JP2005165042A - 撮像装置及び駆動モーター - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動モーターの小型化及びトルクの向上を図る。
【解決手段】 回転中心となるシャフト４０と、２極着磁されシャフトを中心として回転されるマグネット４１と、可動部材２６、２７に係合されると共にマグネットと一体となって回動され可動部材を回動方向に応じた方向へ移動させる回動アーム４２と、マグネットの回転方向と直交する方向に巻回されると共にマグネットを外側から囲むように配置されたステーターコイル４６と、該ステーターコイルが巻回されたコイルボビン３５と、強磁性体によって形成されマグネットの外面に近接して配置されたコア４５、４５と、マグネットの回転位置を検出する位置検出手段５２とを設けた。
【選択図】 図７

Description

本発明は撮像装置及び駆動モーターについての技術分野に関する。詳しくは、アイリス又はシャッターを構成する可動部材を移動させるための駆動モーターの小型化及びトルクの向上を図る技術分野に関する。

ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置には、フォーカス制御やズーミングのための各種のレンズを光軸方向へ移動させるレンズ移動機構と、光量調節用のアイリスとを備え、アイリスを構成する一対の可動部材（絞り羽根）を撮像光学系の光軸に対して直交する面内において駆動モーターの駆動力によって移動させることにより光学系の光路を開閉し光量調節を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このような撮像装置にあっては、例えば、駆動モーターの駆動力を可動部材に伝達する回動アームを設け、該回動アームの長手方向における中央部を駆動モーターのシャフト（モーター軸）に固定し、回動アームの長手方向における両端部にそれぞれ設けた係合部を各可動部材に形成した係合長孔に摺動自在に係合し、駆動モーターの回転に伴って回動される回動アームの回動力を各可動部材の並進移動力に変換して可動部材を移動させるようにしている。

特開２００３−４３５５２号公報

ところが、特許文献１に記載された従来の撮像装置は、マグネットを有するローターの側方にコイルを有するステーターが配置され、ローターとステーターとが互いに独立した配置構成とされているため、その分、駆動モーターが大型となり撮像装置の小型化に支障を来たすという問題がある。

また、駆動モーターにあっては、図１８の波形図に示すように、可動部材を閉塞方向へ移動させる動作時及び開放方向へ移動させる動作時において、それぞれリップル状の電圧変化Ｖｐｏ、Ｖｐｃが生じる場合があり、このような電圧変化が生じた場合に駆動モーターのトルクが小さいと、可動部材の円滑な移動が妨げられ、最悪の場合には可動部材の移動が停止してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、上記した問題点を克服し、駆動モーターの小型化及びトルクの向上を図ることを課題とする。

本発明は、上記した課題を解決するために、回転中心となるシャフトと、２極着磁され上記シャフトを中心として回転されるマグネットと、上記可動部材に係合されると共にマグネットと一体となって回動され可動部材を回動方向に応じた方向へ移動させる回動アームと、マグネットの回転方向と直交する方向に巻回されると共にマグネットを外側から囲むように配置されたステーターコイルと、該ステーターコイルが巻回されたコイルボビンと、強磁性体によって形成され上記マグネットの外面に近接して配置されたコアと、上記マグネットの回転位置を検出する位置検出手段とを設けたものである。

従って、本発明撮像装置及び駆動モーターにあっては、マグネットがステーターコイルの内側に配置される。

本発明撮像装置は、内部に撮像光学系が配置されたレンズ鏡筒とアイリス又はシャッターを構成し撮像光学系の光路を開閉する可動部材を有する移動機構と該移動機構の駆動源となる駆動モーターとを備えた撮像装置であって、上記駆動モーターは、回転中心となるシャフトと、２極着磁され上記シャフトを中心として回転されるマグネットと、上記可動部材に係合されると共にマグネットと一体となって回動され可動部材を回動方向に応じた方向へ移動させる回動アームと、マグネットの回転方向と直交する方向に巻回されると共にマグネットを外側から囲むように配置されたステーターコイルと、該ステーターコイルが巻回されたコイルボビンと、強磁性体によって形成され上記マグネットの外面に近接して配置されたコアと、上記マグネットの回転位置を検出する位置検出手段とを備えたことを特徴とする。

従って、ステーターコイルがマグネットを外側から囲むように配置された構成とされているため、駆動モーターの小型化に伴う撮像装置の小型化を図ることができる。

また、マグネットに近接して配置されるコアを有しているため、駆動モーターの大きなトルクが得られ、ローターの回転時にリップル状の電圧変化が生じても、これにより可動部材が停止することがなく、可動部材を所望の位置まで確実に移動させることができると共に可動部材の動作の高速化を図ることができる。

