸ｘ方向に移動可能に上記レンズ鏡筒に支持される。副ガイド軸２３２も上記レンズ鏡筒に固定され、主ガイド軸２３１と平行に延びている。そして、該副ガイド軸２３２がレンズ保持枠２１０の係合切欠２１３に摺動自在に係合され、これによって、レンズ保持枠２１０は主ガイド軸２３１を中心に回転することが防止され、レンズ保持枠２１０に支持された可動レンズ２２０の中心が光軸ｘ上に位置した状態で光軸ｘに沿って移動されるようになる。
【００４８】
平板状の駆動用マグネット２４０がレンズ保持枠２１０の全移動範囲（駆動ストローク）内において駆動用コイル２１４との間の間隔が一定になるように上記レンズ鏡筒に固定されている。具体的には、上記レンズ鏡筒に固定された平板状の透磁性を有する材料から成る接地ヨーク２５０に駆動用マグネット２４０が固定されている。該駆動用マグネット２４０は上記駆動方向において２つの領域２４０Ｆ、２４０Ｒが隣接して設けられており、各領域２４０Ｆ、２４０Ｒは上記駆動方向において互いに反対方向に着磁されている。すなわち、２つの領域２４０Ｆと２４０Ｒとは同じ極性の磁極が隣接した状態で配置されている。また、各領域２４０Ｆ、２４０Ｒの着磁力はそれぞれの領域２４０Ｆ、２４０Ｒの駆動方向における中央から両端部に行くに従って強くなるようにされている。
【００４９】
上記接地ヨーク２５０と同様に平板状の透磁性を有する材料から成る対向ヨーク２６０が駆動用コイル２１４の直ぐ上に形成された挿通孔２１５を挿通された状態で上記レンズ鏡筒に固定されている。
【００５０】
被駆動体であるレンズ保持枠２１０の位置は非接触の位置検出手段２７０によって検出される。該位置検出手段２７０は被検出体である位置検出用マグネット２７１と検出体である磁気抵抗素子２７２とによって構成される。位置検出用マグネット２７１はレンズ保持枠２１０の被案内部２１２の側面に固定され、上記駆動方向に沿って磁極が交互に異なるように着磁されている。また、磁気抵抗素子２７２は位置検出用マグネット２７１に近接した状態を保つように上記レンズ鏡筒に固定されている。なお、この第２の実施の形態２００にあっても、レンズ保持枠２１０の位置を検出する手段は位置検出用マグネット２７１と磁気抵抗素子２７２とからなるものに限られるものではないことは上記した第１の実施の形態におけると同様である。なお、このような位置検出手段２７０は上記した位置検出手段３８、３９として利用することができる。
【００５１】
上記レンズ駆動装置２００にあって、駆動用用コイル２１４に電流が流れると、対向ヨーク２６０と駆動用マグネット２４０との間を通る磁束により駆動用コイル２１４に光軸ｘ方向に平行な推力が発生し（フレミングの左手の法則）、この推力によってレンズ保持枠２１０は光軸ｘ方向（駆動方向）に駆動用コイル２１４と一体的に移動することになる。
【００５２】
そして、上記レンズ駆動装置２００にあっては、駆動用マグネット２４０の着磁力が各領域２４０Ｆ、２４０Ｒにおいて駆動方向における中央から両端部に行くほど強くされているので、対向ヨーク２６０と駆動用マグネット２４０との間に形成される空隙内において、駆動用コイル２１４が受ける磁束密度の駆動方向（矢印ＦＲ）に直交する方向の成分は駆動用マグネット２４０の各領域２４０Ｆ、２４０Ｒの駆動方向における中央部から端部に至るまでほぼ等しくなる。その結果、駆動用コイル２１４には駆動ストロークの全域において駆動方向に平行で、且つ、一定の大きさの推力が発生し、図８に示すように、駆動ストロークの全域において推力のリニアリティ（直線性）を確保することができる。また、推力の方向と駆動方向が駆動ストロークの全域において常に平行になるので、レンズ保持枠２１０とガイド軸、特に、主ガイド軸２３１との間に発生する摩擦抵抗も一定となる。従って、レンズ保持枠２１０を駆動する際に発生する推力、駆動負荷を駆動ストロークの全域亘って一定に保つことができ、駆動特性及びサーボ特性を良好にすることができる。また、駆動用マグネット２４０の全長を有効に利用することができ、レンズ保持枠２１０の駆動ストロークを大きく取ることができるので、スペースの無駄を省き、このレンズ駆動装置２００を使用したレンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【００５３】
なお、図８において推力の方向が反転しているが、これは、駆動用コイル２１４に同じ方向の電流が流れた場合を示すものである。上記レンズ駆動装置２００にあっては、駆動用コイル２１４の前側で駆動方向を横切るように位置した部分と、後側で駆動方向を横切るように位置した部分とでは流れる電流の方向は逆になる。従って、駆動用コイル２１４の前側の部分を駆動用マグネット２４０の領域２４０Ｆに対向させ、後側の部分を駆動用マグネット２４０の領域２４０Ｒに対向させれば、駆動用コイル２１４の前側の部分と後側の部分それぞれに発生する推力の方向は同じ方向になる。
【００５４】
以上のように構成されるビデオカメラ１０は、動画撮影モード時及び静止画撮影モード時には、各部が以下のように動作する。
【００５５】
使用者によって動画撮影モードが選択されると、カメラ制御部３３及び記録再生制御部４１が操作ブロック５０からの動画撮影モードが選択された旨の信号を受けて、カメラブロック３０の各部及び記録再生ブロック４０の各部を動画撮影モードに対応した状態に設定する。
【００５６】
動画撮影モードでは、テレビジョンの映像信号方式（ＮＴＳＣ方式またはＰＡＬ方式）に準拠した走査線数で構成された映像信号が、規定のフィールド及びフレームのタイミングで撮像素子３２からカメラ信号処理部３５へ出力される。
【００５７】
タイミング信号発生器３４から印加されるタイミング信号によって駆動された撮像素子３２から出力された映像信号は、カメラ信号処理部３５によるサンプルホールド、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換などの処理を受けて、記録再生ブロック４０に送られる。
【００５８】
カメラ信号処理部３５から送られた映像信号は、インタフェース処理部４２に入力され、記録再生制御部４１による制御によって動画記録に適した信号形態に加工されて、動画記録再生系４４に送られる。なお、インタフェース処理部４２は、動画記録再生系４４に映像信号を送るのと同時に、表示部４３へも映像信号を送って、表示部４３で表示させるようにすることも可能である。
【００５９】
動画記録再生系４４では、上記インタフェース処理部４２から入力された映像信号が、動画記録再生信号処理部４４ａで、ＤＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ）フォーマットなど予め定められた記録フォーマットに準拠するように加工されて、図示しないメカデッキなどから成る動画記録再生部４４ｂによってビデオテープ４４ｃに記録される。
【００６０】
なお、動画の再生は、操作ブロック５０の図示しない操作スイッチを使用者が操作することによって為される。使用者による動画再生の指示は、操作ブロック５０を経て、記録再生ブロック４０の記録再生制御部４１に入力される。そして、上記指示に基づいて記録再生制御部４１は、記録再生ブロック４０の各部を、動画再生に適した状態に設定する。動画記録再生部４４ｂで再生された動画の映像は、表示部４３で表示されると共に外部へも出力される。
【００６１】
使用者によって静止画撮影モードが選択されると、カメラ制御部３３及び記録再生制御部４１が操作ブロック５０からの静止画撮影モードが選択された旨の信号と受けて、カメラブロック３０の各部及び記録再生ブロック４０の各部を静止画撮影モードに対応した状態に設定する。
【００６２】
静止画撮影時には、撮像素子３２から読み出された映像信号を、テレビジョンの映像信号方式に準拠させる必要はなく、操作者によって選択された画質に対応した画素情報を撮像素子３２から読み出すために、カメラ制御部３３はタイミング信号発生器３４の動作を制御する。
【００６３】
タイミング信号発生器３４から印加されるタイミング信号に基づいて撮像素子３２から読み出された映像信号は、カメラ信号処理部３５によるサンプルホールド、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換などの処理を受けて、記録再生ブロック４０に送られる。
【００６４】
カメラ信号処理部３５から送られた映像信号は、インタフェース処理部４２に入力され、記録再生制御部４１による制御によって静止画記録に適した信号形態に加工されて、静止画記録再生系４５に送られる。なお、インタフェース処理部４２は、静止画記録再生系４５に映像信号を送るのと同時に、表示部４３へも映像信号を送って、表示部４３で表示させるようにすることも可能である。
【００６５】
静止画記録再生系４５では、上記インタフェース処理部４２から入力された映像信号が、静止画記録再生信号処理部４５ａで圧縮等の適宜な処理を施され、記録フォーマットに準拠するように加工されて、静止画記録再生部４５ｂによって半導体メモリーカード４５ｃに記録される。
