JP2006259093A

JP2006259093A - 光学装置

Info

Publication number: JP2006259093A
Application number: JP2005074965A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kajiwara; 靖梶原
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】消費電力および製造コストを削減することができ、かつ、直線性および耐久性を向上させることができ、さらに、振動を抑制して光学素子を光軸方向に適切に移動させることができる小型化に適した光学装置を提供すること。
【解決手段】移動機構が、光軸７を中心とした自転を可能とされた外歯車２０と、外歯車２０の自転運動を光学素子３、４、５の光軸７方向への移動運動に変換する変換機構２１と、πラジアンの位相角度を有した状態で同一方向に公転することにより、外歯車２０を自転させる一対の内歯車２３、２４と、内歯車２３、２４を公転させる公転機構とを備えたこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学装置に係り、特に、携帯電話等のカメラにおけるオートフォーカス機構等に用いられ、光学素子を光軸方向へ移動させるのに好適な光学装置に関する。

従来から、携帯電話のカメラ等の小型の光学装置においては、光学素子としてのレンズを光軸方向に移動させて焦点を最適な位置に調整するオートフォーカス機構が用いられている。

近年、この種の光学装置は、小型化および低コスト化の要請が高まっており、これにともなって、このような光学装置に用いられるオートフォーカス機構についても、今後、さらに小型でかつ安価に生産することが期待されている。

現状において、光学装置に用いられるオートフォーカス機構としては、ボイスコイルモータ方式や、ステッピングモータ方式あるいはピエゾモータ方式等のオートフォーカス機構が知られている。

また、最近においては、いわゆるワブルモータと称される公転および自転を行うロータを備えたモータによってレンズを光軸方向に駆動する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開平１０−３０４６４６号公報特開２００２−３３３５６５号公報特開２００２−３３５６６４号公報

しかしながら、ボイスコイルモータ方式のオートフォーカス機構は、レンズを所定のフォーカス位置に移動させた後も、フォーカス位置を保持するために電力を供給し続ける必要があり、消費電力が大きうといった問題点を有していた。

また、ボイスコイルモータ方式のオートフォーカス機構は、駆動パルスごとのレンズの移動量が安定せず、直線性にも問題があった。

また、ステッピングモータ方式のオートフォーカス機構は、ステッピングモータおよびこれに係合するウォームギアやギアあるいはカム等を用いてオートフォーカス機構を安価に構成することは可能である。しかし、この場合には、機構部分が大きくなり過ぎるため、従前からの小型化の要請に反する上に、携帯電話等の小型の光学装置内への配置の際における自由度が低下し、デザインを制約する結果となってしまう。

さらに、ピエゾモータは、耐久性に問題があったり、直線性が悪いといった欠点を有している。

さらにまた、特許文献１〜３に示すワブルモータは、ロータの公転および自転の際に生じる振動によって、光学素子を光軸方向に適切に移動させることができない虞があった。

また、ワブルモータ方式のオートフォーカス機構を搭載したカメラを用いて音声付き動画を収録する場合には、ワブルモータの振動にともなって発生した騒音までもが収録されてしまい、高品位な音声付き動画を得ることができない虞があった。

そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、消費電力および製造コストを削減することができ、かつ、直線性および耐久性を向上させることができ、さらに、振動を抑制して光学素子を光軸方向に適切に移動させることができるとともに騒音の発生を防止することができる小型化に適した光学装置を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る光学装置の特徴は、光軸方向に移動可能とされた光学素子と、この光学素子を前記光軸方向に移動させるための移動機構とを備えた光学装置において、前記移動機構が、光軸を中心とした自転運動を可能とされた外歯車と、この外歯車の自転運動を前記光学素子の前記光軸方向への移動運動に変換する変換機構と、前記外歯車の外側に、前記光軸方向に所定の間隔を設けて一対配設され、前記外歯車における光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合して、πラジアンの位相角度を有しつつ同一方向に公転することによって、前記外歯車を自転させる一対の内歯車と、これら一対の内歯車を公転させる公転機構とを備えた点にある。

そして、この請求項１に係る発明によれば、πラジアンの位相角度を有する一対の内歯車の間に外歯車を挟んだ状態で、両内歯車の公転にともなって外歯車を自転させることができ、この外歯車の自転運動を、変換機構によって光学素子の光軸方向への移動運動に変換することが可能となる。

ここで、請求項１における位相角度（一対の内歯車について適用される位相角度）とは、一対の内歯車のうちの一方の内歯車が、内歯車の公転あるいは外歯車の自転にかかわらず不変とされた光学装置内における特定の基準位置にあると仮定した場合に、他方の内歯車が、当該基準位置まで移動するのに要する公転角度のことをいうものとする。

この位相角度は、換言すれば、図５５に示すように、一対の内歯車のうちの一方の内歯車の中心点Ｏ_１と外歯車の中心点Ｐとを結ぶ仮想線分Ｌ_１と、他方の内歯車の中心点Ｏ_２と外歯車の中心点Ｐとを結ぶ仮想線分Ｌ_２とのなす平面上の角度αをいうものとする。

また、請求項２に係る光学装置の特徴は、請求項１において、前記公転機構が、前記一対の内歯車のそれぞれに対して互いに位相がπラジアン異なる状態で接触しつつ互いに同一の回転軸を中心とした回転動作を行うことによって、前記一対の内歯車をそれぞれ公転させる一対の偏心カムと、これら一対の偏心カムを回転させる偏心カム回転機構とを備えた点にある。

そして、この請求項２に係る発明によれば、更に、一対の偏心カムによって、一対の内歯車を簡易かつ適切に公転させることが可能となる。

ここで、請求項２における位相（一対の偏心カムについて適用される位相）とは、図５６に示すように、互いに同一の回転軸を中心とした回転動作を行う一対の偏心カムのうちの一方の偏心カムの中心点Ｏ_１と回転軸上の点Ｐとを結ぶ仮想線分Ｌ_１と、他方の偏心カムの中心点Ｏ_２と回転軸上の点Ｐとを結ぶ仮想線分Ｌ_２とのなす平面上の角度βをいうものとする。

さらに、請求項３に係る光学装置の特徴は、請求項２において、前記偏心カム回転機構が、前記一対の偏心カムを同軸上に固定することによって、前記一対の偏心カムを同一の回転軸上に保持する前記光軸方向に長尺なシャフトと、このシャフトを回転駆動する回転駆動機構とを備えた点にある。

そして、この請求項３に係る発明によれば、更に、回転駆動機構によって一対の偏心カムを一体的に同軸回転させることが可能となる。

さらにまた、請求項４に係る光学装置の特徴は、請求項３において、前記回転駆動機構が、前記シャフト上に固設され、前記シャフトの周方向に沿って少なくとも２極着磁された少なくとも１つの磁石と、この磁石に磁気力を作用させることによって、前記磁石に前記シャフトを回転させるための回転力を発生させる磁気力手段とを備えた点にある。

そして、この請求項４に係る発明によれば、更に、一対の偏心カムを、磁石および磁気力手段を備えた簡易な構成によって適切に回転させることが可能となる。

また、請求項５に係る光学装置の特徴は、請求項４において、前記一対の偏心カムと、前記シャフトと、前記磁石との組を複数組備えた点にある。

そして、この請求項５に係る発明によれば、更に、一対の偏心カムの複数の組によって、一対の内歯車をより適切に公転させることが可能となる。

さらに、請求項６に係る光学装置の特徴は、請求項１〜５のいずれか１項において、前記一対の内歯車が間欠部を有する間欠歯車とされ、かつ、前記一対の内歯車の歯が、互いに相手側の内歯車の方向に延出して相手側の内歯車の間欠部に位置する形状に形成されていることによって、前記一対の内歯車が、互いに前記光軸方向における同一の位置において前記外歯車に噛合している点にある。

そして、この請求項６に係る発明によれば、更に、一対の内歯車の間に外歯車を安定的に挟むことができ、外歯車をより効率的に自転させることが可能となる。

さらにまた、請求項７に係る光学装置の特徴は、光軸方向に移動可能とされた光学素子と、この光学素子を前記光軸方向に移動させるための移動機構とを備えた光学装置において、前記移動機構が、光軸を中心とした自転運動を可能とされた外歯車と、この外歯車の自転運動を前記光学素子の前記光軸方向への移動運動に変換する変換機構と、前記外歯車の外側に、前記光軸方向に所定の間隔を設けてｎ個配設され、前記外歯車に対して互いに周方向に２π／ｎラジアンずつ間隔を有した状態で噛合して、２π／ｎラジアンの位相角度を有しつつ同一方向に公転することによって、前記外歯車を自転させるｎ個の内歯車と、これらｎ個の内歯車を公転させる公転機構とを備えた点にある。

そして、この請求項７に係る発明によれば、２π／ｎラジアンの位相角度を有するｎ個の内歯車の間に外歯車を挟んだ状態で、各内歯車の公転にともなって外歯車を自転させることができ、この外歯車の自転運動を、変換機構によって光学素子の光軸方向への移動運動に変換することが可能となる。

ここで、請求項７における位相角度（ｎ個の内歯車について適用される位相角度）とは、ｎ個の内歯車のうちの任意の１個の内歯車が、内歯車の公転あるいは外歯車の自転にかかわらず不変とされた光学装置におかる特定の基準位置にあると仮定した場合に、この１個の内歯車に対して公転方向の逆方向において最も近くに位置する他の内歯車が、当該基準位置まで移動するのに要する公転角度のことをいい、換言すれば、当該１個の内歯車の中心点と外歯車の中心点とを結ぶ仮想線分と、当該他の内歯車の中心点と外歯車の中心点とを結ぶ仮想線分とのなす平面上の角度（図示せず）をいうものとする。

また、請求項８に係る光学装置の特徴は、請求項７において、前記公転機構が、前記ｎ個の内歯車のそれぞれに対して互いに位相が２π／ｎラジアン異なる状態で接触し、互いに同一の回転軸を中心とした回転動作を行うことによって、前記ｎ個の内歯車をそれぞれ公転させるｎ個の偏心カムと、これらｎ個の偏心カムを回転させる偏心カム回転機構とを備えた点にある。