さらに、駆動モーターのトルクの向上による低消費電力化を図ることができる。

請求項２に記載した発明にあっては、上記マグネットを可動部材が撮像光学系の光路を閉塞する第１の回転位置と撮像光学系の光路を開放する第２の回転位置との間で回転させ、上記コアとマグネットとの間の磁気的な平衡状態が保持されるマグネットの回転位置を平衡位置としたときに、マグネットの第２の回転位置から第１の回転位置へ向かう回転方向において、順に、第２の回転位置、第１の回転位置及び平衡位置を設定し、マグネットが第２の回転位置にあるときに、平衡位置から第１の回転位置を経て第２の回転位置へ向かう周方向において、マグネットの磁極間のニュートラルラインが平衡位置から９０°未満に位置されるようにしたので、常にマグネットに第２の回転位置から第１の回転位置を経て平衡位置へ向かう方向への回転力が付与され、ステーターコイルへの通電が停止された状態においても、確実に光学系の光路を閉塞することができる。

請求項３に記載した発明にあっては、上記コアを、マグネットを挟んだ互いに反対側に位置に一対配置したので、駆動モーターの一層のトルクの向上を図ることができる。

請求項４に記載した発明にあっては、少なくとも一部がコイルボビンの外側に配置されるステーターヨークを設け、ステーターヨークとコアとによってマグネットの回転方向において閉じた閉磁路を形成したので、磁束の漏れが少なく、駆動モーターのトルクの向上に寄与する。

本発明駆動モーターは、アイリス又はシャッターを構成する可動部材を有しレンズ鏡筒の内部に配置された撮像光学系の光路を開閉する移動機構の駆動源となる駆動モーターであって、回転中心となるシャフトと、２極着磁され上記シャフトを中心として回転されるマグネットと、上記可動部材に係合されると共にマグネットと一体となって回動され可動部材を回動方向に応じた方向へ移動させる回動アームと、マグネットの回転方向と直交する方向に巻回されると共にマグネットを外側から囲むように配置されたステーターコイルと、該ステーターコイルが巻回されたコイルボビンと、強磁性体によって形成され上記マグネットの外面に近接して配置されたコアと、上記マグネットの回転位置を検出する位置検出手段とを備えたことを特徴とする。

従って、ステーターコイルがマグネットを外側から囲むように配置された構成とされているため、小型化を図ることができる。

また、マグネットに近接して配置されるコアを有しているため、大きなトルクが得られ、ローターの回転時にリップル状の電圧変化が生じても、これにより可動部材が停止することがなく、可動部材を所望の位置まで確実に移動させることができると共に可動部材の動作の高速化を図ることができる。

さらに、トルクの向上による低消費電力化を図ることができる。

請求項６に記載した発明にあっては、上記マグネットを可動部材が撮像光学系の光路を閉塞する第１の回転位置と撮像光学系の光路を開放する第２の回転位置との間で回転させ、上記コアとマグネットとの間の磁気的な平衡状態が保持されるマグネットの回転位置を平衡位置としたときに、マグネットの第２の回転位置から第１の回転位置へ向かう回転方向において、順に、第２の回転位置、第１の回転位置及び平衡位置を設定し、マグネットが第２の回転位置にあるときに、平衡位置から第１の回転位置を経て第２の回転位置へ向かう周方向において、マグネットの磁極間のニュートラルラインが平衡位置から９０°未満に位置されるようにしたので、常にマグネットに第２の回転位置から第１の回転位置を経て平衡位置へ向かう方向への回転力が付与され、ステーターコイルへの通電が停止された状態においても、確実に光学系の光路を閉塞することができる。

請求項７に記載した発明にあっては、上記コアを、マグネットを挟んだ互いに反対側に位置に一対配置したので、一層のトルクの向上を図ることができる。

請求項８に記載した発明にあっては、少なくとも一部がコイルボビンの外側に配置されるステーターヨークを設け、ステーターヨークとコアとによってマグネットの回転方向において閉じた閉磁路を形成したので、磁束の漏れが少なく、トルクの向上に寄与する。

以下に、本発明撮像装置及び駆動モーターを実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。以下に示す最良の形態は、本発明撮像装置をビデオカメラに適用し、本発明駆動モーターをビデオカメラにおいて用いられる駆動モーターに適用したものである。尚、本発明の適用範囲はビデオカメラ又はこれに用いられる駆動モーターに限られることはなく、本発明は、スチルカメラの他、動画撮影又は静止画撮影の機能を有する各種の撮像装置又はこれらに用いられる駆動モーターに適用することができる。

先ず、撮像装置（ビデオカメラ）の基本構成を説明する（図１参照）。

撮像装置１は、外筐として設けられたレンズ鏡筒２に所要の各部が配置されて成り、レンズ鏡筒２には、レンズ又はレンズ群３（図には単レンズとして簡略化して示す。）と、固体撮像素子等の撮像手段４と、アイリス若しくはシャッター又はこれらの双方の機能を兼用する移動機構５とが設けられている。