【００６６】
なお、静止画の再生は、操作ブロック５０の図示しない操作スイッチを使用者が操作することによって為される。使用者による静止画再生の指示は、操作ブロック５０を経て、記録再生ブロック４０の記録再生制御部４１に入力される。そして、上記指示に基づいて記録再生制御部４１は、記録再生ブロック４０の各部を静止画再生に適した状態に設定する。静止画記録再生部４４ｂで再生された静止画の映像は、表示部４３で表示されると共に外部へも出力される。
【００６７】
そして、上記した動画撮影時及び静止画撮影時の何れにおいても、操作者によってズーミング（画角の変倍）操作が為されたときは、カメラ信号処理部３５を介してレンズ駆動回路３６ａによってレンズ駆動装置３６ｂが駆動され、第２レンズ群Ｇ２が光軸ｘに沿って移動されて、ズーミングが為される。また、この時、ズーミングに伴う像位置の変動を補正するために、カメラ制御部３３を介してレンズ駆動回路３７ａによってレンズ駆動装置３６ｂが駆動され、第４レンズ群Ｇ４が光軸ｘに沿って移動される。また、図示しない被写体までの距離を測定する手段による測定結果に基づいてカメラ制御部３３を介してレンズ駆動回路３７ａによってレンズ駆動装置３６ｂが駆動され、第４レンズ群Ｇ４が光軸ｘに沿って移動されてフォーカシング（合焦）が行われる。
【００６８】
なお、ここでは、ズーミング及びフォーカシング共に、レンズ駆動装置３６ｂ、３７ｂによって自動的に行われるように説明したが、いずれか一方のみを自動的に行うようにしても良い。また、手動操作と自動操作を切り換えられるようにしても良い。上記実施の形態では、撮像装置としてビデオカメラを示したが、例えば、デジタルスチルカメラに適用した場合、例えば、３００万画素以上という高画素数による細密画像表現においては、任意の位置にピントを合わせたい場合があり、そのような場合には、手動に切り換えてフォーカシングができるようになっている方がよい。なお、手動操作と自動操作を切り換えられるようにした場合、位置検出手段１７０や２７０は常に作動しているようにして、可動レンズ２２０の位置を把握しておくのがよい。
【００６９】
上記したところでは、デジタル記録の撮像装置について主として説明したが、アナログ記録方式の撮像装置であっても良いことは勿論であるし、また、電子記録方式の撮像装置だけでなく、例えば、銀塩フィルムを使用する撮像装置にも本発明が適用可能であることはいうまでもない。
【００７０】
その他、上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は何れも本発明実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明電磁駆動装置は、一の軸方向に沿う方向である駆動方向に移動自在な被駆動体と、上記被駆動体と一体に移動可能であって上記駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備えた電磁駆動装置であって、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７２】
また、別の本発明電磁駆動装置は、一の軸方向に沿う方向である駆動方向に移動自在な被駆動体と、上記被駆動体と一体に移動可能であって上記駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備えた電磁駆動装置であって、上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７３】
従って、本発明電磁駆動装置及び別の本発明電磁駆動装置にあっては、駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。そのため、被駆動体を駆動するときの推力変動を抑制すると共に駆動負荷が一定になり、良好な駆動特性及びサーボ特性を得ることができる。それによって、被駆動体の正確な位置制御が可能になる。また、駆動用マグネットの全長を有効に利用することができ、被駆動体の駆動ストロークを大きく取ることができるため、スペースの無駄を省き、電磁駆動装置の小型化を図ることができる。
【００７４】
本発明レンズ駆動装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズの上記可動レンズ群を光軸方向に駆動するレンズ駆動装置であって、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７５】
また、別の本発明レンズ駆動装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズの上記可動レンズ群を光軸方向に駆動するレンズ駆動装置であって、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７６】
従って、本発明レンズ駆動装置及び別の本発明レンズ駆動装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。そのため、可動レンズを駆動するときの推力変動を抑制すると共に駆動負荷が一定になり、良好な駆動特性及びサーボ特性を得ることができる。それによって、可動レンズの正確な位置制御が可能になる。また、駆動用マグネットの全長を有効に利用することができ、レンズ保持枠の駆動ストロークを大きく取ることができるため、スペースの無駄を省き、このレンズ駆動装置を使用したレンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【００７７】
本発明撮像装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズと上記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置を備えた撮像装置であって、上記レンズ駆動装置は、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７８】
また、別の本発明撮像装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズと上記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置を備えた撮像装置であって、上記レンズ駆動装置は、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７９】
従って、本発明撮像装置及び別の本発明撮像装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。そのため、可動レンズを駆動するときの推力変動を抑制すると共に駆動負荷が一定になり、良好な駆動特性及びサーボ特性を得ることができる。それによって、可動レンズの正確な位置制御が可能になる。また、駆動用マグネットの全長を有効に利用することができ、レンズ保持枠の駆動ストロークを大きく取ることができるため、スペースの無駄を省き、撮像装置の小型化を図ることができる。
【００８０】
請求項２、請求項５、請求項８、請求項１１、請求項１４及び請求項１７に記載した発明にあっては、少なくとも上記駆動用コイルの一部を駆動用マグネットとの間で挟むように配置された対向ヨークが上記駆動用マグネットと対向して配置されたので、駆動コイルが位置する空間の磁束密度を均一に、且つ、磁束の方向が一定となり、駆動用コイルに生じる推力及び駆動負荷を駆動用マグネットの全長に亘ってより均一化することができる。
【００８１】
請求項３、請求項６、請求項９、請求項１２、請求項１５及び請求項１８に記載した発明にあっては、非接触の位置検出手段を構成する被検出体と検出体の一方を被駆動体やレンズ保持枠と一体的に移動するように設け、他方を上記一方と近接した状態で固定配置したので、被駆動体やレンズ保持枠の位置を正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明撮像装置をビデオカメラに適用した実施の形態の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図３乃至図６と共に本発明レンズ駆動装置の第１の実施の形態を示すものであり、本図は一部を分離して示す概略斜視図である。
【図３】概略正面図である。
【図４】駆動用マグネットの着磁力の分布を示すグラフ図である。
【図５】駆動用コイルに発生する推力を示すグラフ図である。
【図６】図７及び図８と共に本発明レンズ駆動装置の第２の実施の形態を示すものであり、本図は一部を分離して示す概略斜視図である。
【図７】概略正面図である。
【図８】駆動用コイルに発生する推力を示すグラフ図である。