そして、この請求項８に係る発明によれば、更に、ｎ個の偏心カムによって、ｎ個の内歯車を簡易かつ適切に公転させることが可能となる。

ここで、請求項８における位相（ｎ個の偏心カムについて適用される位相）とは、互いに同一の回転軸を中心とした回転動作を行うｎ個の偏心カムのうちの任意の１個の偏心カムの中心点と回転軸上の点とを結ぶ仮想線分と、この１個の偏心カムに対して回転方向において最も近くに位置する他の偏心カムの中心点と回転軸上の点とを結ぶ仮想線分とのなす平面上の角度（図示せず）をいうものとする。

さらに、請求項９に係る光学装置の特徴は、請求項８において、前記偏心カム回転機構が、前記ｎ個の偏心カムを同軸上に固定することによって、前記ｎ個の偏心カムを同一の回転軸上に保持する前記光軸方向に長尺なシャフトと、このシャフトを回転駆動する回転駆動機構とを備えた点にある。

そして、この請求項９に係る発明によれば、更に、回転駆動機構によってｎ個の偏心カムを一体的に同軸回転させることが可能となる。

さらにまた、請求項１０に係る光学装置の特徴は、請求項９において、前記回転駆動機構が、前記シャフト上に固設され、前記シャフトの周方向に沿って少なくとも２極着磁された少なくとも１つの磁石と、この磁石に磁気力を作用させることによって、前記磁石に前記シャフトを回転させるための回転力を発生させる磁気力手段とを備えた点にある。

そして、この請求項１０に係る発明によれば、更に、ｎ個の偏心カムを、磁石および磁気力手段を備えた簡易な構成によって適切に回転させることが可能となる。

また、請求項１１に係る光学装置の特徴は、請求項１０において、前記ｎ個の偏心カムと、前記シャフトと、前記磁石との組を複数組備えた点にある。

そして、この請求項１１に係る発明によれば、更に、ｎ個の偏心カムの複数の組によって、ｎ個の内歯車をより適切に公転させることが可能となる。

さらに、請求項１２に係る光学装置の特徴は、請求項７〜１１のいずれか１項において、前記ｎ個の内歯車のうち、光軸方向において互いに隣位する少なくとも一対の内歯車同士が、間欠部を有する間欠歯車とされ、かつ、これらの間欠歯車とされた互いに隣位する内歯車同士の歯が、互いに相手側の内歯車の方向に延出して相手側の内歯車の間欠部に位置する形状に形成されていることによって、前記間欠歯車とされた互いに隣位する内歯車同士が、前記光軸方向における同一の位置において前記外歯車に噛合している点にある。

そして、この請求項１２に係る発明によれば、更に、ｎ個の内歯車の間に外歯車を安定的に挟むことができ、外歯車をより効率的に自転させることが可能となる。

さらにまた、請求項１３に係る光学装置の特徴は、請求項１〜１２のいずれか１項において、前記光学素子がバレル内に保持されるとともに、前記外歯車が、前記バレルの外周面を包囲する形状に形成され、前記変換機構が、前記バレルの外側および前記外歯車の内側に形成されたねじ構造と、前記バレルの回転を防止する回り止め構造とを備えた点にある。

そして、この請求項１３に係る発明によれば、ねじ構造および回り止め構造を備えた簡易な構成によって、外歯車の自転運動を光学素子の移動運動に適切に変換することが可能となる。

また、請求項１４に係る光学装置の特徴は、光軸方向に移動可能とされた光学素子と、この光学素子を前記光軸方向に移動させるための移動機構とを備えた光学装置において、前記移動機構が、光軸を中心とした自転運動を可能とされた外歯車と、この外歯車の自転運動を前記光学素子の前記光軸方向への移動運動に変換する変換機構と、前記外歯車の半径方向の外側位置に、前記光軸方向に所定の間隔を設けるようにして配設され、前記外歯車における光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合して、πラジアンの位相角度を有しつつ同一方向に公転することによって、前記外歯車を自転させることが可能とされた第１内歯車および第２内歯車と、これら両内歯車を公転させる公転機構とを備え、前記公転機構が、前記第１内歯車に配設された第１磁気作用部と、前記第２内歯車に配設された第２磁気作用部と、前記第１磁気作用部および前記第２磁気作用部に磁気力を作用させることによって、前記両内歯車を前記外歯車における前記光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させることが可能とされ、かつ、前記磁気力の少なくとも作用する方向を変化させることによって、前記両内歯車を前記外歯車における前記光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させつつ公転させることが可能とされた磁気力手段とを備えた点にある。

そして、この請求項１４に係る発明によれば、πラジアンの位相角度を有する第１内歯車と第２内歯車との間に外歯車を挟んだ状態で、両内歯車を公転させることにともなって外歯車を自転させることができ、この外歯車の自転運動を、変換機構によって光学素子の光軸方向への移動運動に変換することが可能となる。

また、磁気力手段により、第１内歯車の第１磁気作用部と、第２内歯車の第２磁気作用部とに磁気力を作用させるとともに、この磁気力を変化させることによって、第１内歯車と第２内歯車とを、外歯車における光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させつつ公転させることが可能となる。

さらに、請求項１５に係る光学装置の特徴は、請求項１４において、前記磁気力手段が、前記第１磁気作用部および前記第２磁気作用部に、前記磁気力として、前記外歯車の半径方向の磁気力を作用させて、前記第１内歯車と前記第２内歯車とを前記外歯車の半径方向における互いに逆方向に吸引することによって、両内歯車を前記外歯車における前記光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させることが可能とされ、かつ、前記外歯車の半径方向の磁気力を、前記第１内歯車の吸引方向と、前記第２内歯車の吸引方向とが、前記光軸を中心とした周方向に互いに一体的に回転するように変化させることによって、両内歯車を前記外歯車における前記光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させつつ公転させることが可能とされている点にある。

そして、この請求項１５に係る発明によれば、磁気力手段により、第１磁気作用部と第２磁気作用部とに作用する外歯車の半径方向の磁気力を、第１内歯車と第２内歯車との吸引方向が光軸を中心とした周方向に互いに一体的に回転するように変化させることによって、第１内歯車と第２内歯車とを、外歯車における光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させつつ公転させることが可能となる。

さらにまた、請求項１６に係る光学装置の特徴は、請求項１５において、前記第１内歯車の外周面の少なくとも一部が磁性体によって形成され、この磁性体によって形成された前記第１内歯車の外周面の少なくとも一部が、前記第１磁気作用部とされ、前記第２内歯車の半径方向の外側位置に、前記第１内歯車の外周面よりも前記第１内歯車の半径方向の外側に位置するような環状部が、前記第２内歯車と一体的に配設されるとともに、前記環状部の内周面の少なくとも一部が磁性体によって形成され、この磁性体によって形成された前記環状部の内周面の少なくとも一部が、前記第２磁気作用部とされ、前記磁気力手段が、前記第１磁気作用部に対して前記第１内歯車の半径方向の外側位置であって、前記第２磁気作用部に対して前記第２内歯車の半径方向の内側位置に、周方向に所定の間隔を設けて配設された複数のヨークと、これら複数のヨークを周方向に順次選択的に励磁する励磁手段とを備えた点にある。

そして、この請求項１６に係る発明によれば、複数のヨークを、励磁手段によって周方向に順次選択的に励磁させることにより、簡易な構成によって、第１磁気作用部と第２磁気作用部とに作用する外歯車の半径方向の磁気力を、第１内歯車と第２内歯車との吸引方向が光軸を中心とした周方向に互いに一体的に回転するように確実に変化させることが可能となる。

また、請求項１７に係る光学装置の特徴は、請求項１４〜１６のいずれか１項において、前記第１内歯車の自転運動を抑制する第１自転抑制機構と、前記第２内歯車の自転運動を抑制する第２自転抑制機構とを備えた点にある。

そして、この請求項１７に係る発明によれば、第１自転抑制機構によって第１内歯車の自転運動を抑制して第１内歯車を適切に公転させることが可能となるとともに、第２自転抑制機構によって第２内歯車の自転運動を抑制して第２内歯車を適切に公転させることが可能となる。

さらに、請求項１８に係る光学装置の特徴は、請求項１４〜１７のいずれか１項において、前記第１内歯車の公転半径を規制する第１公転半径規制機構と、前記第２内歯車の公転半径を規制する第２公転半径規制機構とを備えた点にある。

そして、この請求項１８に係る発明によれば、第１内歯車および第２内歯車の公転半径を必要以上に大きくすることがないため、装置のさらなる小型化が可能となり、さらに、第１磁気作用部と磁気力手段との間のギャップおよび第２磁気作用部と磁気力手段との間のギャップを適正に確保しつつ第１内歯車および第２内歯車を公転させることが可能となる。

さらにまた、請求項１９に係る光学装置の特徴は、請求項１８において、前記第１自転抑制機構と前記第１公転半径規制機構とが、前記第１内歯車の外周縁部から前記第１内歯車の半径方向の外側に突出された突縁部と、この突縁部に穿設された第１貫通孔と、この第１貫通孔に遊挿された状態で装置本体に保持された前記光軸方向に長尺なピンとを備えた１つの構造体によって形成され、前記第２自転抑制機構と前記第２公転半径規制機構とが、前記第２内歯車と前記環状部との間に跨設された跨設部と、この跨設部に穿設された第２貫通孔と、この第２貫通孔に遊挿された状態で装置本体に保持された前記光軸方向に長尺なピンとを備えた１つの構造体によって形成されている点にある。

そして、この請求項１９に係る発明によれば、突縁部、第１貫通孔およびピンを備えた１つの構造体によって、第１自転抑制機構と第１公転半径規制機構との双方を形成することが可能となるとともに、跨設部、第２貫通孔およびピンを備えた１つの構造体によって、第２自転抑制機構と第２公転半径規制機構との双方を形成することが可能となる。

また、請求項２０に係る光学装置の特徴は、請求項１９において、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが互いに同軸上に配置され、これら第１貫通孔および第２貫通孔に、同一のピンが遊挿されている点にある。