移動機構５を構成する一対の可動部材６、６は駆動モーター７の駆動力によって移動され、可動部材６、６が移動されることにより光学系の光路が開閉される。駆動モーター７としてはローターがステーターの内側に配置された所謂インナーローター型のモーターが用いられ、駆動モーター７の駆動力が回動アーム等の中間部材を介することなく可動部材６、６に伝達されて該可動部材６、６が移動される。

被写体からレンズ又はレンズ群３を通った光は、一対の可動部材６、６として設けられた絞り羽根やシャッター部材によって形成される開口を通して撮像手段４に入射される。尚、光量調節時には、可動部材６、６が光軸ＯＬに直交する面内で並進移動されるが、本発明の適用においては、可動部材の数や形状等の如何は問わず、１つ又は複数の可動部材を用いた各種形態での実施が可能である。

駆動モーター７としては、発生トルクを十分に確保すること及びシャッタースピードの高速化への対応等を考慮した場合に、ボイスコイル型を用いることが好ましいが、必要に応じてリニアモーター等を用いることも可能である。

次に、撮像装置の具体的な構成例について説明する（図２乃至図１７参照）。

撮像装置８のレンズ鏡筒９には、図２に示すように、被写体側から順に、対物レンズ１０、変倍レンズ１１、レンズ１２、移動機構１３、駆動モーター１４、フォーカスレンズ１５及び固体撮像素子１６が配置されている。移動機構１３はアイリス若しくはシャッター又はこれらの双方の機能を有しているが、以下には移動機構１３がアイリスとシャッターの双方の機能を有している場合について説明する。

レンズ鏡筒９の内部には、移動機構１３を挟んで光軸ＯＬ方向における互いに反対側の位置に、それぞれ光軸ＯＬに対して平行なガイドバー１７、１７とガイドバー１８、１８が配置されている。

変倍レンズ１１はホルダー１９に保持されており、該ホルダー１９がガイドバー１７、１７に摺動自在に支持されている。ホルダー１９に保持された変倍レンズ１１は、変倍レンズ用駆動部２０の駆動力がホルダー１９に伝達されることにより光軸ＯＬに沿う方向へ移動される。

フォーカスレンズ１５はホルダー２１に保持されており、該ホルダー２１がガイドバー１８、１８に摺動自在に支持されている。ホルダー２１に保持されたフォーカスレンズ１５は、フォーカスレンズ用駆動部２２の駆動力がホルダー２１に伝達されることにより光軸ＯＬに沿う方向へ移動される。

固体撮像素子１６によって得られる画像出力は画像処理部２３に送出されて所定の処理が行われる。画像処理部２３は、制御等に必要な情報を演算処理部２４に送出したり、撮影画像をビユーファインダーやモニター等に送って表示させ、あるいはユーザーの操作指示に従って画像情報等を記録媒体に記録させる。尚、マイクロコンピュータ等を有する演算処理部２４は、制御部２５に制御指令信号を送出し、該制御部２５から駆動モーター１４、変倍レンズ用駆動部２０及びフォーカスレンズ用駆動部２２等に制御信号が供給されることによって各部が制御される。

移動機構１３は、図３に示すように、可動部材２６、２７として機能する一対の絞り羽根を有しており、可動部材２６、２７を移動させることにより、入射光量の調節機能及びシャッター機能を兼用している。移動機構１３はレンズ鏡筒９の外周面から突出されることなく、レンズ鏡筒９の内部に組み込まれているため、他の部品との干渉の問題に煩わされることがなく、小型化やコンパクト化に好適である。

可動部材２６は主部２８と該主部２８の左右両端部からそれぞれ下方へ突出された突部２９、２９とが一体に形成されて成る。可動部材２６には下方に開口された開口用切欠２６ａが形成されている。

主部２８には、一方の側縁に上下に長い被案内孔２８ａが形成され、上端部に左右に長い係合長孔２８ｂが形成されている。

突部２９、２９にはそれぞれ上下に長い被案内孔２９ａ、２９ａが形成されている。

可動部材２７は主部３０と該主部３０の一方の側縁部から上方へ突出された突部３１とが一体に形成されて成る。可動部材２７には上方に開口された開口用切欠２７ａが形成されている。主部３０には、左右両側縁にそれぞれ上下に長い被案内孔３０ａ、３０ａが形成されている。

突部３１には上下に長い被案内孔３１ａが形成されている。突部３１の上端部には左右に長い係合長孔３１ｂが形成されている。

可動部材２６、２７はそれぞれベース体３２に上下方向へ移動自在に支持される（図４及び図５参照）。

ベース体３２は縦長の形状に形成され、左右両側縁にそれぞれ取付溝３２ａ、３２ａを有している。ベース体３２には上下左右に離隔して４つの案内ピン３２ｂ、３２ｂ、・・・が設けられている。ベース体３２の略中央部には透過孔３２ｃが形成され、光学系の光軸ＯＬが透過孔３２ｃの中心を通る位置に設定されている。