【図９】図１０及び図１１と共に従来のレンズ駆動装置の一例を示すものであり、本図は概略分解斜視図である。
【図１０】駆動用マグネットの磁束密度と磁束の方向を模式的に示す図である。
【図１１】駆動用コイルに発生する推力を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０…ビデオカメラ（撮像装置）、２０…ズームレンズ（撮影レンズ）、ｘ…光軸、３６ｂ…レンズ駆動装置、３７ｂ…レンズ駆動装置、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群（可動レンズ群）、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レンズ群（可動レンズ群）、１００…レンズ駆動装置（電磁駆動装置）、１１０…レンズ保持枠（被駆動体）、１１４…駆動用コイル、１４０…駆動用マグネット、１５０…接地ヨーク、１６０…対向ヨーク、１７０…非接触の位置検出手段、１７１…位置検出用マグネット（被検出体）、１７２…磁気抵抗素子（検出体）、ｘ…光軸、矢印ＦＲ…駆動方向、２００…レンズ駆動装置（電磁駆動装置）、２１０…レンズ保持枠（被駆動体）、２１４…駆動用コイル、２４０…駆動用マグネット、２４０Ｆ…領域、２４０Ｒ…領域、２５０…接地ヨーク、２６０…対向ヨーク、２７０…非接触の位置検出手段、２７１…位置検出用マグネット（被検出体）、２７２…磁気抵抗素子（検出体）、ｘ…光軸、矢印ＦＲ…駆動方向
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な電磁駆動装置、レンズ駆動装置及び撮像装置に関する。詳しくは、駆動範囲の全域に亘って均一な推力を得ることができる電磁駆動装置、該電磁駆動装置を使用したレンズ駆動装置及び該レンズ駆動装置を使用した撮像装置を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にオートフォーカス機能や電動ズーム機能を備えたビデオカメラ等の撮像装置にあっては、フォーカシング用の可動レンズ群やズーミング用の可動レンズ群をその光軸方向に移動させるための駆動手段が設けられている。
【０００３】
従来、可動レンズを駆動するレンズ駆動装置としては、ステッピングモータあるいはＤＣ（直流）モータを用い、ギア等によりモータの回転運動を直線運動に変換して、可動レンズ群を光軸方向に移動させるようにした駆動装置が広く採用されていたが、高速、且つ、高精度な駆動の要求等、求められる性能の高度化に伴い、平板なマグネットである駆動用マグネットと該駆動用マグネットに対向配置される駆動用コイルとの組み合わせによる直線駆動方式の電磁駆動装置が多く採用されつつある。
【０００４】
上記した直線駆動方式の電磁駆動装置として、例えば、特許文献１に示されたようなものがある。この特許文献１に示された電磁駆動装置は、図９に示すように、駆動方向に平行に卷回された駆動用コイル（１０３）と、駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域を有する平板マグネット（１０２）と、このマグネット（１０２）に接地された接地ヨーク（１０１）と、マグネット（１０２）に駆動用コイル（１０３）を挟んで対向配置された対向ヨーク（１０５）を備えている。そして、マグネット（１０２）とヨーク（１０１）、（１０５）により形成される磁場中に配置された駆動用コイル（１０３）に電流を供給することにより駆動用コイル（１０３）に推力を発生させ、レンズを光軸方向に駆動している。
【０００５】
ところで、上記したマグネット（１０２）のように、平坦で駆動方向に等しい幅を有するマグネットｍｇにおいては、その表面から流れる磁束密度は図１０に示すようになり、マグネットｍｇの両端部では磁束がヨークｙｋの両端部に向かって進むため、マグネットｍｇの両端部上面で磁束の方向が駆動方向（矢印ｘで示す）側に傾くため、駆動コイルに発生する推力（両端部での推力の方向を矢印ｄで示す）も駆動方向に対してある角度を持つことになる。このため、駆動コイルに働く推力は、図１１に示すように、駆動方向における両端部ほど低く、中央部ほど高くなる。そして、レンズ保持枠等の被駆動体はガイド軸により駆動方向が規制されているため、マグネットの両端部では駆動方向と推力の方向とがある角度を持つことになり、そのため、駆動方向と直交する方向の推力成分が発生し、ガイド軸と被駆動体との間の摩擦による負荷が増大する。すなわち、マグネットの両端部において駆動負荷が増大することになる。
【０００６】
以上のことから、被駆動体を駆動すると、被駆動体の位置に応じて駆動用コイルに発生する駆動方向の推力が変化し、推力のリニアリティ（直線性）が損なわれてしまうと共に、駆動負荷も被駆動体の位置に応じて変化するため、被駆動体の駆動性能に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１６９０７３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したマグネット（１０２）のように、平坦で駆動方向に等しい幅を有するマグネットｍｇにおいては、その表面から流れる磁束密度は図９に示すようになり、マグネットｍｇの両端部では磁束がヨークｙｋの両端部に向かって進むため、マグネットｍｇの両端部上面で磁束の方向が駆動方向（矢印ｘで示す）側に傾くため、駆動コイルに発生する推力（両端部での推力の方向を矢印ｄで示す）も駆動方向に対してある角度を持つことになる。このため、駆動コイルに働く推力は、図１１に示すように、駆動方向における両端部ほど低く、中央部ほど高くなる。そして、レンズ保持枠等の被駆動体はガイド軸により駆動方向が規制されているため、マグネットの両端部では駆動方向と推力の方向とがある角度を持つことになり、そのため、駆動方向と直交する方向の推力成分が発生し、ガイド軸と被駆動体との間の摩擦による負荷が増大する。すなわち、マグネットの両端部において駆動負荷が増大することになる。
【０００９】
以上のことから、被駆動体を駆動すると、被駆動体の位置に応じて駆動用コイルに発生する駆動方向の推力が変化し、推力のリニアリティ（直線性）が損なわれてしまうと共に、駆動負荷も被駆動体の位置に応じて変化するため、被駆動体の駆動性能に悪影響を及ぼすという問題があった。
【００１０】
特に、位置検出器などを用い、フィードバック制御により構成されたサーボ系により被駆動体の正確な位置制御を行おうとする電磁駆動装置の場合、上記した問題により、被駆動体の位置に応じてサーボ系の安定性が変化してしまい、サーボ特性に悪影響を及ぼすという問題があった。
【００１１】
また、もう一つの問題として、マグネットの駆動方向における両端部でコイルに発生する推力が低下するため、マグネットの全長を有効に利用することができないという問題がある。例えば、マグネットの両端部で発生する推力が電磁駆動装置として設計上必要とされる推力に満たない場合には、設計上必要とされる推力を得ることができる部分のみを利用することになり、マグネットの全長を有効に利用することができないことになり、必要とされる駆動ストロークに比較してマグネットの長さを長くする必要があり、かかる電磁駆動装置を使用する機器が大型化してしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記した問題に鑑みて為されたものであり、被駆動体に発生する推力及び駆動負荷のリニアリティを確保できると共に、マグネットの全長を有効に利用することができる電磁駆動装置、かかる電磁駆動装置を使用したレンズ駆動装置及び該レンズ駆動装置を使用した撮像装置の提供を課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明電磁駆動装置は、上記した課題を解決するために、駆動用マグネットは駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、駆動用コイルの駆動方向における上記駆動用マグネットの両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００１４】
従って、本発明電磁駆動装置にあっては、駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００１５】
別の本発明電磁駆動装置は、駆動用マグネットは、駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、駆動用コイルの駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００１６】
従って、別の本発明電磁駆動装置にあっては、駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００１７】