そして、この請求項２０に係る発明によれば、第１自転抑制機構、第１公転半径規制機構、第２自転抑制機構および第２公転半径規制機構の間で同一のピンを共有させることが可能となる。

さらに、請求項２１に係る光学装置の特徴は、請求項１４〜２０のいずれか１項において、前記第１内歯車と前記第２内歯車とが、互いに同一の総質量に形成され、前記第１磁気作用部に作用する磁気力と前記第２磁気作用部に作用する磁気力とが、互いに方向が逆方向であって互いに大きさが等しい磁気力とされている点にある。

そして、この請求項２１に係る発明によれば、第１内歯車と第２内歯車との総質量を互いに同一にするとともに、第１磁気作用部に作用する磁気力と第２磁気作用部に作用する磁気力とを、互いに方向が逆方向であって互いに大きさが等しい磁気力とすることによって、第１内歯車と第２内歯車とが、外歯車に噛合しつつ公転する際に外歯車から受ける反作用を互いに相殺することが可能となる。

請求項１に係る光学装置によれば、πラジアンの位相角度を有する一対の内歯車の間に外歯車を挟んだ状態で、両内歯車の公転にともなって外歯車を自転させることができ、この外歯車の自転運動を、変換機構によって光学素子の光軸方向への移動運動に変換することができる結果、光学素子を移動後の位置に保持するために電力を供給し続けることを要しないため、消費電力を削減することができる光学装置を実現することができる。

また、内歯車および外歯車を備えた簡易かつ安価な構成によって、製造コストを削減することができるとともに、小型化に適した光学装置を実現することができる。

さらに、内歯車、外歯車および変換機構による機械的な動作によって光学素子を光軸方向に確実に移動させることができるため、直線性を向上させることができる光学装置を実現することができる。

さらにまた、一対の内歯車の間に外歯車を挟むことができるため、振動を抑制して光学素子を光軸方向に適切に移動させることができるとともに、騒音の発生を防止することができる光学装置を実現することができる。

また、ピエゾモータにおけるロータとステータとの間に生じる摩擦に比べれば、内歯車と外歯車との間に生じる転がり摩擦は極めて小さなものになるため、摩擦による摩耗を軽減することができ、また、長期間使用することによって、駆動のために制御装置から出される単位信号あたりの変位量が、ピエゾモータのように変化することもないので、耐久性を向上させることができる光学装置を実現することができる。

また、請求項２に係る光学装置によれば、更に、一対の偏心カムによって、一対の内歯車を簡易かつ適切に公転させることができる結果、請求項１に係る光学装置の効果に加えて、さらに、光学素子の適切な移動を確保しつつ、より小型で安価な光学装置を実現することができる。

さらに、請求項３に係る光学装置によれば、更に、回転駆動機構によって一対の偏心カムを一体的に同軸回転させることができる結果、請求項２に係る光学装置の効果に加えて、さらに、より小型で安価な光学装置を実現することができる。

さらにまた、請求項４に係る光学装置によれば、更に、一対の偏心カムを、磁石および磁気力手段を備えた簡易な構成によって適切に回転させることができる結果、請求項３に係る光学装置の効果に加えて、さらに、光学素子の適切な移動を確保しつつ、より小型で安価な光学装置を実現することができる。

また、請求項５に係る光学装置によれば、更に、一対の偏心カムの複数の組によって、一対の内歯車をより適切に公転させることができる結果、請求項４に係る光学装置の効果に加えて、さらに、光学素子を光軸方向により適切に移動させることができる光学装置を実現することができる。

さらに、請求項６に係る光学装置によれば、更に、一対の内歯車の間に外歯車を安定的に挟むことができ、外歯車をより効率的に自転させることができる結果、請求項１〜５のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、光学素子を光軸方向により効率的に移動させることができる光学装置を実現することができる。

さらにまた、請求項７に係る光学装置によれば、互いに２π／ｎラジアンの位相角度を有するｎ個の内歯車の間に外歯車を挟んだ状態で、各内歯車の公転にともなって外歯車を自転させることができ、この外歯車の自転運動を、変換機構によって光学素子の光軸方向への移動運動に変換することができる結果、光学素子を移動後の位置に保持するために電力を供給し続けることを要しないため、消費電力を削減することができる光学装置を実現することができる。

さらに、内歯車、外歯車および変換機構による機械的な動作によって光学素子を確実に移動させることができるため、直線性を向上させることができる光学装置を実現することができる。

さらにまた、ｎ個の内歯車の間に外歯車を挟むことができるため、振動を抑制して光学素子を光軸方向に適切に移動させることができるとともに、騒音の発生を防止することができる光学装置を実現することができる。

特に、ｎを３以上とした場合、外歯車をさらに円滑に自転させることができ、光学素子の移動をさらに高精度に行うことができる。

また、請求項８に係る光学装置によれば、更に、ｎ個の偏心カムによって、ｎ個の内歯車を簡易かつ適切に公転させることができる結果、請求項７に係る光学装置の効果に加えて、さらに、光学素子の適切な移動を確保しつつ、より小型で安価な光学装置を実現することができる。

さらに、請求項９に係る光学装置によれば、更に、回転駆動機構によってｎ個の偏心カムを一体的に同軸回転させることができる結果、請求項８に係る光学装置の効果に加えて、さらに、より小型で安価な光学装置を実現することができる。

さらにまた、請求項１０に係る光学装置によれば、更に、ｎ個の偏心カムを、磁石および磁気力手段を備えた簡易な構成によって適切に回転させることができる結果、請求項９に係る光学装置の効果に加えて、さらに、光学素子の適切な移動を確保しつつ、より小型で安価な光学装置を実現することができる。

また、請求項１１に係る光学装置によれば、更に、ｎ個の偏心カムの複数の組によって、ｎ個の内歯車をより適切に公転させることができる結果、請求項１０に係る光学装置の効果に加えて、光学素子を光軸方向にさらに適切に移動させることができる光学装置を実現することができる。

さらに、請求項１２に係る光学装置によれば、更に、ｎ個の内歯車の間に外歯車を安定的に挟むことができ、外歯車をより効率的に自転させることができる結果、請求項７〜１１のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、光学素子を光軸方向により効率的に移動させることができる光学装置を実現することができる。

さらにまた、請求項１３に係る光学装置によれば、更に、ねじ構造および回り止め構造を備えた簡易な構成によって、外歯車の自転運動を光学素子の移動運動に適切に変換することができる結果、請求項１〜１２のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、光学素子を光軸方向により適切に移動させることができ、製造コストをさらに削減することができる光学装置を実現することができる。

また、この請求項１４に係る発明によれば、πラジアンの位相角度を有する第１内歯車と第２内歯車との間に外歯車を挟んだ状態で、両内歯車を公転させることにともなって外歯車を自転させることができ、この外歯車の自転運動を、変換機構によって光学素子の光軸方向への移動運動に変換することができる結果、光学素子を移動後の位置に保持するために電力を供給し続けることを要しないため、消費電力を削減することができる光学装置を実現することができる。

さらにまた、第１内歯車と第２内歯車との間に外歯車を挟むことができるため、振動を抑制して光学素子を光軸方向に適切に移動させることができるとともに、騒音の発生を防止することができる光学装置を実現することができる。

さらに、請求項１４に係る発明によれば、磁気力手段により、第１内歯車の第１磁気作用部と、第２内歯車の第２磁気作用部とに磁気力を作用させるとともに、この磁気力を変化させることによって、第１内歯車と第２内歯車とを、外歯車における光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させつつ公転させることができる結果、多極着磁された高価な磁石（永久磁石）を要しないため、製造コストをさらに削減することができる光学装置を実現することができる。

さらにまた、組立工程において、磁石に磁性体の屑（鉄屑等）が付着しないように管理する必要がないため、組立工程の管理に要する労力をさらに削減することができる光学装置を実現することができる。

さらに、請求項１５に係る発明によれば、磁気力手段により、第１磁気作用部と第２磁気作用部とに作用する外歯車の半径方向の磁気力を、第１内歯車と第２内歯車との吸引方向が光軸を中心とした周方向に互いに一体的に回転するように変化させることによって、第１内歯車と第２内歯車とを、外歯車における光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させつつ公転させることができる結果、請求項１４に係る光学装置の効果に加えて、さらに、第１内歯車と第２内歯車とをより適切かつ効率的に公転させることができ、ひいては、光学素子をより適切かつ効率的に移動させることができる光学装置を実現することができる。

さらにまた、請求項１６に係る発明によれば、複数のヨークを、励磁手段によって周方向に順次選択的に励磁させることにより、簡易な構成によって、第１磁気作用部と第２磁気作用部とに作用する外歯車の半径方向の磁気力を、第１内歯車と第２内歯車との吸引方向が光軸を中心とした周方向に互いに一体的に回転するように確実に変化させることができる結果、請求項１５に係る光学装置の効果に加えて、さらに、小型化および製造コストの削減により適した光学装置を実現することができる。

また、請求項１７に係る発明によれば、第１自転抑制機構によって第１内歯車の自転運動を抑制して第１内歯車を適切に公転させることができるとともに、第２自転抑制機構によって第２内歯車の自転運動を抑制して第２内歯車を適切に公転させることができる結果、請求項１４〜１６に係る光学装置の効果に加えて、さらに高精度に光学素子を移動させることができる光学装置を実現することができる。

さらに、請求項１８に係る発明によれば、第１内歯車および第２内歯車の公転半径を必要以上に大きくすることがないため、装置のさらなる小型化が可能となり、さらに、第１磁気作用部と磁気力手段との間のギャップおよび第２磁気作用部と磁気力手段との間のギャップを適正に確保しつつ第１内歯車および第２内歯車を公転させることができる結果、請求項１４〜１７のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、小型化および騒音の防止により好適な光学装置を実現することができる。