ベース体３２の３つの案内ピン３２ｂ、３２ｂ、３２ｂは、それぞれ可動部材２６の被案内孔２８ａ、２９ａ、２９ａに挿入されて摺動自在に係合される。また、ベース体３２の３つの案内ピン３２ｂ、３２ｂ、３２ｂは、それぞれ可動部材２７の被案内孔３０ａ、３０ａ、３１ａに挿入されて摺動自在に係合される。即ち、２つの案内ピン３２ｂ、３２ｂは可動部材２６の被案内孔２９ａ、２９ａと可動部材２７の被案内孔３０ａ、３０ａとに係合され、別の案内ピン３２ｂは可動部材２６の被案内孔２８ａのみに係合され、また別の案内ピン３２ｂは可動部材２７の被案内孔３１ａのみに係合される。

ベース体３２に可動部材２６、２７が支持された状態において、カバー体３３が取り付けられる。カバー体３３は縦長の形状に形成され、カバー体３３の中央部には大きな開口３３ａが形成されている。カバー体３３の左右両側縁にはそれぞれ被取付突部３３ｂ、３３ｂが設けられている。カバー体３３には４つの被取付孔３３ｃ、３３ｃ、・・・が形成されている。

カバー体３３は被取付突部３３ｂ、３３ｂがそれぞれ取付溝３２ａ、３２ａに取り付けられると共に被取付孔３３ｃ、３３ｃ、・・・にそれぞれ案内ピン３２ｂ、３２ｂ、・・・が挿入されることにより、可動部材２６、２７を覆うようにしてベース体３２に取り付けられる（図５参照）。カバー体３３の開口３３ａはベース体３２の透過孔３２ｃより大きくされており、カバー体３３がベース体３２に取り付けられた状態において、開口３３ａ内に透過孔３２ｃが位置される。

ベース体３２の上端部にはモーター取付部材３４が取り付けられる（図４及び図５参照）。モーター取付部材３４には左右に離隔して挿入孔３４ａ、３４ａが形成され、該挿入孔３４ａ、３４ａはそれぞれ外方へ凸の円弧状に形成されている。

駆動モーター１４はインナーローター型であり、ローターにマグネットを設けステーターにコイルを設けた可動マグネットタイプである（図６乃至図９参照）。

駆動モーター１４はコイルボビン３５を備え、該コイルボビン３５は第１の部材３６と第２の部材３７とが結合されて成る（図７参照）。

第１の部材３６は外形が厚みの薄い略円柱状に形成され、中心部に軸受孔３６ａを有している。軸受孔３６ａは後述するシャフトのラジアル軸受けとして機能する。第１の部材３６には放射方向に延びる配置用溝３６ｂ、３６ｂが形成され、該配置用溝３６ｂ、３６ｂは第１の部材３６の中心部を挟んで互いに１８０°反対側に位置されている。第１の部材３６には、配置用溝３６ｂ、３６ｂが形成された面と反体側の面に、平行に位置された巻回用突条３６ｃ、３６ｃが設けられている（図９参照）。

第２の部材３７は外形が厚みの厚い略円柱状に形成され、中心部に配置凹部３７ａが形成されている（図７参照）。配置凹部３７ａの内部には軸受部３７ｂが設けられ、該軸受部３７ｂは後述するシャフトのスラスト軸受け及びラジアル軸受けとして機能する。第２の部材３７には放射方向に延びる配置用溝３７ｃ、３７ｃが形成され、該配置用溝３７ｃ、３７ｃは第２の部材３７の中心部を挟んで互いに１８０°反対側に位置されている。第２の部材３７には、配置用溝３７ｃ、３７ｃが形成された面と反体側の面に、互いに離隔して位置された４つの巻回用突部３７ｄ、３７ｄ、・・・が設けられている（図６参照）。

第１の部材３６と第２の部材３７は配置用溝３６ｂ、３６ｂと配置用溝３７ｃ、３７ｃとがそれぞれ対向した状態で結合されコイルボビン３５が構成される（図７参照）。コイルボビン３５が構成された状態において、互いに対向する配置用溝３６ｂ、３６ｂと配置用溝３７ｃ、３７ｃとによって、コイルボビン３５の内外を連通する２つの配置孔３８、３８が形成される。

コイルボビン３５の外周面には、互いに１８０°反対側の位置に放射方向に開口された配置用切欠３５ａ、３５ａが形成され（図６及び図９参照）、該配置用切欠３５ａ、３５ａはコイルボビン３５の周方向において配置孔３８、３８間の各中央部に位置されている。