本発明レンズ駆動装置は、可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００１８】
従って、本発明レンズ駆動装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００１９】
別の本発明レンズ駆動装置は、可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００２０】
従って、別の本発明レンズ駆動装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００２１】
本発明撮像装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズと上記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置を備えた撮像装置であって、上記レンズ駆動装置は、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００２２】
従って、本発明撮像装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００２３】
別の本発明撮像装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズと上記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置を備えた撮像装置であって、上記レンズ駆動装置は、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたものである。
【００２４】
従って、別の本発明撮像装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明電磁駆動装置、レンズ駆動装置及び撮像装置の実施の形態を添付図面を参照して説明する。なお、図示した実施の形態は、本発明電磁駆動装置をレンズ駆動装置として適用し、且つ、該レンズ駆動装置をビデオカメラのレンズの駆動に使用したものである。
【００２６】
図１は本発明撮像装置の実施の形態１０を示すものである。上記したように、この実施の形態１０は本発明を動画の撮影を行うビデオカメラに適用したものであるが、静止画の撮影も可能に構成されている。
【００２７】
ビデオカメラ１０は、撮影モードとして動画撮影モードと静止画撮影モードとを備え、撮像レンズとして４群構成のズームレンズ２０を使用する。ビデオカメラ１０は、映像を撮影すると共に撮影された映像情報を電気信号に変換するカメラブロック３０と、該カメラブロック３０から出力された映像情報を記録媒体に記録すると共に記録された映像情報を再生する記録再生ブロック４０と、使用者によって操作される図示しない各種操作スイッチから成る操作ブロック５０によって構成される。
【００２８】
ズームレンズ２０は、位置が常時固定の第１レンズ群Ｇ１と、光軸ｘ上を移動することにより主に変倍を行う第２レンズ群Ｇ２と、位置が常時固定の第３レンズ群Ｇ３と、光軸上を移動して像位置の変動の補正と合焦を行う第４レンズ群Ｇ４とから成る。なお、ここでズームレンズ２０を４群構成とし、第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４を可動レンズ群としたが、これはあくまで一例で有り、本発明撮像装置におけるレンズがこのようなものに限定されることを意味するものではない。また、図では各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４を１枚のレンズのように描いてあるが、それぞれのレンズ群Ｇ１〜Ｇ４は１枚のレンズで構成されることもあるし、また、２枚以上の複数枚のレンズによって構成されることもある。
【００２９】
上記カメラブロック３０は、ズームレンズブロック３１と、撮像素子３２と、カメラブロック３０の各部の動作を制御するカメラ制御部３３と、上記撮像素子３２に映像信号の読み出しタイミングの基準となるタイミング信号を印加するタイミング信号発生器３４と、撮像素子３２から出力された映像信号を処理するカメラ信号処理部３５と、ズームレンズ２０の第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４それぞれの駆動回路３６及び３７によって構成される。
【００３０】
上記ズームレンズブロック３１は、ズームレンズ２０と、ズームレンズ２０の可動レンズである第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４をそれぞれ移動させるレンズ駆動装置３６ｂ及び３７ｂと第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４の位置を検出する位置検出手段３８、３９とによって構成される。なお、上記レンズ駆動装置３６ｂ、３７ｂに本発明にかかるレンズ駆動装置が適用されており、その詳細については後で説明する。上記位置検出手段３８、３９は、それぞれ、被検出体３８ａ、３９ａとこれら被検出体３８ａ、３９ａの位置を検出する検出体３８ｂ、３９ｂとで構成され、被検出体３８ａ、３９ａが第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４と一体に移動するようにされ、検出体３８ｂ、３９ｂが被検出体３８ａ、３９ａに近接して配置され、非接触で第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４の位置を検出するようになっている。そして、位置検出手段３８、３９による検出結果がカメラ制御部３３に入力され、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４の位置のフィードバック制御に利用される。
【００３１】
記録再生ブロック４０は、記録再生制御部４１と、インタフェース処理部４２と、図示しない液晶映像表示装置や電子ビューファインダを有する表示部４３と、動画記録再生系４４と、静止画記録再生系４５とによって構成される。
【００３２】
上記動画記録再生系４４は、動画記録再生信号処理部４４ａと、動画記録再生部４４ｂとを有する。また、静止画記録再生系４５は、静止画記録再生信号処理部４５ａと、静止画記録再生部４５ｂとを有する。上記動画記録再生部４４ｂは、ビデオテープ４４ｃに対する動画情報の記録及び再生を行うものであり、上記静止画記録再生部４５ｂは、半導体メモリカード４５ｃに対する静止画情報の記録及び再生を行うものである。なお、これら画像情報を記録する媒体として上記したものはほんの例示であり、それぞれ、他の記録媒体に記録しても良い。例えば、動画情報は、ビデオテープの他、半導体メモリカード等の半導体メモリ装置、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）等の光ディスク、ハードディスク等の磁気ディスク等種々の記録媒体への記録及びそれら記録媒体からの再生が可能である。また、静止画情報の記録及び再生も、半導体メモリカード以外の上記した種々の記録媒体に対して行ってもかまわない。
【００３３】
上記したレンズ駆動装置３６ｂ、３７ｂに本発明にかかる電磁駆動装置を適用したレンズ駆動装置が使用されている。そこで電磁駆動装置の詳細を図２乃至図８によって説明する。
【００３４】
先ず、図２乃至図４は本発明電磁駆動装置の第１の実施の形態を示すものである。なお、電磁駆動装置において、被駆動体に可動レンズ（群）を保持させれば、レンズ駆動装置となるので、上記したビデオカメラ１０との説明の整合性を考慮して、以下に、レンズ駆動装置として説明する。
【００３５】
レンズ駆動装置１００（上記レンズ駆動装置３６ｂ、３７ｂとして利用することができる）は被駆動体としてレンズ保持枠１１０を有する。レンズ保持枠１１０は駆動方向、すなわち、光軸ｘ方向に沿う方向（図２中矢印ＦＲで示す）に直交する面を有する枠体１１１を有し、該枠体１１１には円形をしたレンズ取付孔１１１ａが形成され、該レンズ取付孔１１１ａに可動レンズ群１２０（上記第２レンズ群Ｇ２又は第４レンズ群Ｇ４に相当する）が保持される。なお、可動レンズ群１２０は１乃至数枚のレンズによって構成されることは上記したとおりである。また、枠体１１１の外縁に軸方向が上記駆動方向に延びるスリーブ状の被案内部１１２が一体に形成され、また、枠体１１１のレンズ取付孔１１１ａを挟んで被案内部１１２とほぼ反対側の外縁に係合切欠１１３が形成されている。
【００３６】
上記駆動方向に垂直に卷回されて、上記駆動方向に見て横長の矩形状をし、且つ、軸方向が上記駆動方向に沿う角筒状をした駆動用コイル１１４が接着等の適宜の手段によって上記枠体１１１に取り付けられている。
【００３７】