さらにまた、請求項１９に係る発明によれば、突縁部、第１貫通孔およびピンを備えた１つの構造体によって、第１自転抑制機構と第１公転半径規制機構との双方を形成することができるとともに、跨設部、第２貫通孔およびピンを備えた１つの構造体によって、第２自転抑制機構と第２公転半径規制機構との双方を形成することができる結果、請求項１８に係る光学装置の効果に加えて、さらに、部品点数を削減してより小型で安価な光学装置を実現することができる。

また、請求項２０に係る発明によれば、第１自転抑制機構、第１公転半径規制機構、第２自転抑制機構および第２公転半径規制機構の間で、同一のピンを共有させることができる結果、請求項１９に係る光学装置の効果に加えて、さらに、部品点数をさらに削減してより小型で安価な光学装置を実現することができる。

さらに、請求項２１に係る発明によれば、第１内歯車と第２内歯車との総質量を互いに同一にするとともに、第１磁気作用部に作用する磁気力と第２磁気作用部に作用する磁気力とを、互いに方向が逆方向であって互いに大きさが等しい磁気力とすることによって、第１内歯車と第２内歯車とが、外歯車に噛合しつつ公転する際に外歯車から受ける反作用を互いに相殺することができる結果、請求項１４〜２０のいずれか１項に係る光学装置の効果に加えて、さらに、内歯車と磁気力手段との衝突に起因する騒音の発生を確実に防止することができ、静音性をさらに向上させることができる光学装置を実現することができる。

以下、本発明に係る光学装置の第１実施形態について、図１乃至図１４を参照して説明する。

図１は、本実施形態における光学装置の平面図であり、図２は、図１の２−２断面図である。

図２に示すように、本実施形態における光学装置１は、光学素子として、物体側から固体撮像素子２のセンサ面側（像面側）に向かって順に、第１レンズ３、第２レンズ４および第３レンズ５の３枚のレンズ３、４、５を有しており、各レンズ３、４、５は、光軸７を互いに一致させるようにして筒状のバレル８内に保持されている。

さらに、バレル８は、円筒状の筒状部材６の内側に固定されている。

また、第１レンズ３と第２レンズ４との間には絞り９が、第２レンズ４と第３レンズ５との間にはスペーサ１０が、第３レンズ５の像面側にはストッパ１１がそれぞれ配設されている。

さらに、バレル８、筒状部材６および固体撮像素子２の外側には、装置本体としての４つの角隅部を有する平面略正方形状のケース１２が、バレル８、筒状部材６および固体撮像素子２を包囲するように配設されている。

このケース１２は、光学装置の図２における下端部に位置するベース１４と、このベース１４の上部に配設された図３、図４に示す下カバー１５と、この下カバー１５の上部に配設された図５乃至図７に示すスペーサ１６と、このスペーサ１６の上部に配設された図８、図９に示す上カバー１７と、この上カバー１７の上部に配設された図１に示す板ばね１９とによって構成されている。

そして、本実施形態において、ケース１２内には、レンズ３、４、５をバレル８および筒状部材６とともに光軸７方向に移動させてフォーカシングを行うための移動機構が配設されている。

すなわち、図２に示すように、ケース１２内における筒状部材６の外周面に臨む位置には、移動機構の一部を構成する円環状の外歯車２０が、筒状部材６の外周面を包囲するように配設されており、この外歯車２０は、レンズ３、４、５の光軸７を自転軸とした自転運動を可能とされている。

この外歯車２０と、筒状部材６との間には、外歯車２０の自転運動をレンズ３、４、５の光軸７方向への直進運動に変換するための変換機構が配設されている。

本実施形態において、変換機構は、外歯車２０の内周面と筒状部材６の外周面とに形成された互いに螺合するねじ構造２１を有している。

さらに、変換機構は、バレル８の光軸７方向への移動を許容しつつ、バレル８の回転方向への回転を係止する回り止め構造を有している。

回り止め構造は、バレル８が固定されている筒状部材６の図２における上端面６ａが、この上端面６ａに臨む板ばね１９の下面に接着等の方法で固定されていることによって構成されている。

そして、このようなねじ構造２１および回り止め構造を有する変換機構により、外歯車２０の自転運動にともなって、筒状部材６と、バレル８と、レンズ３、４、５とを、光軸７方向へ一体的に直進移動させることが可能となる。

なお、変換機構は、外歯車２０の自転をレンズ３、４、５の光軸７方向への移動に変換することができるものであれば、上記の構成以外の構成であってもよい。

例えば、外歯車２０の図２における下端部に、カム面が光軸７方向に沿って螺旋状に形成された螺旋状カムを、そのカム面が筒状部材６の下端部を下方から保持するように形成し、ケース１２の上端部に、バレル８の上端部を下方に付勢する板ばね等の付勢手段を配設することによって変換機構を構成してもよい。

この場合には、外歯車２０の自転にともなって外歯車２０に形成された螺旋状カムに筒状部材６の下端部を摺接させることによって、筒状部材６を、バレル８およびレンズ３、４、５とともに付勢手段の付勢力に抗して光軸７方向における上方に移動させることができる。

図２、図１０に示すように、外歯車２０の半径方向の外側位置には、移動機構の一部を構成する円環状の第１内歯車２３が、外歯車２０を包囲するように配設されている。

また、外歯車２０の半径方向の外側位置であって、第１内歯車２３に対して光軸７方向における固体撮像素子２側の位置（図２における下方の位置）には、移動機構の一部を構成する円環状の第２内歯車２４が、第１内歯車２３に対して光軸７方向に所定の間隔を有した状態で、外歯車２０を包囲するように配設されている。

第１内歯車２３と第２内歯車２４とは、同一の外径寸法に形成されているとともに、外歯車２０における光軸７を挟んで互いに対向する部位にそれぞれ噛合して、πラジアンの位相角度を有している。

なお、ここでいう位相角度とは、前述した一対の内歯車について適用される位相角度のことをいう。

そして、第１内歯車２３および第２内歯車２４は、πラジアンの位相角度を有しつつ互いに同一方向に公転することによって、両内歯車２３、２４に噛合された外歯車２０を自転させるようになっている。

したがって、第１内歯車２３と第２内歯車２４との間に外歯車２０を挟んだ状態で、両内歯車２３、２４の公転にともなって外歯車２０を自転させることができるようになっている。

さらに、本実施形態において、移動機構は、第１内歯車２３と第２内歯車２４とを公転させるための公転機構を備えている。

すなわち、図１０に示すように、第１内歯車２３の外周面における外径方向において互いに対向する２箇所の位置には、光軸７側に向かう円弧状の２つの第１カム接触面２５が形成されており、これら第１カム接触面２５は、公転機構の一部を構成している。

第１カム接触面２５の図１０における左右の両端部には、この第１カム接触面２５に接触する後述する第１偏心カム３０を保持するための突起状の一対の保持部２５ａが、第１内歯車２３の外径方向における外側に向かって突出形成されている。

第２内歯車２４の外周面における外径方向において互いに対向する２箇所の位置にも、第１内歯車２３と同様に、公転機構の一部を構成する円弧状の２つの第２カム接触面２７が形成されている。

第２カム接触面２７の図１０における左右の両端部には、この第２カム接触面２７に接触する後述する第２偏心カム３２を保持するための突起状の一対の保持部２７ａが、第２内歯車２４の外径方向における外側に向かって突出形成されている。

本実施形態において、第１カム接触面２５と、第２カム接触面２７とは、光軸７方向において互いに対峙する位置関係にある。

さらに、図２、図１１に示すように、第１内歯車２３および第２内歯車２４の外径方向における外側位置であって、互いに対峙する一方の第１カム接触面２５および一方の第２カム接触面２７に対応する位置と、互いに対峙する他方の第１カム接触面２５および他方の第２カム接触面２７に対応する位置には、公転機構の一部を構成する２つの偏心カムユニット２８がそれぞれ配設されている。

各偏心カムユニット２８には、貫通孔２８ａを通して光軸７方向に長尺なシャフト２９がそれぞれ貫通しており、これらのシャフト２９上に各偏心カムユニット２８がそれぞれ固定されている。

そして、各偏心カムユニット２８は、各シャフト２９を回転軸としてシャフト２９と一体的に回転可能とされている。

各偏心カムユニット２８における第１カム接触面２５に対応する位置には、第１カム接触面２５に接触する第１偏心カム３０がそれぞれ形成されている。

第１偏心カム３０は、外周が円形状に形成されているとともに、円の中心が、回転軸すなわちシャフト２９から半径方向に偏心されている。

一方、各偏心カムユニット２８における第２カム接触面２７に対応する位置には、第２カム接触面２７に接触する第２偏心カム３２がそれぞれ形成されている。

第２偏心カム３２も、第１偏心カム３０と同様に外周が円形状に形成されているとともに、円の中心が、回転軸すなわちシャフト２９から半径方向に偏心されている。

さらに、同一の偏心カムユニット２８に形成された第１偏心カム３０と第２偏心カム３２とは、互いに位相がπラジアン異なるような互いに同一の外径寸法に形成されており、それぞれ、第１内歯車２３の第１カム接触面２５および第２内歯車２４の第２カム接触面２７に、互いに位相がπラジアン異なる状態で接触している。

なお、ここでいう位相とは、前述した一対の偏心カムについて適用される位相のことをいう。

したがって、偏心カムユニット２８の回転にともなって、この偏心カムユニット２８に形成された第１偏心カム３０と第２偏心カム３２とが、それぞれ第１カム接触面２５、第２カム接触面２７に対して互いに位相がπラジアン異なる状態で接触しつつ、シャフト２９を回転軸として互いに一体的に同軸回転することができる。

また、第１偏心カム３０が、回転軸であるシャフト２９に対して偏心された形状に形成されていることによって、第１偏心カム３０の回転にともなって第１内歯車２３を公転させることができる。

さらに、第２偏心カム３２が、回転軸であるシャフト２９に対して偏心された形状に形成され、かつ、第１偏心カム３０と同一の外径寸法であって位相がπラジアン異なるような形状に形成されていることにより、第２偏心カム３２の回転にともなって、第１内歯車２３と同一の外径寸法の第２内歯車２４を、第１内歯車２３との間にπラジアンの位相角度を維持させつつ公転させることができる。