駆動モーター１４のローター３９は、シャフト４０とマグネット４１を有している（図７参照）。

シャフト４０は軸方向が光軸ＯＬに沿うように配置され、コイルボビン３５の内部において両端部がそれぞれ第１の部材３６の軸受孔３６ａと第２の部材３７の軸受部３７ｂとに回転自在に支持されている。

マグネット４１は円筒状に形成され２極着磁されている。マグネット４１は第２の部材３７の配置凹部３７ａに配置され、シャフト４０の軸方向における両端部を除いた部分に外嵌状に固定されている。

回動アーム４２はシャフト４０に一体に形成されている。回動アーム４２はアーム部４２ａ、４２ａと該アーム部４２ａ、４２ａの各先端部に設けられた係合軸部４２ｂ、４２ｂとから成る。アーム部４２ａ、４２ａはシャフト４０に連続され、該シャフト４０の軸方向と直交する方向へ突出されている。アーム部４２ａ、４２ａはシャフト４０から互いに１８０°反対方向へ突出されている。係合軸部４２ｂ、４２ｂはアーム部４２ａ、４２ａに対して直交する同じ方向へ突出されている。

駆動モーター１４のステーター４３は、ステーターヨーク４４、コア４５、４５及びステーターコイル４６を有している。

ステーターヨーク４４はベース面部４７と周面部４８、４８とが磁性金属材料によって一体に形成されて成る（図７参照）。

ベース面部４７には互いに反対方向に開口された切欠４７ａ、４７ａが形成され（図６参照）、該切欠４７ａ、４７ａはコイルボビン３５の配置用切欠３５ａ、３５ａに対応した大きさ及び形状に形成されている。ベース面部４７の外周縁は、切欠４７ａ、４７ａ間の部分が円弧状に形成されている。ベース面部４７には、一方の周面部４８に寄った位置に挿入孔４７ｂが形成されている。

周面部４８、４８はベース面部４７の円弧状に形成された外周縁からそれぞれ直交する同じ方向へ突出されている。周面部４８、４８にはそれぞれその長手方向に開口された挿通用切欠４８ａ、４８ａが形成され（図７乃至図９参照）、該挿通用切欠４８ａ、４８ａは周面部４８、４８の周方向における幅がコイルボビン３５の配置孔３８、３８に対応した大きさに形成されている。

ステーターヨーク４４はコイルボビン３５に外嵌状に取り付けられ、ステーターヨーク４４がコイルボビン３５に取り付けられた状態においては、切欠４７ａ、４７ａがそれぞれ配置用切欠３５ａ、３５ａに対応して位置され、挿通用切欠４８ａ、４８ａがそれぞれ配置孔３８、３８に対応して位置され、第２の部材３７の巻回用突部３７ｄ、３７ｄ、・・・がそれぞれ切欠３５ａ、３５ａからベース面部４７の外面側へ突出される。

ステーターヨーク４４がコイルボビン３５に取り付けられた状態において、回動アーム４２のアーム部４２ａ、４２ａの先端部がコイルボビン３５の配置孔３８、３８及びステーターコイル４６の挿通用切欠４８ａ、４８ａから外方へ突出される（図７参照）。

コア４５は鉄等の強磁性体によって形成され、複数の部材、例えば、同一の大きさ及び形状に形成された７枚の部材が積層されて構成されている（図１０参照）。コア４５は緩やかな円弧状に形成された基部４９と該基部４９の長手方向における両端部からそれぞれ突出された突出部５０、５０とから成り、該突出部５０、５０の基部４９寄りの位置にそれぞれ係合凹部５０ａ、５０ａが形成されている。コア４５には基部４９と突出部５０、５０とによって凹部４５ａが形成される。

コア４５、４５はコイルボビン３５の配置用切欠３５ａ、３５ａに配置され（図６及び図８参照）、係合凹部５０ａ、５０ａ、・・・がそれぞれコイルボビン３５の図示しない係合突部に係合されてコイルボビン３５に取り付けられる。コア４５、４５がコイルボビン３５に取り付けられた状態においては、突出部５０、５０、・・・の各先端部５０ｂ、５０ｂ、・・・がステーターヨーク４４の周面部４８、４８の内面側の各側縁部に接した状態とされる。従って、駆動モーター１４にはステーターヨーク４４とコア４５、４５とによって周方向において閉じた閉磁路が形成される。また、ステーターヨーク４４の周面部４８、４８はコア４５、４５を外側から押さえ該コア４５、４５のコイルボビン３５からの脱落を防止する押さえ手段としても機能する。

コア４５、４５は基部４９、４９がマグネット４１の外周面に近接した状態で位置される。

尚、コア４５、４５は、マグネット４１に対してその軸方向における一端側に稍偏倚して位置されており、マグネット４１は、この偏倚した側に引き寄せられる。従って、シャフト４０は第２の部材３７の軸受部３７ｂ側に付勢され、スラスト軸受けとして機能する軸受部３７ｂの底面部に押し付けられる。