上記レンズ保持枠１１０はガイド部１３０によって光軸ｘ方向に移動自在に図示しないレンズ鏡筒に支持される。上記ガイド部１３０は主ガイド軸１３１と副ガイド軸１３２とから成る。主ガイド軸１３１は上記レンズ鏡筒に固定され、光軸ｘと平行に延びている。該主ガイド軸１３１がレンズ保持枠１１０の被案内部に摺動可能に挿通され、これによって、レンズ保持枠１１０は光軸ｘ方向に移動可能に上記レンズ鏡筒に支持される。副ガイド軸１３２も上記レンズ鏡筒に固定され、主ガイド軸１３１と平行に延びている。そして、該副ガイド軸１３２がレンズ保持枠１１０の係合切欠１１３に摺動自在に係合され、これによって、レンズ保持枠１１０は主ガイド軸１３１を中心に回転することが防止され、レンズ保持枠１１０に支持された可動レンズ群１２０の中心が光軸ｘ上に位置した状態で光軸ｘに沿って移動されるようになる。
【００３８】
平板状の駆動用マグネット１４０がレンズ保持枠１１０の全移動範囲内において駆動用コイル１１４との間の間隔が一定になるように上記レンズ鏡筒に固定されている。具体的には、上記レンズ鏡筒に固定された平板状の透磁性を有する材料から成る接地ヨーク１５０に駆動用マグネット１４０が固定されている。
【００３９】
そして、上記駆動用マグネット１４０の着磁力は、駆動方向における中央から両端部に行くほど強くされている。すなわち、図４の実線で示すようになっている。なお、図４に従来のこの種の電磁（レンズ）駆動装置における駆動用マグネットの着磁力の駆動方向における分布を破線で示してある。
【００４０】
上記接地ヨーク１５０と同様に平板状の透磁性を有する材料から成る対向ヨーク１６０が駆動用コイル１１４の中心を挿通された状態で上記レンズ鏡筒に固定されている。従って、駆動用コイル１１４の下側に位置した部分が駆動用マグネット１４０と対向ヨーク１６０との間に位置することになる。
【００４１】
被駆動体であるレンズ保持枠１１０の位置は非接触の位置検出手段１７０によって検出される。該位置検出手段１７０は被検出体である位置検出用マグネット１７１と検出体である磁気抵抗素子１７２とによって構成される。位置検出用マグネット１７１はレンズ保持枠１１０の被案内部１１２の側面に固定され、上記駆動方向に沿って磁極が交互に異なるように着磁されている。磁気抵抗素子１７２は磁界の変化によって抵抗値が変化する素子であって、上記位置検出用マグネット１７１に非接触で近接するように上記レンズ鏡筒に固定配置されている。従って、レンズ保持枠１１０の移動に伴って位置検出用マグネット１７１が移動すると、磁気抵抗素子１７２に及ぶ磁界が変化し、磁気抵抗素子１７２の抵抗値が変化するので、その抵抗値の変化を検出することによって被駆動体であるレンズ保持枠１１０の位置を正確に検出することができる。このような位置検出手段１７０は上記した位置検出手段３８、３９として利用することができる。なお、ここでは、レンズ保持枠１１０の位置を検出する手段として位置検出用マグネット１７１と磁気抵抗素子１７２とからなるもの１７０を示したが、レンズ保持枠１１０の位置を検出する手段がこのようなものに限られることを意味するものではなく、他の位置検出手段を使用しても良い。なお、可能な限り、位置検出手段は非接触方式のものであることが好ましい。例えば、非接触方式の位置検出手段として、傾斜マグネットとホール素子とから成るものも考えられる。被検出体である傾斜マグネットはレンズ保持枠１１０に取り付けられ、レンズ保持枠１１０の移動に伴って固定側の検出体であるホール素子との間の間隔が変化する傾斜面を有し、レンズ保持枠１１０の移動に伴って、ホール素子と傾斜マグネットとの間の間隔が変化することによる磁界の強さの変化を検出することによりレンズ保持枠１１０の位置を正確に検出することができる。
【００４２】
以上の構成にかかるレンズ駆動装置１００にあって、駆動用コイル１１４に電流が流れると、対向ヨーク１６０と駆動用マグネット１４０との間を通る磁束により駆動用コイル１１４に光軸ｘ方向に平行な推力が発生し（フレミングの左手の法則）、この推力によってレンズ保持枠１１０は光軸ｘ方向（駆動方向）に駆動用コイル１１４と一体的に移動することになる。
【００４３】
そして、上記レンズ駆動装置１００にあっては、駆動用マグネット１４０の着磁力が駆動方向における中央から両端部に行くほど強くされているので、対向ヨーク１６０と駆動用マグネット１４０との間に形成される空隙内において、駆動用コイル１１４が受ける磁束密度の駆動方向（矢印ＦＲ）に直交する方向の成分は駆動用マグネット１４０の駆動方向における中央部から端部に至るまでほぼ等しくなる。その結果、定電圧での駆動時に、駆動用コイル１１４には駆動ストロークの全域において駆動方向に平行で、且つ、一定の大きさの推力が発生し、図５に示すように、駆動ストロークの全域において推力のリニアリティ（直線性）を確保することができる。また、推力の方向と駆動方向が駆動ストロークの全域において常に平行になるので、レンズ保持枠１１０とガイド軸、特に、主ガイド軸１３１との間に発生する摩擦抵抗も一定となる。従って、レンズ保持枠１１０を駆動する際に発生する推力、駆動負荷を駆動ストロークの全域亘って一定に保つことができ、駆動特性及びサーボ特性を良好にすることができる。また、駆動用マグネット１４０の全長を有効に利用することができ、レンズ保持枠１１０の駆動ストロークを大きく取ることができるので、スペースの無駄を省き、このレンズ駆動装置１００が配置されるレンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【００４４】
図６乃至図８は本発明電磁駆動装置の第２の実施の形態を示すものである。なお、電磁駆動装置において、被駆動体に可動レンズを保持させれば、レンズ駆動装置となるので、この第２の実施の形態にあっても、上記したビデオカメラ１０との説明の整合性を考慮して、以下に、レンズ駆動装置として説明する。
【００４５】
レンズ駆動装置２００（上記レンズ駆動装置３６ｂ、３７ｂとして利用することができる）は被駆動体としてレンズ保持枠２１０を有する。レンズ保持枠２１０は駆動方向、すなわち、光軸ｘ方向に沿う方向（図５中矢印ＦＲで示す）に直交する面を有する枠体２１１を有し、該枠体２１１には円形をしたレンズ取付孔２１１ａが形成され、該レンズ取付孔２１１ａに可動レンズ群２２０（上記第２レンズ群Ｇ２又は第４レンズ群Ｇ４に相当する）が保持される。この可動レンズ群２２０も１乃至数枚のレンズによって構成される。また、枠体２１１の外縁に軸方向が上記駆動方向に延びるスリーブ状の被案内部２１２が一体に形成され、また、枠体２１１のレンズ取付孔２１１ａを挟んで被案内部２１２とほぼ反対側の外縁に係合切欠２１３が形成されている。
【００４６】
駆動方向に平行に、且つ、水平に卷回されて、上方から見て矩形状をした駆動用コイル２１４が接着等の適宜の手段によって上記枠体２１１に取り付けられている。また、駆動用コイル２１４の直ぐ上の位置に駆動方向に見て横長の矩形をした挿通孔２１５が形成されている。
【００４７】
上記レンズ保持枠２１０はガイド部２３０によって光軸ｘ方向に移動自在に図示しないレンズ鏡筒に支持される。上記ガイド部２３０は主ガイド軸２３１と副ガイド軸２３２とから成る。主ガイド軸２３１は上記レンズ鏡筒に固定され、光軸ｘと平行に延びている。該主ガイド軸２３１がレンズ保持枠２１０の被案内部２１２に摺動可能に挿通され、これによって、レンズ保持枠２１０は光軸ｘ方向に移動可能に上記レンズ鏡筒に支持される。副ガイド軸２３２も上記レンズ鏡筒に固定され、主ガイド軸２３１と平行に延びている。そして、該副ガイド軸２３２がレンズ保持枠２１０の係合切欠２１３に摺動自在に係合され、これによって、レンズ保持枠２１０は主ガイド軸２３１を中心に回転することが防止され、レンズ保持枠２１０に支持された可動レンズ２２０の中心が光軸ｘ上に位置した状態で光軸ｘに沿って移動されるようになる。
【００４８】
平板状の駆動用マグネット２４０がレンズ保持枠２１０の全移動範囲（駆動ストローク）内において駆動用コイル２１４との間の間隔が一定になるように上記レンズ鏡筒に固定されている。具体的には、上記レンズ鏡筒に固定された平板状の透磁性を有する材料から成る接地ヨーク２５０に駆動用マグネット２４０が固定されている。該駆動用マグネット２４０は上記駆動方向において２つの領域２４０Ｆ、２４０Ｒが隣接して設けられており、各領域２４０Ｆ、２４０Ｒは上記駆動方向において互いに反対方向に着磁されている。すなわち、２つの領域２４０Ｆと２４０Ｒとは同じ極性の磁極が隣接した状態で配置されている。また、各領域２４０Ｆ、２４０Ｒの着磁力はそれぞれの領域２４０Ｆ、２４０Ｒの駆動方向における中央から両端部に行くに従って強くなるようにされている。
【００４９】
上記接地ヨーク２５０と同様に平板状の透磁性を有する材料から成る対向ヨーク２６０が駆動用コイル２１４の直ぐ上に形成された挿通孔２１５を挿通された状態で上記レンズ鏡筒に固定されている。
【００５０】