本実施形態において、公転機構は、２つの偏心カムユニット２８をそれぞれ回転させるための２組の偏心カム回転機構を有している。

各偏心カム回転機構は、第１偏心カム３０と第２偏心カム３２とを同軸上に固定することによって、第１偏心カム３０と第２偏心カム３２とを同一の回転軸上に保持する前述したシャフト２９と、このシャフト２９を回転駆動する回転駆動機構とによって簡易に構成されている。

なお、本実施形態において、第１偏心カム３０と第２偏心カム３２とは、ともに、シャフト２９に固定された偏心カムユニット２８に一体的に形成されていることによって、互いに同軸上に固定された状態になっているが、第１偏心カムと第２偏心カムとは、同軸上に固定されているものであれば別体のものであってもよい。

図２に示すように、シャフト２９の図２における上端部は、上カバー１７に形成された貫通孔１７ａに挿入されて回転自在に保持され、シャフト２９の図２における下端部は、下カバー１５に形成された貫通孔１５ａに挿入されて回転自在に保持されている。

図１１乃至図１３に示すように、各偏心カム回転機構の回転駆動機構は、円形の第１磁石３５と第２磁石３６とを有しており、これら第１磁石３５および第２磁石３６の中央には、シャフト２９を貫通させる貫通孔３４が形成されている。

そして、第１磁石３５と第２磁石３６とは、貫通孔３４にシャフト２９を貫通させることによって、互いに光軸７方向に所定の間隔を有した状態でシャフト２９上に固設されている。

さらに、図１２、図１３に示すように、本実施形態において、同一のシャフト２９上に固設された第１磁石３５と第２磁石３６とは、シャフト２９の周方向に沿って２極着磁されている。

なお、図１２に示す第１磁石３５における網掛けが施された半円状の部位３５ａと、この部位３５ａにシャフト２９を挟んで対向する網掛けが施されていない半円状の部位３５ｂとが、互いに異なる極性を有する２つの磁極３５ａ、３５ｂとなっている。

また、図１３に示す第２磁石３６における網掛けが施された半円状の部位３６ａと、この部位３６ａにシャフト２９を挟んで対向する網掛けが施されていない半円状の部位３６ｂとが、互いに異なる極性を有する２つの磁極３６ａ、３６ｂとなっている。

図１２、図１３に示すように、第１磁石３５と第２磁石３６とは、第１磁石３５における２つの磁極３５ａ、３５ｂの境界線Ｌ３５と、第２磁石３６における２つの磁極３６ａ、３６ｂの境界線Ｌ３６とが互いに直交するような位置関係にある。

さらに、回転駆動機構は、第１磁石３５に磁気力を作用させる第１磁気力手段と、第２磁石３６に磁気力を作用させる第２磁気力手段とを有している。

図１２に示すように、第１磁気力手段は、２つの第１磁石３５と光軸７方向において同一の位置であって、光軸７を挟んで互いに対向する２箇所の位置に、巻線方向が光軸７に直交する方向（図１２における左右方向）とされ、かつ、それぞれ互いに異なる第１磁石３５の方向を向くように配置された２つの第１コイル３９を有している。

各第１コイル３９は、図示しない外部電源から通電が行われることによって、コイル３９を貫く磁界を発生させるようになっている。

さらに、図１２に示すように、第１磁気力手段は、２つの第１コイル３５のそれぞれを貫通し、かつ、光軸７を挟んで互いに対向するように配置されたＬ字状の２つの第１ヨーク４０を有している。

各第１ヨーク４０は、その両端部のうちの一方の端部が一方の第１磁石３５の近傍位置まで延出され、他方の端部が、他方の第１磁石３５の近傍位置まで延出されている。

これによって、第１磁石３５の外周面におけるシャフト２９を挟んで互いに対向する２箇所の部位には、各第１ヨーク４０の一端部が臨んだ状態になっている。

したがって、第１コイル３９への通電によって第１コイル３９に磁界が発生すると、第１コイル３９を貫通する第１ヨーク４０の両端部が電磁石の互いに異なる極性の磁極として作用することによって、２つの第１磁石３５に磁気力を作用させることになる。

このように、第１ヨーク４０を通じて第１磁石３５に磁気力を作用させると、この磁気力によって、第１磁石３５にシャフト２９を回転させるための回転力（トルク）が発生する。

このようにして第１磁石３５に発生した回転力により、第１磁石３５とともに、第１磁石３５が固設されたシャフト２９と、シャフト２９に固設された第２磁石３６と、シャフト２９に固定された偏心カムユニット２８とが、シャフト２９を中心として一体的に同軸回転を行うことができるようになっている。

一方、図１３に示すように、第２磁気力手段は、２つの第２磁石３６と光軸７方向において同一の位置であって、光軸７を挟んで互いに対向する２箇所の位置に、巻線方向が光軸７に直交する方向（図１３における上下方向）とされ、かつ、それぞれ互いに異なる第２磁石３６の方向を向くように配置された２つの第２コイル４１を有している。

各第２コイル４１は、図示しない外部電源から通電が行われることによって、コイル４１を貫く磁界を発生させるようになっている。

さらに、図１３に示すように、第２磁気力手段は、２つの第２コイル４１のそれぞれを貫通し、かつ、光軸７を挟んで互いに対向するように配置されたＬ字状の２つの第２ヨーク４２を有している。

各第２ヨーク４２は、その両端部のうちの一方の端部が一方の第２磁石３６の近傍位置まで延出され、他方の端部が、他方の第２磁石３６の近傍位置まで延出されている。

これによって、第２磁石３６の外周面におけるシャフト２９を挟んで互いに対向する２箇所の部位には、各第２ヨーク４２の一端部が臨んだ状態になっている。

したがって、第２コイル４１への通電によって第２コイル４１に磁界が発生すると、第２コイル４１を貫通する第２ヨーク４２の両端部が電磁石の互いに異なる極性の磁極として作用することによって、２つの第２磁石３６に磁気力を作用させることになる。

このように、第２ヨーク４２を通じて第２磁石３６に磁気力を作用させると、この磁気力によって、第２磁石３６に、シャフト２９を回転させるための回転力（トルク）が発生する。

このようにして第２磁石３６に発生した回転力により、第２磁石３６とともに、第２磁石３６が固設されたシャフト２９と、シャフトに固設された第１磁石３５と、シャフト２９に固定された偏心カムユニット２８とが、シャフト２９を中心として一体的に同軸回転を行うことができるようになっている。

なお、第１磁石３５に発生する回転力の方向と、第２磁石３６に発生する回転力の方向とは、互いに同一の方向とされている。

ここで、図１２に示す状態において、第１磁石３５は、２つの磁極３５ａ、３５ｂの境界部の位置が、２つの第１ヨーク４０に最も近接した位置となっており、この位置において、第１磁石３５に作用する磁気力は最大となり、第１磁石３５がシャフト２９を回転させるための回転力も最大となる。

一方、図１２の状態のときに、第２磁石３６は、図１３に示すように、２つの磁極３６ａ、３６ｂの境界部の位置が、２つの第２ヨーク４２から最も離れた位置となっており、この位置において、第２磁石３６に作用する磁気力は最小となり、第２磁石３６がシャフト２９を回転させるための回転力も最小となる。

次に、図１２、図１３の状態から第１磁石３５および第２磁石３６が回転力によってπ／２ラジアン回転すると、今度は、第２磁石３６が、図１２と同様の状態となって作用する磁気力および磁気力によって発生する回転力が最大となり、また、第１磁石３５が、図１３と同様の状態となって作用する磁気力および磁気力によって発生する回転力が最小となる。

つまり、π／２ラジアンの回転ごとに、第１磁石３５または第２磁石３６のいずれか一方に作用する磁気力および磁気力によって発生する回転力が最大となる。

このように、作用する磁気力および磁気力によって発生する回転力が交互に最大となることにより、シャフト２９を簡易な構成によって適切に回転させ続けることができるようになっている。

さらに、本実施形態においては、このようなシャフト２９の回転をさらに簡便かつ適切に行うために、第１コイル３９および第２コイル４１に対して、図１４に示すような互いに異なるタイミングの通電すなわち電圧の印加を行うようになっている。

具体的には、各コイル３９、４１には、プラス側およびマイナス側の電圧値を交互にとる交流電圧が印加されるようになっている。

印加される電圧の波形は方形波であるが、プラス側およびマイナス側の双方において、それぞれ２段階の電圧値（例えば、図１４における（ａ）と（ｂ）との２段階）をとることによって、正弦波に近づいた波形となっている。

そして、図１４に示すように、第１コイル３９に印加される電圧と、第２コイル４１に印加される電圧とは、タイミングが異なる同一波形の電圧となっている。

さらに、第１コイル３９に印加される電圧の波形と、第２コイル４１に印加される電圧の波形とは、プラス側とマイナス側とが完全に逆転しているもの（１／２周期ずれているもの）ではなく、プラス側での重なり部分（図１４における（ｅ））と、マイナス側での重なり部分（図１４における（ａ））とを有している。

このような互いにタイミングが異なる電圧を第１コイル３９および第２コイル４１にそれぞれ印加することにより、第１コイル３９および第２コイル４１には、印加電圧に応じて互いに異なるタイミングで磁界が発生する。

これにより、第１磁石３５および第２磁石３６には、第１コイル３９および第２コイル４１に発生する磁界に応じて互いに異なるタイミングで磁気力が作用する。

このようにして、第１コイル３９への通電によって第１磁石３５に磁気力を作用させて回転力を発生させ、第２コイル４１への通電によって第２磁石３６に磁気力を作用させて回転力を発生させることによって、図１４の中段に示すように、第１磁石３５に発生する回転力と、第２磁石３６に発生する回転力との合力を常に均一にすることができる。

したがって、簡便な通電制御によってシャフト２９をさらに適切に回転させることができ、フォーカシングを高精度に行うことができる。

なお、第１コイル３９、第２コイル４１への無通電状態においては、第１磁石３５および第２磁石３６は、それぞれ、第１ヨーク４０または第２ヨーク４２との間に作用する吸引力によって静止状態に保持されるため、レンズ３、４、５をフォーカシング後の位置に確実に保持することができる。