ステーターコイル４６はコイルボビン３５の外面側において、それぞれ巻回用突条３６ｃ、３６ｃ間及び巻回用突部３７ｄ、３７ｄ、・・・間に巻回される（図６乃至図９参照）。ステーターコイル４６はマグネット４１の回転方向と直交する方向に巻回され、一部がコア４５、４５の凹部４５ａ、４５ａに位置されてマグネット４１を外側から囲むように配置される。

コイルボビン３５には配線板５１が取り付けられる（図６参照）。配線板５１は、例えば、フレキシブルプリント配線板であり、先端部が折り曲げられている。配線板５１の図示しない端子電極にはステーターコイル４６の両端部がそれぞれ接続され、配線板５１を介して図示しない電源回路からステーターコイル４６に通電される。配線板５１の先端部にはマグネット４１の回転方向及び回転位置を検出する位置検出手段として機能するホール素子５２が設けられている。ホール素子５２が設けられた配線板５１の先端部はステーターヨーク４４の挿入孔４７ｂに挿入されてコイルボビン３５に形成された図示しない挿入配置孔に挿入され、ホール素子５２がマグネット４１の外周面に対向した位置に配置される。

駆動モーター１４はモーター取付部材３４に取り付けられる（図４及び図５参照）。駆動モーター１４がモーター取付部材３４に取り付けられた状態においては、回動アーム４２の係合軸部４２ｂ、４２ｂがそれぞれ挿入孔３４ａ、３４ａに挿入されて可動部材２６、２７の係合長孔２８ｂ、３１ｂに摺動自在に係合される。

回動アーム４２の係合軸部４２ｂ、４２ｂがそれぞれ可動部材２６、２７の係合長孔２８ｂ、３１ｂに係合されることにより、ローター３９の回転に伴って回動アーム４２が回動されると、可動部材２６、２７が案内ピン３２ｂ、３２ｂ、・・・に案内されて互いに離接する方向へ並進移動される。

ローター３９の回転可能角度θは、例えば、６０°とされており（図１１参照）、ステーターヨーク４４の挿通用切欠４８ａ、４８ａの開口縁がローター３９の回転を規制するためのストッパーとして機能する。従って、ローター３９は回転角０°及び６０°の回転角度において、それぞれ回動アーム４２のアーム部４２ａ、４２ａが挿通用切欠４８ａ、４８ａの開口縁に接して回転が規制される。

ホール素子５２は、ローター３９の回転可能角度θの２分の１の角度の位置（中央位置）、例えば、３０°の位置に配置されている（図１１参照）。回転可能角度θはマグネット４１の回転によってその磁極間の位置であるニュートラルラインＮＬが通る範囲であり、中央位置を基準としてマグネット４１の回転方向及び回転位置に応じた検出信号をホール素子５２が出力する。

図１２は、ホール素子５２の検出レベルを概略的に示したものであり、図中の水平線「Ｖ０」は中央位置における検出レベル（基準レベル）を示している。

ローター３９の回転方向が、例えば、図１１に示す第１の方向「ＣＷ」である場合には、ホール素子５２の検出レベルが「ｇａ」に示すように次第に小さくなり、Ｖ０を横切った後さらに検出レベルが小さくなる。一方、ローター３９の回転方向が図１１に示す第２の方向「ＣＣＷ」である場合には、ホール素子５２の検出レベルが「ｇｂ」に示すようにＶ０未満の状態から次第に大きくなり、Ｖ０を横切った後、さらに検出レベルが大きくなる。このように、Ｖ０を境とした極性の変化に基いてローター３９のマグネット４１の回転方向が検出され、また、Ｖ０を基準とした検出レベルの大きさからマグネット４１の回転位置を検出することができる。尚、ホール素子５２の検出信号は、上記制御部２５に送出されて処理され、この検出情報に基いて駆動モーター１４に送出される信号によってローター３９の回転制御が行われる。

上記のように、ローター３９は回転角度６０°の間で回転され、回転角度における一端（回転角度０°）は可動部材２６、２７が撮像光学系の光路を閉塞する第１の回転位置（図１３参照）とされ、回転角度における他端（回転角度６０°）は可動部材２６、２７が撮像光学系の光路を開放する第２の回転位置（図１４参照）とされている。

駆動モーター１４にあっては、図１３及び図１４に示すように、第２の回転位置が第１の回転位置よりも周方向において一方のコア４５に接近した位置に設定されている。このときマグネット４１とコア４５、４５との磁気的な平衡状態が保持されるマグネット４１の回転位置、即ち、マグネット４１のニュートラルラインＮＬがコア４５、４５間の周方向における中央に一致する位置を平衡位置（図１５参照）とすると、マグネット４１が第２の回転位置から第１の回転位置へ向けて回転される状態において、順に、第２の回転位置、第１の回転位置及び平衡位置となるように設定されている。