被駆動体であるレンズ保持枠２１０の位置は非接触の位置検出手段２７０によって検出される。該位置検出手段２７０は被検出体である位置検出用マグネット２７１と検出体である磁気抵抗素子２７２とによって構成される。位置検出用マグネット２７１はレンズ保持枠２１０の被案内部２１２の側面に固定され、上記駆動方向に沿って磁極が交互に異なるように着磁されている。また、磁気抵抗素子２７２は位置検出用マグネット２７１に近接した状態を保つように上記レンズ鏡筒に固定されている。なお、この第２の実施の形態２００にあっても、レンズ保持枠２１０の位置を検出する手段は位置検出用マグネット２７１と磁気抵抗素子２７２とからなるものに限られるものではないことは上記した第１の実施の形態におけると同様である。なお、このような位置検出手段２７０は上記した位置検出手段３８、３９として利用することができる。
【００５１】
上記レンズ駆動装置２００にあって、駆動用用コイル２１４に電流が流れると、対向ヨーク２６０と駆動用マグネット２４０との間を通る磁束により駆動用コイル２１４に光軸ｘ方向に平行な推力が発生し（フレミングの左手の法則）、この推力によってレンズ保持枠２１０は光軸ｘ方向（駆動方向）に駆動用コイル２１４と一体的に移動することになる。
【００５２】
そして、上記レンズ駆動装置２００にあっては、駆動用マグネット２４０の着磁力が各領域２４０Ｆ、２４０Ｒにおいて駆動方向における中央から両端部に行くほど強くされているので、対向ヨーク２６０と駆動用マグネット２４０との間に形成される空隙内において、駆動用コイル２１４が受ける磁束密度の駆動方向（矢印ＦＲ）に直交する方向の成分は駆動用マグネット２４０の各領域２４０Ｆ、２４０Ｒの駆動方向における中央部から端部に至るまでほぼ等しくなる。その結果、駆動用コイル２１４には駆動ストロークの全域において駆動方向に平行で、且つ、一定の大きさの推力が発生し、図８に示すように、駆動ストロークの全域において推力のリニアリティ（直線性）を確保することができる。また、推力の方向と駆動方向が駆動ストロークの全域において常に平行になるので、レンズ保持枠２１０とガイド軸、特に、主ガイド軸２３１との間に発生する摩擦抵抗も一定となる。従って、レンズ保持枠２１０を駆動する際に発生する推力、駆動負荷を駆動ストロークの全域亘って一定に保つことができ、駆動特性及びサーボ特性を良好にすることができる。また、駆動用マグネット２４０の全長を有効に利用することができ、レンズ保持枠２１０の駆動ストロークを大きく取ることができるので、スペースの無駄を省き、このレンズ駆動装置２００を使用したレンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【００５３】
なお、図８において推力の方向が反転しているが、これは、駆動用コイル２１４に同じ方向の電流が流れた場合を示すものである。上記レンズ駆動装置２００にあっては、駆動用コイル２１４の前側で駆動方向を横切るように位置した部分と、後側で駆動方向を横切るように位置した部分とでは流れる電流の方向は逆になる。従って、駆動用コイル２１４の前側の部分を駆動用マグネット２４０の領域２４０Ｆに対向させ、後側の部分を駆動用マグネット２４０の領域２４０Ｒに対向させれば、駆動用コイル２１４の前側の部分と後側の部分それぞれに発生する推力の方向は同じ方向になる。
【００５４】
以上のように構成されるビデオカメラ１０は、動画撮影モード時及び静止画撮影モード時には、各部が以下のように動作する。
【００５５】
使用者によって動画撮影モードが選択されると、カメラ制御部３３及び記録再生制御部４１が操作ブロック５０からの動画撮影モードが選択された旨の信号を受けて、カメラブロック３０の各部及び記録再生ブロック４０の各部を動画撮影モードに対応した状態に設定する。
【００５６】
動画撮影モードでは、テレビジョンの映像信号方式（ＮＴＳＣ方式またはＰＡＬ方式）に準拠した走査線数で構成された映像信号が、規定のフィールド及びフレームのタイミングで撮像素子３２からカメラ信号処理部３５へ出力される。
【００５７】
タイミング信号発生器３４から印加されるタイミング信号によって駆動された撮像素子３２から出力された映像信号は、カメラ信号処理部３５によるサンプルホールド、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換などの処理を受けて、記録再生ブロック４０に送られる。
【００５８】
カメラ信号処理部３５から送られた映像信号は、インタフェース処理部４２に入力され、記録再生制御部４１による制御によって動画記録に適した信号形態に加工されて、動画記録再生系４４に送られる。なお、インタフェース処理部４２は、動画記録再生系４４に映像信号を送るのと同時に、表示部４３へも映像信号を送って、表示部４３で表示させるようにすることも可能である。
【００５９】
動画記録再生系４４では、上記インタフェース処理部４２から入力された映像信号が、動画記録再生信号処理部４４ａで、ＤＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ）フォーマットなど予め定められた記録フォーマットに準拠するように加工されて、図示しないメカデッキなどから成る動画記録再生部４４ｂによってビデオテープ４４ｃに記録される。
【００６０】
なお、動画の再生は、操作ブロック５０の図示しない操作スイッチを使用者が操作することによって為される。使用者による動画再生の指示は、操作ブロック５０を経て、記録再生ブロック４０の記録再生制御部４１に入力される。そして、上記指示に基づいて記録再生制御部４１は、記録再生ブロック４０の各部を、動画再生に適した状態に設定する。動画記録再生部４４ｂで再生された動画の映像は、表示部４３で表示されると共に外部へも出力される。
【００６１】
使用者によって静止画撮影モードが選択されると、カメラ制御部３３及び記録再生制御部４１が操作ブロック５０からの静止画撮影モードが選択された旨の信号と受けて、カメラブロック３０の各部及び記録再生ブロック４０の各部を静止画撮影モードに対応した状態に設定する。
【００６２】
静止画撮影時には、撮像素子３２から読み出された映像信号を、テレビジョンの映像信号方式に準拠させる必要はなく、操作者によって選択された画質に対応した画素情報を撮像素子３２から読み出すために、カメラ制御部３３はタイミング信号発生器３４の動作を制御する。
【００６３】
タイミング信号発生器３４から印加されるタイミング信号に基づいて撮像素子３２から読み出された映像信号は、カメラ信号処理部３５によるサンプルホールド、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換などの処理を受けて、記録再生ブロック４０に送られる。
【００６４】
カメラ信号処理部３５から送られた映像信号は、インタフェース処理部４２に入力され、記録再生制御部４１による制御によって静止画記録に適した信号形態に加工されて、静止画記録再生系４５に送られる。なお、インタフェース処理部４２は、静止画記録再生系４５に映像信号を送るのと同時に、表示部４３へも映像信号を送って、表示部４３で表示させるようにすることも可能である。
【００６５】
静止画記録再生系４５では、上記インタフェース処理部４２から入力された映像信号が、静止画記録再生信号処理部４５ａで圧縮等の適宜な処理を施され、記録フォーマットに準拠するように加工されて、静止画記録再生部４５ｂによって半導体メモリーカード４５ｃに記録される。
【００６６】
なお、静止画の再生は、操作ブロック５０の図示しない操作スイッチを使用者が操作することによって為される。使用者による静止画再生の指示は、操作ブロック５０を経て、記録再生ブロック４０の記録再生制御部４１に入力される。そして、上記指示に基づいて記録再生制御部４１は、記録再生ブロック４０の各部を静止画再生に適した状態に設定する。静止画記録再生部４４ｂで再生された静止画の映像は、表示部４３で表示されると共に外部へも出力される。
【００６７】
そして、上記した動画撮影時及び静止画撮影時の何れにおいても、操作者によってズーミング（画角の変倍）操作が為されたときは、カメラ信号処理部３５を介してレンズ駆動回路３６ａによってレンズ駆動装置３６ｂが駆動され、第２レンズ群Ｇ２が光軸ｘに沿って移動されて、ズーミングが為される。また、この時、ズーミングに伴う像位置の変動を補正するために、カメラ制御部３３を介してレンズ駆動回路３７ａによってレンズ駆動装置３６ｂが駆動され、第４レンズ群Ｇ４が光軸ｘに沿って移動される。また、図示しない被写体までの距離を測定する手段による測定結果に基づいてカメラ制御部３３を介してレンズ駆動回路３７ａによってレンズ駆動装置３６ｂが駆動され、第４レンズ群Ｇ４が光軸ｘに沿って移動されてフォーカシング（合焦）が行われる。
【００６８】