また、本実施形態においては、偏心カムユニット２８、シャフト２９、第１磁石３５および第２磁石３６が、ケース１２の角隅部（図１参照）に配設されていることによって、小型化に適した部品配置が可能となっている。

さらに、このような偏心カムユニット２８、シャフト２９、第１磁石３５および第２磁石３６の組が、前述のように２組配設されていることによって、第１内歯車２３と第２内歯車２４とを適切に公転させることができ、フォーカシングをさらに高精度に行うことができるようになっている。

しかし、このような構成に限る必要はなく、偏心カムユニット２８、シャフト２９、第１磁石３５および第２磁石３６の組を、３組以上配設し、磁気力手段についても、３組以上の第１磁石３５および第２磁石３６に磁界を適宜作用させ得る構成にしてもよい。

この場合であっても、各構成部２８、２９、３５、３６の組をケース１２の角隅部に配設すれば、小型化に適した部品配置を確保することができる上に、第１内歯車２３と第２内歯車２４とをさらに適切に公転させることができ、フォーカシングをより高精度に行うことができる。

逆に、偏心カムユニット２８、シャフト２９、第１磁石３５および第２磁石３６の組を、１組だけ配設して、さらに小型化に適した構成にしてもよい。

上記構成の他にも、図８、図９に示すように、上カバー１７の図９における下面には、第１磁気力手段の２つの第１ヨーク４０に沿う形状を有する第１溝部４３が形成されている。

２つの第１ヨーク４０は、この第１溝部４３に嵌合されることによって上カバー１７に保持されるようになっている。

また、上カバー１７には、第１溝部４３を遮断するように２つの第１切り欠き部４５が形成されており、これらの第１切り欠き部４５には、第１磁気力手段の２つの第１コイル３９がそれぞれ位置されるようになっている。

一方、図３、図４に示すように、下カバー１５の図４における上面には、第２磁気力手段の２つの第２ヨーク４２に沿う形状を有する第２溝部４６が形成されている。

２つの第２ヨーク４２は、この第２溝部４６に嵌合されることによって下カバー１５に保持されるようになっている。

また、下カバー１５には、第２溝部４６を遮断するように２つの切り欠き部４７が形成されており、これらの第２切り欠き部４７には、第２磁気力手段の２つの第２コイル４１がそれぞれ位置されるようになっている。

さらに、図５乃至図７に示すように、スペーサ１０の図６における上面であって、上カバー１７の第１切り欠き部４５に対向する２箇所の位置には、２つの第１凹部４８が形成されており、これらの第１凹部４８には、２つの第１コイル３９が、それぞれ一部を挿入されて保持されるようになっている。

一方、スペーサ１０の図６における下面であって、下カバー１５の第２切り欠き部４７に対向する２箇所の位置には、２つの第２凹部４９が形成されており、これらの第２凹部４９には、２つの第２コイル４１が、それぞれ一部を挿入されて保持されるようになっている。

次に、第１実施形態の作用について説明する。

本実施形態において、フォーカシングを行うには、まず、図示しない外部電源によって、第１コイル３９および第２コイル４１に対して図１４に示したような通電タイミングで電圧を印加する。

この電圧の印加によって、第１コイル３９および第２コイル４１には、それぞれ異なるタイミングで磁界が発生する。

第１コイル３９に磁界が発生すると、第１ヨーク４０を通じて第１磁石３５に磁気力が作用し、この磁気力によって、第１磁石３５にシャフト２９を回転させる回転力が発生する。

また、第２コイル４１に磁界が発生すると、第２ヨーク４２を通じて第２磁石３６に磁気力が作用し、この磁気力によって、第２磁石３６にシャフト２９を回転させる回転力が発生する。

このようにして第１磁石３５、第２磁石３６に発生した回転力によって、第１磁石３５および第２磁石３６が、シャフト２９およびシャフト２９に固定された偏心カムユニット２８とともに一体的に同軸回転する。

このとき、第１磁石３５に発生する回転力と、第２磁石３６に発生する回転力とがπ／２ラジアンの回転ごとに交互に最大となり、両磁石３５、３６の回転力の合力を常に均一にしながらシャフト２９を適切に回転させることができる。

次いで、シャフト２９の回転にともなって、偏心カムユニット２８がシャフト２９と一体的に同軸回転すると、偏心カムユニット２８に一体的に形成されている第１偏心カム３０および第２偏心カム３２も、シャフト２９と一体的に同軸回転する。

そして、第１偏心カム３０の回転にともなって、第１偏心カム３０に第１カム接触面２５を介して接触している第１内歯車２３は、外歯車２０に噛合しながら公転する。

また、第２偏心カム３２の回転にともなって、第２偏心カム３２に第２カム接触面２７を介して接触している第２内歯車２４は、外歯車２０に噛合しながら第１内歯車２３と同一の方向に公転する。

このとき、第１内歯車２３と、第２内歯車２４とは、第１偏心カム３０と第２偏心カム３２との位相が互いにπラジアン異なることにより、外歯車２０における光軸７を挟んで互いに対向する部位にそれぞれ噛合して、πラジアンの位相角度を有しつつ公転する。

そして、第１内歯車２３および第２内歯車２４の公転にともなって、両内歯車２３、２４に噛合されている外歯車２０は、光軸７を自転軸として自転する。

このとき、外歯車２０は、第１内歯車２３と第２内歯車２４とがπラジアンの位相角度を有していることによって、第１内歯車２３と第２内歯車２４との間に挟まれた状態を維持しながら自転する。

これにより、外歯車２０は、従来のように振動をともなう虞はなく、安定的に自転することができる。

また、自転の抵抗となるラジアル方向の応力を低減することができ、外歯車２０が円滑に自転することができる。

次いで、外歯車２０の自転は、ねじ構造２１および回り止め構造によって、筒状部材６の光軸７方向への直進運動に変換される。

これによって、筒状部材６に固定されたバレル８およびこのバレル８に保持されたレンズ３、４、５が、光軸７方向に移動することができ、レンズ３、４、５のフォーカシングを安定的かつ高精度に行うことができる。

次に、本発明に係る光学装置の第２実施形態について、図１５乃至図１９を参照して説明する。

なお、第１実施形態と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。

第２実施形態における光学装置は、第１内歯車と第２内歯車との構成のみが第１実施形態と異なり、他の構成は、第１実施形態と同一の構成となっている。

図１５、図１６に示すように、第２実施形態において、第１内歯車５１は、周方向において互いに隣位する歯５１ａと歯５１ａの間に間欠部５１ｂが形成された間欠歯車とされている。

また、図１５、図１８に示すように、第２内歯車５２も、第１内歯車５１と同様に、周方向において互いに隣位する歯５２ａと歯５２ａの間に間欠部５２ｂが形成された間欠歯車とされている。

ただし、図１６、図１８に示すように、第１内歯車５１と第２内歯車５２では、歯５１ａ、５２ａの形成位置、換言すれば、間欠部５１ｂ、５２ｂの形成位置が周方向に若干ずれている。

すなわち、第１内歯車５１の歯５１ａは、平面上において第２内歯車５２の間欠部５２ｂに重なり、第２内歯車５２の歯５２ａは、平面上において第１内歯車５１の間欠部５１ｂに重なっている。

さらに、図１５、図１７に示すように、第１内歯車５１の歯５１ａは、光軸７方向における第２内歯車５２の方向（図１７における下方向）に延出して、第２内歯車５２の間欠部５２ｂに位置する形状に形成されている。

また、図１５、図１９に示すように、第２内歯車５２の歯５２ａは、光軸７方向における第１内歯車５１の方向（図１９における上方向）に延出して、第１内歯車５１の間欠部５１ｂに位置する形状に形成されている。

そして、このような形状に形成された第１内歯車５１の歯５１ａと第２内歯車５２の歯５２ａとは、光軸７方向における同一の位置において外歯車２０に噛合している。

したがって、第２実施形態によれば、第１実施形態に比べて第１内歯車５１と第２内歯車５２との間に外歯車２０をさらに安定的に挟むことができる。

この結果、第１磁石３５および第２磁石３６の回転を外歯車２０にさらに効率的に伝達させることができ、フォーカシングをさらに効率的に行うことができる。

次に、本発明に係る光学装置の第３実施形態について、図２０乃至図３２を参照して説明する。

図２０乃至図２３に示すように、第３実施形態の光学装置５４においては、第１実施形態とは異なり、ケース５５の４つの角隅部に対応する位置に、偏心カムユニット２８、シャフト２９、第１磁石３５および第２磁石３６の組が４組配設されている。なお、図２２、図２３において、図示はしないが、４組の偏心カムユニット２８は、４つのシャフト２９上にそれぞれ固定されている。

このように、偏心カムユニット２８が４組配設されていることにともなって、本実施形態における第１内歯車５６には、図２４に示すように、第１実施形態とは異なり、４組の偏心カムユニット２８の第１偏心カム３０にそれぞれ対応する４つの第１カム接触面２５が形成されている。

同様に、図２５に示すように、本実施形態における第２内歯車５７には、４組の偏心カムユニット２８の第２偏心カム３２にそれぞれ対応する４つの第２カム接触面２７が形成されている。

さらに、本実施形態において、４つの第１磁石３５の外側には、図２６に示す枠状のドラム５９が、４つの第１磁石３５を包囲するように配設されており、このドラム５９の外周には、磁気力手段の一部を構成する１個の第１コイル６０が巻回されている。

第１コイル６０は、図示しない外部電源から通電が行われることによって、コイル６０を貫く磁界を発生させるようになっている。

さらに、４つの第１磁石３５および第１コイル６０の図２０、図２１における上部には、磁気力手段の一部を構成する第１コイル側第１ヨーク６１が、これら４つの第１磁石３５および第１コイル６０を上方から覆うように固設されている。