また、ニュートラルラインＮＬは、平衡位置から第１の回転位置を経て第２の回転位置へ向かう回転方向、即ち、図１５に示すＣＷ方向において、マグネット４１が第２の回転位置にあるときに、平衡位置を基準として９０°（図１５に示す角度α）未満の角度に位置されるように設定されている。

従って、ローター３９には、マグネット４１のニュートラルラインＮＬとコア４５、４５との位置関係によって、常に第２の回転位置から第１の回転位置を経て平衡位置へ向かう方向への回転力（図１５に示すＣＣＷ方向への回転力）が付与されている。尚、上記のように、ローター３９は、ステーターヨーク４４の挿通用切欠４８ａ、４８ａの開口縁に回動アーム４２のアーム部４２ａ、４２ａが接する位置までしか回転できないため、マグネット４１が平衡位置まで回転されることはなく第１の回転位置において停止される。

次に、ローター３９の回転に伴う可動部材２６、２７の動作について説明する（図１６及び図１７参照）。

ステーターコイル４６への通電によるローター３９の回転に伴って回動アーム４２が、図１１に示す時計回り方向（ＣＷ）へ回転されると、図１６に示すように、可動部材２６、２７が互いに離れる方向へ移動され、可動部材２６、２７の開口用切欠２６ａ、２７ａによって形成される開口５３の面積が大きくなり透過孔３２ｃが開放されていくことにより入射光量が増加する。逆に、回動アーム４２が、図１１に示す反時計回り方向（ＣＣＷ）へ回転されると、図１７に示すように、可動部材２６、２７が互いに近づく方向へ移動され、可動部材２６、２７の開口用切欠２６ａ、２７ａによって形成される開口５３の面積が小さくなり透過孔３２ｃが閉塞されていくことにより入射光量が減少する。

従って、ベース体３２の透過孔３２ｃを通過する光については、可動部材２６、２７による開口５３の大きさによって光量調節が行われる。

ローター３９がＣＷ方向へ回転された状態においてステーターコイル４６への通電を停止すると、ローター３９はマグネット４１が磁気的に平衡状態となる平衡位置へ向けてＣＣＷ方向へ回転され、マグネット４１が第１の回転位置に戻り光学系の光路が閉塞される。従って、例えば、駆動モーター１４への電力の供給が遮断されたとしても、確実に光学系の光路が閉塞され、固体撮像素子１６を保護することができる。

尚、マグネット４１を第１の回転位置に高速で戻すには、ローター３９がＣＣＷ方向へ回転される向きでステーターコイル４６に通電すればよい。

以上に記載した通り、駆動モーター１４にあっては、ステーターコイル４６がマグネット４１を外側から囲むように配置された構成とされているため、小型化を図ることができる。

また、マグネット４１に近接して配置されるコア４５、４５を有しているため、大きなトルクが得られ、ローター３９の回転時にリップル状の電圧変化が生じても、これにより可動部材２６、２７が停止することがなく、可動部材２６、２７を所望の位置まで確実に移動させることができると共に可動部材２６、２７の動作の高速化を図ることができる。

さらに、駆動モーター１４のトルクの向上による低消費電力化を図ることができる。

さらにまた、駆動モーター１４にあっては、一対のコア４５、４５を設け、２極着磁されたマグネット４１を挟んだ互いに反対側の位置に配置しているため、一層のトルクの向上を図ることができる。

加えて、駆動モーター１４にあっては、ステーターヨーク４４とコア４５、４５とによって周方向において閉じた閉磁路を形成しているため、磁束の漏れが少なく、トルクの向上に寄与する。

尚、駆動モーター１４にあっては、ローター３９の回転方向及び回転位置の検出手段としてホール素子５２を用いているため、ローター３９の回転方向及び回転位置を容易かつ高精度で行うことができる。

上記には、例として、７枚の部材が積層されたコア４５、４５を示したが、この積層枚数は任意であり、積層枚数は、必要とするトルクの大きさやコアの配置スペース等を考慮して決定すればよい。また、コアを複数の部材を積層するものではなく、全体が一体に形成されたコアを用いてもよい。

また、上記には、２つのコア４５、４５を設けた例を示したが、コア４５の数は１つでもよく、コア４５の数は、必要とするトルクの大きさやコア４５の配置スペース等を考慮して決定すればよい。

上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の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。