なお、ここでは、ズーミング及びフォーカシング共に、レンズ駆動装置３６ｂ、３７ｂによって自動的に行われるように説明したが、いずれか一方のみを自動的に行うようにしても良い。また、手動操作と自動操作を切り換えられるようにしても良い。上記実施の形態では、撮像装置としてビデオカメラを示したが、例えば、デジタルスチルカメラに適用した場合、例えば、３００万画素以上という高画素数による細密画像表現においては、任意の位置にピントを合わせたい場合があり、そのような場合には、手動に切り換えてフォーカシングができるようになっている方がよい。なお、手動操作と自動操作を切り換えられるようにした場合、位置検出手段１７０や２７０は常に作動しているようにして、可動レンズ２２０の位置を把握しておくのがよい。
【００６９】
上記したところでは、デジタル記録の撮像装置について主として説明したが、アナログ記録方式の撮像装置であっても良いことは勿論であるし、また、電子記録方式の撮像装置だけでなく、例えば、銀塩フィルムを使用する撮像装置にも本発明が適用可能であることはいうまでもない。
【００７０】
その他、上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は何れも本発明実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明電磁駆動装置は、一の軸方向に沿う方向である駆動方向に移動自在な被駆動体と、上記被駆動体と一体に移動可能であって上記駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備えた電磁駆動装置であって、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７２】
また、別の本発明電磁駆動装置は、一の軸方向に沿う方向である駆動方向に移動自在な被駆動体と、上記被駆動体と一体に移動可能であって上記駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備えた電磁駆動装置であって、上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７３】
従って、本発明電磁駆動装置及び別の本発明電磁駆動装置にあっては、駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。そのため、被駆動体を駆動するときの推力変動を抑制すると共に駆動負荷が一定になり、良好な駆動特性及びサーボ特性を得ることができる。それによって、被駆動体の正確な位置制御が可能になる。また、駆動用マグネットの全長を有効に利用することができ、被駆動体の駆動ストロークを大きく取ることができるため、スペースの無駄を省き、電磁駆動装置の小型化を図ることができる。
【００７４】
本発明レンズ駆動装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズの上記可動レンズ群を光軸方向に駆動するレンズ駆動装置であって、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７５】
また、別の本発明レンズ駆動装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズの上記可動レンズ群を光軸方向に駆動するレンズ駆動装置であって、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７６】
従って、本発明レンズ駆動装置及び別の本発明レンズ駆動装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。そのため、可動レンズを駆動するときの推力変動を抑制すると共に駆動負荷が一定になり、良好な駆動特性及びサーボ特性を得ることができる。それによって、可動レンズの正確な位置制御が可能になる。また、駆動用マグネットの全長を有効に利用することができ、レンズ保持枠の駆動ストロークを大きく取ることができるため、スペースの無駄を省き、このレンズ駆動装置を使用したレンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【００７７】
本発明撮像装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズと上記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置を備えた撮像装置であって、上記レンズ駆動装置は、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７８】
また、別の本発明撮像装置は、少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズと上記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置を備えた撮像装置であって、上記レンズ駆動装置は、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにしたことを特徴とする。
【００７９】
従って、本発明撮像装置及び別の本発明撮像装置にあっては、レンズ保持枠に一体的に設けられた駆動用コイルに発生する推力及び駆動負荷がマグネットの全長に亘って均一化される。そのため、可動レンズを駆動するときの推力変動を抑制すると共に駆動負荷が一定になり、良好な駆動特性及びサーボ特性を得ることができる。それによって、可動レンズの正確な位置制御が可能になる。また、駆動用マグネットの全長を有効に利用することができ、レンズ保持枠の駆動ストロークを大きく取ることができるため、スペースの無駄を省き、撮像装置の小型化を図ることができる。
【００８０】
請求項２、請求項５、請求項８、請求項１１、請求項１４及び請求項１７に記載した発明にあっては、少なくとも上記駆動用コイルの一部を駆動用マグネットとの間で挟むように配置された対向ヨークが上記駆動用マグネットと対向して配置されたので、駆動コイルが位置する空間の磁束密度を均一に、且つ、磁束の方向が一定となり、駆動用コイルに生じる推力及び駆動負荷を駆動用マグネットの全長に亘ってより均一化することができる。
【００８１】
請求項３、請求項６、請求項９、請求項１２、請求項１５及び請求項１８に記載した発明にあっては、非接触の位置検出手段を構成する被検出体と検出体の一方を被駆動体やレンズ保持枠と一体的に移動するように設け、他方を上記一方と近接した状態で固定配置したので、被駆動体やレンズ保持枠の位置を正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明撮像装置をビデオカメラに適用した実施の形態の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図３乃至図６と共に本発明レンズ駆動装置の第１の実施の形態を示すものであり、本図は一部を分離して示す概略斜視図である。
【図３】概略正面図である。
【図４】駆動用マグネットの着磁力の分布を示すグラフ図である。
【図５】駆動用コイルに発生する推力を示すグラフ図である。
【図６】図７及び図８と共に本発明レンズ駆動装置の第２の実施の形態を示すものであり、本図は一部を分離して示す概略斜視図である。
【図７】概略正面図である。
【図８】駆動用コイルに発生する推力を示すグラフ図である。
【図９】図１０及び図１１と共に従来のレンズ駆動装置の一例を示すものであり、本図は概略分解斜視図である。
【図１０】駆動用マグネットの磁束密度と磁束の方向を模式的に示す図である。
【図１１】駆動用コイルに発生する推力を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０…ビデオカメラ（撮像装置）、２０…ズームレンズ（撮影レンズ）、ｘ…光軸、３６ｂ…レンズ駆動装置、３７ｂ…レンズ駆動装置、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群（可動レンズ群）、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レンズ群（可動レンズ群）、１００…レンズ駆動装置（電磁駆動装置）、１１０…レンズ保持枠（被駆動体）、１１４…駆動用コイル、１４０…駆動用マグネット、１５０…接地ヨーク、１６０…対向ヨーク、１７０…非接触の位置検出手段、１７１…位置検出用マグネット（被検出体）、１７２…磁気抵抗素子（検出体）、ｘ…光軸、矢印ＦＲ…駆動方向、２００…レンズ駆動装置（電磁駆動装置）、２１０…レンズ保持枠（被駆動体）、２１４…駆動用コイル、２４０…駆動用マグネット、２４０Ｆ…領域、２４０Ｒ…領域、２５０…接地ヨーク、２６０…対向ヨーク、２７０…非接触の位置検出手段、２７１…位置検出用マグネット（被検出体）、２７２…磁気抵抗素子（検出体）、ｘ…光軸、矢印ＦＲ…駆動方向
Claims (18)