すなわち、図２７に示すように、第１コイル側第１ヨーク６１は、第１コイル６０に沿った枠状部６１ａと、この枠状部６１ａの４つの角部から光軸７側に膨出された半円形状の４つの膨出部６１ｂとを有している。

そして、枠状部６１ａによって、第１コイル６０と、４つの第１磁石３５における光軸７と相対する側の半分の部位（以下、半部と称する）とが覆われ、４つの膨出部６１ｂによって、４つの第１磁石３５における光軸７側の半部がそれぞれ覆われている（図２１参照）。

枠状部６１ａと膨出部６１ｂとの境界位置であって、４つのシャフト２９に対応する位置には、貫通孔６２が形成されており、この貫通孔６２には、シャフト２９の図２０、図２１における上端部が挿入されて回転自在に保持されている。

図２０、図２１に示すように、各膨出部６１ｂの外周縁部には、図２０、図２１における下方に向かって延出する延出部６３がそれぞれ形成されており、各延出部６３は、それぞれ、第１磁石３５における光軸７側の半部に臨んでいる。

第１コイル６０の図２０、図２１における下部には、磁気力手段の一部を構成する図２８に示す枠状の第１コイル側第２ヨーク６５が固設されている。

図２８に示すように、第１コイル側第２ヨーク６５は、４つの角部に対応する位置に、光軸７と相対する側に向かって凹入された円弧状の４つの凹入部６５ａを有しており、これら４つの凹入部６５ａは、４つの第１磁石３５における光軸７と相対する側の半部に臨んでいる。

そして、第１コイル６０への通電によって第１コイル６０に磁界が発生すると、第１コイル側第１ヨーク６１の延出部６３と、第１コイル側第２ヨーク６５の凹入部６５ａとが、電磁石の互いに異なる極性の磁極として作用することによって、第１磁石３５に磁気力を作用させることになる。

そして、この磁気力によって、第１磁石３５にシャフト２９を回転させるための回転力が発生するようになっている。

具体的な例を挙げると、例えば、第１コイル６０の図２０、図２１における上端部がＮ極、下端部がＳ極となるような磁界が発生すると仮定する。

このとき、第１コイル６０の上端部に接続された第１コイル側第１ヨーク６１を通じて、この第１コイル側第１ヨーク６１の延出部６３の極性がＮ極となり、第１コイル６０の下端部に接続された第１コイル側第２ヨーク６５を通じて、この第１コイル側第２ヨーク６５の凹入部６５ａの極性がＳ極となる。

さて、第１磁石３５は、第１実施形態と同様に２極着磁されているところ、第１磁石３５における延出部６３が臨んでいる光軸７側の半部の極性がＮ極、凹入部６５ａが臨んでいる光軸７と相対する側の半部の極性がＳ極であれば、第１磁石３５には、磁気力として反発力が作用する。

そして、この反発力によって、前述のように、第１磁石３５にシャフト２９を回転させるための回転力が発生することになる。

なお、この反発力は、図２２に示すように、第１コイル側第２ヨーク６５の凹入部６５ａに臨む位置に、第１磁石３５における光軸７と相対する側の半部として、磁極３５ａが位置される場合であって、シャフト２９の中心から光軸７に下ろした垂線Ｌが、当該シャフト２９に固設された第１磁石３５の２つの磁極３５ａ、３５ｂの境界線Ｌ３５と直交する場合に最小となる。

逆に、第１コイル側第２ヨーク６５の凹入部６５ａに臨む位置に、第１磁石３５における光軸７と相対する側の半部として、２つの磁極３５ａ、３５ｂが均等に位置される場合、換言すれば、２つの磁極３５ａ、３５ｂの境界部が位置される場合であって、シャフト２９の中心から光軸７に下ろした垂線Ｌが、２つの磁極３５ａ、３５ｂの境界線Ｌ３５と平行になる場合には、反発力は最大となる。

一方、４つの第２磁石３６の外側には、図２６に示したものと同様の枠状のドラム５９が、４つの第２磁石３６を包囲するように配設されており、このドラム５９の外周には、磁気力手段の一部を構成する第２コイル６７が巻回されている。

さらに、４つの第２磁石３６および第２コイルの図２０、図２１における下部には、第１コイル側第１ヨーク６５と鏡面対称形状とされた第２コイル側第１ヨーク６９が、４つの第２磁石３６および第２コイル６７を下方から覆うようにして固設されており、この第２コイル側第１ヨーク６９は、磁気力手段の一部を構成している。

この第２コイル側第１ヨーク６９も、第１コイル側第１ヨーク６１と同様に、枠状部６９ａと４つの膨出部６９ｂとを有している。

枠状部６９ａと膨出部６９ｂとの境界位置であって、４つのシャフト２９に対応する位置には、貫通孔７０が形成されており、この貫通孔７０には、シャフト２９の図２０、図２１における下端部が挿入されて回転自在に保持されている。

各膨出部６９ｂの外周縁部には、図２０、図２１における上方に向かって延出する延出部７３がそれぞれ形成されており、各延出部７３は、それぞれ、第２磁石３６における光軸７側の半部に臨んでいる。

第２コイル６７の図２０、図２１における上部には、第１コイル側第２ヨーク６５と鏡面対称形状とされた第２コイル側第２ヨーク７５が固設されており、この第２コイル側第２ヨーク７５は、磁気力手段の一部を構成している。

第２コイル側第２ヨーク７５も、第１コイル側第２ヨーク６５と同様に、４つの凹入部７５ａを有しており、これらの凹入部７５ａは、第２磁石３６における光軸７と相対する側の半部に臨んでいる。

そして、第２コイル６７に通電を行うと、第１コイル６０の場合と同様に、第２磁石３６にシャフト２９を回転させるための回転力が発生するようになっている。

なお、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１磁石３５における２つの磁極３５ａ、３５ｂの境界線３５Ｌと、第２磁石３６における２つの磁極３６ａ、３６ｂの境界線３６Ｌとが互いに直交しているため、第１磁石３５に発生する回転力が最大となるときには、第２磁石３６に発生する回転力は最小となる。

また、第１コイル側第２ヨーク６５と、第２コイル側第２ヨーク７５との間には、図２９に示すような枠状のスペーサ７６が介在されている。

このように構成された第３実施形態の光学装置５４においても、第１実施形態と同様に、第１磁石３５および第２磁石３６に発生した回転力によって、シャフト２９とともにシャフト２９に固定された偏心カムユニット２８を回転させることができる。

そして、偏心カムユニット２８の回転にともなう第１偏心カム３０および第２偏心カム３２、３２の回転によって、第１内歯車５６と第２内歯車５７とを、両者の間に外歯車２０を挟んだ状態で公転させることができ、この公転にともなって外歯車２０を自転させることができる。

さらに、外歯車２０の自転運動をねじ構造２１および回り止め構造によってレンズ３、４、５の光軸７方向への移動運動に変換することができ、フォーカシングを安定的かつ高精度に行うことができる。

特に、第３実施形態においては、第１コイル６０および第２コイル６７の数がそれぞれ１つだけであるため、部品点数をさらに削減することができる。また、各コイル６０、６７をケース５５に容易に着脱することができ、光学装置５４の組み立て時あるいは部品交換時における取り扱い性をさらに向上させることができる。

以上述べたように、第１〜第３実施形態の光学装置１、５４によれば、πラジアンの位相角度を有する第１内歯車２３、５１、５６と第２内歯車２４、５２、５７との間に外歯車２０を挟んだ状態で、両内歯車の公転にともなって外歯車２０を自転させることができる。

そして、この外歯車２０の自転運動を、ねじ構造２１および回り止め構造によってレンズ３、４、５の光軸７方向への移動運動に変換することができる。

この結果、振動を抑制してレンズ３、４、５を光軸７方向に適切に移動させることができ、フォーカシングを高精度に行うことができるとともに、騒音の発生を防止することができる。

また、第１内歯車２３、５１、５６、第２内歯車２４、５２、５７および外歯車２０を備えた簡易かつ安価な構成によってフォーカシングを行うことができ、製造コストを削減することができる。

さらに、レンズ３、４，５をフォーカシング後における位置に保持するために電力を供給し続ける必要がないため、消費電力を削減することができる。

さらにまた、ステッピングモータ方式のオートフォーカス機構とは異なり機構部が大きくなり過ぎることはなく、また、前述のように、小型化に適した部品配置にすることができるため、小型化を図ることができる。

また、ボイスコイルモータやピエゾモータのような直線性や耐久性の問題はなく、優れた直線性および耐久性を発揮することができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、前述した各実施形態においては、内歯車の数が２つであったが、これに限る必要はなく、３つ以上の内歯車を、互いに光軸方向に所定の間隔を設けて配設するようにしてもよい。

その場合、内歯車の数をｎ（ｎは３以上の自然数）とすると、各内歯車は、外歯車に対して互いに周方向に２π／ｎラジアンずつ間隔を有した状態で噛合することになる。そして、各内歯車は、互いに２π／ｎラジアンの位相角度を有した状態で同一方向に公転することによって、外歯車を自転させることになる。

なお、ここでいう位相角度とは、前述したｎ個の内歯車について適用される位相角度をいう。

そのようにすれば、互いに２π／ｎラジアンの位相角度を有するｎ個の内歯車の間に外歯車を挟んだ状態で、各内歯車の公転にともなって外歯車を自転させることができ、この外歯車の自転運動を、変換機構によって光学素子の光軸方向への移動運動に変換することができる。

この結果、前述した各実施形態と同様に、消費電力を抑えることができ、かつ、小型化および製造コストの削減を図ることができる。

さらに、前述した各実施形態よりも外歯車をさらに円滑に自転させることができ、フォーカシングをさらに高精度に行うことができる。

なお、このように、ｎ個の内歯車を配設する場合には、内歯車の個数に対応して、偏心カムをｎ個配設する必要がある。

この場合、ｎ個の偏心カムを、ｎ個の内歯車のそれぞれに対して互いに位相が２π／ｎラジアン異なるようにして接触させ、各偏心カムを一体的に同軸回転させることによって、各内歯車が２π／ｎラジアンの位相角度を有しつつ同一方向に公転することができるように構成すればよい。