図２乃至図１７と共に本発明撮像装置及び駆動モーターの最良の形態を示すものであり、本図は、撮像装置の基本構成を示す概念図である。 撮像装置の構成例を示す断面図である。 可動部材の拡大背面図である。 移動機構と駆動モーターを示す分解斜視図である。 移動機構と駆動モーターを示す拡大斜視図である。 駆動モーターの拡大背面図である。 駆動モーターの拡大断面図である。 駆動モーターの拡大平面図である。 駆動モーターの拡大正面図である。 コアの拡大斜視図である。 マグネットの回転可能角度とコアの位置関係を示す概念図である。 ホール素子の検出状態を示す波形図である。 マグネットが第１の回転位置にある状態を示す概念図である。 マグネットが第２の回転位置にある状態を示す概念図である。 平衡位置を示す概念図である。 図１７と共に可動部材の動作を示すものであり、本図は透過孔が開放された状態を示す拡大背面図である。 透過孔が閉塞された状態を示す拡大背面図である。 可動部材が動作したときにリップル状の電圧変化が生じた例を示す波形図である。

符号の説明

１…撮像装置、２…レンズ鏡筒、５…移動機構、６…可動部材、７…駆動モーター、８…撮像装置、９…レンズ鏡筒、１３…移動機構、１４…駆動モーター、２６…可動部材、２７…可動部材、３５…コイルボビン、４０…シャフト、４１…マグネット、４２…回動アーム、４４…ステーターヨーク、４６…ステーターコイル、５２…ホール素子

Claims (8)

1. 内部に撮像光学系が配置されたレンズ鏡筒とアイリス又はシャッターを構成し撮像光学系の光路を開閉する可動部材を有する移動機構と該移動機構の駆動源となる駆動モーターとを備えた撮像装置であって、
   上記駆動モーターは、
   回転中心となるシャフトと、
   ２極着磁され上記シャフトを中心として回転されるマグネットと、
   上記可動部材に係合されると共にマグネットと一体となって回動され可動部材を回動方向に応じた方向へ移動させる回動アームと、
   マグネットの回転方向と直交する方向に巻回されると共にマグネットを外側から囲むように配置されたステーターコイルと、
   該ステーターコイルが巻回されたコイルボビンと、
   強磁性体によって形成され上記マグネットの外面に近接して配置されたコアと、
   上記マグネットの回転位置を検出する位置検出手段とを備えた
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 上記マグネットを可動部材が撮像光学系の光路を閉塞する第１の回転位置と撮像光学系の光路を開放する第２の回転位置との間で回転させ、
   上記コアとマグネットとの間の磁気的な平衡状態が保持されるマグネットの回転位置を平衡位置としたときに、
   マグネットの第２の回転位置から第１の回転位置へ向かう回転方向において、順に、第２の回転位置、第１の回転位置及び平衡位置を設定し、
   マグネットが第２の回転位置にあるときに、平衡位置から第１の回転位置を経て第２の回転位置へ向かう周方向において、マグネットの磁極間のニュートラルラインが平衡位置から９０°未満の角度に位置されるようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 上記コアを、マグネットを挟んだ互いに反対側に位置に一対配置した
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 少なくとも一部がコイルボビンの外側に配置されるステーターヨークを設け、
   ステーターヨークとコアとによってマグネットの回転方向において閉じた閉磁路を形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. アイリス又はシャッターを構成する可動部材を有しレンズ鏡筒の内部に配置された撮像光学系の光路を開閉する移動機構の駆動源となる駆動モーターであって、
   回転中心となるシャフトと、
   ２極着磁され上記シャフトを中心として回転されるマグネットと、
   上記可動部材に係合されると共にマグネットと一体となって回動され可動部材を回動方向に応じた方向へ移動させる回動アームと、
   マグネットの回転方向と直交する方向に巻回されると共にマグネットを外側から囲むように配置されたステーターコイルと、
   該ステーターコイルが巻回されたコイルボビンと、
   強磁性体によって形成され上記マグネットの外面に近接して配置されたコアと、
   上記マグネットの回転位置を検出する位置検出手段とを備えた
   ことを特徴とする駆動モーター。
6. 上記マグネットを可動部材が撮像光学系の光路を閉塞する第１の回転位置と撮像光学系の光路を開放する第２の回転位置との間で回転させ、
   上記コアとマグネットとの間の磁気的な平衡状態が保持されるマグネットの回転位置を平衡位置としたときに、
   マグネットの第２の回転位置から第１の回転位置へ向かう回転方向において、順に、第２の回転位置、第１の回転位置及び平衡位置を設定し、
   マグネットが第２の回転位置にあるときに、平衡位置から第１の回転位置を経て第２の回転位置へ向かう周方向において、マグネットの磁極間のニュートラルラインが平衡位置から９０°未満の角度に位置されるようにした
   ことを特徴とする請求項５に記載の駆動モーター。
7. 上記コアを、マグネットを挟んだ互いに反対側に位置に一対配置した
   ことを特徴とする請求項５に記載の駆動モーター。
8. 少なくとも一部がコイルボビンの外側に配置されるステーターヨークを設け、
   ステーターヨークとコアとによってマグネットの回転方向において閉じた閉磁路を形成した
   ことを特徴とする請求項５に記載の駆動モーター。
   

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