- 一の軸方向に沿う方向である駆動方向に移動自在な被駆動体と、上記被駆動体と一体に移動可能であって上記駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備えた電磁駆動装置であって、
上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、
上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、
上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにした
ことを特徴とする電磁駆動装置。 - 少なくとも上記駆動用コイルの一部を駆動用マグネットとの間で挟むように配置された対向ヨークが上記駆動用マグネットと対向して配置された
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。 - 非接触の位置検出手段を構成する被検出体と検出体の一方を被駆動体と一体的に移動するように設け、他方を上記一方と近接した状態で固定配置した
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置 - 一の軸方向に沿う方向である駆動方向に移動自在な被駆動体と、上記被駆動体と一体に移動可能であって上記駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備えた電磁駆動装置であって、
上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、
上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、
上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにした
ことを特徴とする電磁駆動装置。 - 上記駆動用コイルを駆動用マグネットとの間で挟むように配置された対向ヨークが上記駆動用マグネットと対向して配置された
ことを特徴とする請求項４に記載の電磁駆動装置。 - 非接触の位置検出手段を構成する被検出体と検出体の一方を被駆動体と一体的に移動するように設け、他方を上記一方と近接した状態で固定配置した
ことを特徴とする請求項４に記載の電磁駆動装置。 - 少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズの上記可動レンズ群を光軸方向に駆動するレンズ駆動装置であって、
上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、
上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、
上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、
上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにした
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 少なくとも上記駆動用コイルの一部を駆動用マグネットとの間で挟むように配置された対向ヨークが上記駆動用マグネットと対向して配置された
ことを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。 - 非接触の位置検出手段を構成する被検出体と検出体の一方をレンズ保持枠と一体的に移動するように設け、他方を上記一方と近接した状態で固定配置した
ことを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。 - 少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズの上記可動レンズ群を光軸方向に駆動するレンズ駆動装置であって、
上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、
上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、
上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、
上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにした
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 上記駆動用コイルを駆動用マグネットとの間で挟むように配置された対向ヨークが上記駆動用マグネットと対向して配置された
ことを特徴とする請求項１０に記載のレンズ駆動装置。 - 非接触の位置検出手段を構成する被検出体と検出体の一方をレンズ保持枠と一体的に移動するように設け、他方を上記一方と近接した状態で固定配置した
ことを特徴とする請求項１０に記載のレンズ駆動装置。 - 少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズと上記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置を備えた撮像装置であって、
上記レンズ駆動装置は、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に垂直に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、
上記駆動用マグネットは上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように配置され、
上記駆動用マグネットの上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向における中央部の着磁力より強くし、
上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における駆動用マグネットの全長に亘って均一となるようにした
ことを特徴とする撮像装置。 - 少なくとも上記駆動用コイルの一部を駆動用マグネットとの間で挟むように配置された対向ヨークが上記駆動用マグネットと対向して配置された
ことを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。 - 非接触の位置検出手段を構成する被検出体と検出体の一方をレンズ保持枠と一体的に移動するように設け、他方を上記一方と近接した状態で固定配置した
ことを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。 - 少なくとも一のレンズ群が可動レンズ群である複数のレンズ群から成る撮影レンズと上記可動レンズを駆動するレンズ駆動装置を備えた撮像装置であって、
上記レンズ駆動装置は、上記可動レンズ群を保持し光軸方向に移動自在なレンズ保持枠と、上記レンズ保持枠と一体に移動可能であってレンズ保持枠の駆動方向に対して平行に卷回された駆動用コイルと、上記駆動用コイルに対向するように固定配置された駆動用マグネットと、上記駆動用マグネットに接地された接地ヨークを備え、
上記駆動用マグネットは、上記駆動用コイルの全駆動範囲において駆動コイルとの間の間隔が等しくなるように、上記駆動方向において互いに反対方向に着磁された２つの領域が上記駆動方向に沿うように隣接して配置され、
上記２つの領域の上記駆動方向における両端部の着磁力を上記駆動方向におけるそれぞれの領域の中央部の着磁力より強くし、
上記駆動用マグネットによって形成される磁場が上記駆動方向における上記各領域の全長に亘って均一となるようにした
ことを特徴とする撮像装置。 - 上記駆動用コイルを駆動用マグネットとの間で挟むように配置された対向ヨークが上記駆動用マグネットと対向して配置された
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。 - 非接触の位置検出手段を構成する被検出体と検出体の一方をレンズ保持枠と一体的に移動するように設け、他方を上記一方と近接した状態で固定配置した
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060428 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090924 |
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| A521 | Written amendment |
Effective date: 20091113 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100325 |