なお、ここでいう位相とは、前述したｎ個の偏心カムについて適用される位相をいう。

さらに、各内歯車のうち、光軸方向において互いに隣位する少なくとも一対の内歯車を、第２実施形態と同様の間欠歯車に形成することによって、外歯車を効率的に自転させるように構成してもよい。

この他にも、図３０乃至図３２に示すように、第１内歯車７９の歯７９ａおよび第２内歯車８０の歯８０ａをそれぞれ間引くことによって、内歯車７９、８０をさらに簡便かつ安価に形成するようにしてもよい。

また、磁石については、前述のような２極着磁のものに限る必要はなく、例えば、シャフト２９の周方向に沿って４極着磁された磁石等の、２極を超える着磁がなされた磁石を用いるようにしてもよい。

そのようにすれば、部品点数をさらに削減することができ、小型化および低コスト化にさらに適した構成にすることができる。

さらに、磁気力手段としては、コイルに発生した磁界をヨークを介さず磁石に直接作用させることによって、磁石に磁気力を作用させるようにしてもよい。そのようにすれば、部品点数をさらに削減することが可能となる。

さらにまた、本発明は、光軸方向への移動調整を要する光学素子であれば、レンズ以外の光学素子に用いる場合においても前述した各実施形態と同様の優れた効果を奏することができるものである。

次に、本発明に係る光学装置の第４実施形態について、図３３乃至図５４を参照して説明する。

図３３は、本実施形態における光学装置の平面図であり、図３４は、図３３の３４−３４断面図である。

図３４に示すように、本実施形態における光学装置８１は、台座８２と、この台座８２の上部に配設された上カバー８３と、この上カバー８３の上部に配設された環状の板ばね８４とによって構成された装置本体としてのケース８５を有している。

ケース８５の内部には、第１実施形態と同様に、固体撮像素子２およびバレル９３に保持されたレンズ３、４、５が配設されている。

さらに、ケース８５の内部には、外歯車８６と、この外歯車８６における光軸７を挟んで互いに対向する部位に噛合された第１内歯車８７および第２内歯車８９とが配設されている。

第１内歯車８７と第２内歯車８９とは、第１実施形態と同様に、公転機構によってπラジアンの位相角度を有しつつ同一方向に公転させられるようになっている。また、両内歯車８７、８９の公転にともなう外歯車８６の自転運動は、第１実施形態と同様に、変換機構によってバレル９３およびレンズ３、４、５の光軸７方向への直進運動に変換されるようになっている。

ただし、本実施形態においては、変換機構および公転機構の具体的な構成が、第１実施形態とは異なっている。

すなわち、まず、本実施形態における変換機構は、第１実施形態のねじ構造２１の代わりに、螺旋カム構造９０を有している。

図３４乃至図３７に示すように、螺旋カム構造９０は、外歯車８６の図３４における上端面に、光軸７方向に沿って螺旋状に形成されたカム面９１を有している。

さらに、図３８乃至図４０に示すように、螺旋カム構造９０は、カム面９１に臨むバレル９３の上端縁部９３ａの下面から、カム面９１に接触する位置まで延出された３つのカム接触子９４を有している。

また、本実施形態における変換機構は、第１実施形態と同様に、バレル９３の回転を係止する回り止め構造を有している。

回り止め構造は、図３３、図４１に示すように、板ばね８４の内周面に、周方向に等間隔を設けて配設され、かつ、当該内周面から光軸７側に向かって突出するような形状に形成された３つのバレル固定用凸部９７を有している。

また、回り止め構造は、バレル９３の図４０における上端縁部９３ａの上面に、周方向に等間隔に形成された３つのバレル固定用凹部９８を有している。

そして、バレル９３に形成された３つのバレル固定用凹部９８の上に、板ばね８４に形成された３つのバレル固定用凸部９７をそれぞれ接着等の手段によって固定することによって、回り止め構造が構成されている。

なお、図３８、図４０に示すように、３つのバレル固定用凹部９８には、それぞれ、光軸７方向における固体撮像素子２側に向かう平面円孤形状の傾斜面９９が連設されており、各傾斜面９９の先には、それぞれ、光軸７側に向かって凹入された凹入部１００が形成されている。

この凹入部１００は、ケース８５にバレル９３を組み込む際に、バレル９３の上端縁部９３ａがバレル固定用凸部９７に当接することを防止するために形成されている。すなわち、バレル９３をケース８５に組み込む際には、板ばね８４のバレル固定用凸部９７をバレル９３の凹入部１００が通るようにして、バレル９３をケース８５の内部に挿入することが可能とされている。そして、バレル９３をケース８５の内部に挿入した後、バレル９３を光軸７を中心に回転させて、バレル固定用凹部９８をバレル固定用凸部９７の下に位置させることによって、バレル固定用凹部９８をバレル固定用凸部９７に固定することが可能とされている。

そして、このような螺旋カム構造９０および回り止め構造を有する変換機構によれば、外歯車８６とともに一体的に回転するカム面９１に、カム接触子９４を摺接させることによって、外歯車８６の自転運動をバレル９３およびバレル９３に保持されたレンズ３、４、５の光軸７方向への直進運動に適切に変換することができる。

さらに、本実施形態における公転機構は、第１実施形態とは構成が大きく異なり、第１磁石３５、第２磁石３６のような２極着磁された永久磁石や、それ以上の多極着磁がなされた永久磁石を必要としない構成となっている。

すなわち、本実施形態における公転機構は、第１内歯車８７における磁気力の作用部としての第１磁気作用部を有している。

具体的には、図４２に示す第１内歯車８７全体が強磁性体等の磁性体によって形成されおり、この磁性体によって形成された第１内歯車８７の外周面８７ａが、第１磁気作用部となっている。

また、公転機構は、第２内歯車８９における磁気力の作用部としての第２磁気作用部を有している。

具体的には、図４３に示すように、第２内歯車８９の半径方向の外側位置には、第１内歯車８７の外周面８７ａよりも第１内歯車８７の半径方向の外側に位置する環状部１０２が、３つの跨設部１０３を介して第２内歯車８９と一体的に配設されている。

そして、環状部１０２は、強磁性体等の磁性体によって形成されており、この磁性体によって形成された環状部１０２の内周面１０２ａが、第２磁気作用部となっている。

さらに、公転機構は、第１内歯車８７の外周面８７ａと環状部１０２の内周面１０２ａとに、それぞれ磁気力を作用させ、この磁気力を変化させることによって、第１内歯車８７と第２内歯車８９とを、外歯車８６における光軸７を挟んで互いに対向する部位に噛合させてπラジアンの位相角度を維持させつつ同一方向に公転させるための磁気力手段を有している。

より具体的には、図３４、図４４（ａ）〜（ｃ）に示すように、磁気力手段は、第１内歯車８７の外周面８７ａに対して第１内歯車８７の半径方向の外側位置であって、環状部１０２の内周面１０２ａに対して第２内歯車８９の半径方向の内側位置に、周方向に互いに２π／３ラジアンの間隔を設けて配設された第１ヨーク１０５、第２ヨーク１０６および第３ヨーク１０７を有している。

図４５に示すように、第１〜第３ヨーク１０５、１０６、１０７は、それぞれ、平面円弧形状に形成された円弧部１０９と、この円弧部１０９上に、周方向に等間隔に立設された３つの突極部１１０とを有している。

また、各ヨーク１０５、１０６、１０７は、光軸７と同心環状とされた環状基部１１１の上に一体的に形成されていることによって、１つのヨークユニット１１２を構成している。

さらに詳述すると、図４６乃至図４８に示すように、ヨークユニット１１２は、円孤部１０９の内側片部１０９ａと、３つの突極部１１０のそれぞれの内側片部１１０ａとからなる内側ヨーク１１４が、環状基部１１１の内側片部１１１ａの上に等間隔に３つ形成されてなる内側ヨークユニット１１５を有している。

さらに、図４９乃至図５１に示すように、ヨークユニット１１２は、円孤部１０９の外側片部１０９ｂと、３つの突極部１１０のそれぞれの外側片部１１０ｂとからなる外側ヨーク１１６が、環状基部１１１の外側片部１１１ｂの上に等間隔に３つ形成されてなる外側ヨークユニット１１７を有している。

そして、図４５に示すように、内側ヨークユニット１１５の外側に、外側ヨークユニット１１７が、内側ヨーク１１４と外側ヨーク１１６とを重ね合わせるように固設されていることによって、前述したヨークユニット１１２が構成されている。

ここで、第１〜第３ヨーク１０５、１０６、１０７は、それぞれ、内側ヨーク１１４と外側ヨーク１１６とが半径方向において重なり合った成層構造を有しているため、鉄損（渦電流損）を低減させることができ、磁気力を効率的に発生させることができるようになっている。

さらに、本実施形態においては、図４４（ａ）、図５２、図５３に示すように、第１〜第３ヨーク１０５、１０６、１０７のそれぞれが有する３つの突極部１１０のうち、周方向における中央の突極部１１０には、励磁手段としての第１〜第３コイル１１９、１２０、１２１がそれぞれ巻回されている。

なお、図４４（ｂ）、（ｃ）では、コイル１１９、１２０、１２１は省略されている。

図４４（ａ）、図５２、図５３に示すように、第１〜第３コイル１１９、１２０、１２１には、励磁手段としての通電制御部１２３が接続されており、この通電制御部１２３は、各コイル１１９、１２０、１２１に電流を供給することによって、コイル１１９、１２０、１２１を貫く磁界を発生させるようになっている。

そして、このコイル１１９、１２０、１２１を貫く磁界によって、コイル１１９、１２０、１２１が巻回された中央の突極部１１０が励磁され、同時に、この中央の突極部１１０を挟む同一円孤部１０９上の他の２つの突極部１１０も励磁されるようになっている。

このとき、励磁によって中央の突極部１１０に生じる磁極と、他の２つの突極部１１０に生じる磁極とは、互いに極性が異なっている。

このようにして励磁されたヨーク１０５、１０６、１０７に対して、図４４（ａ）に示すように、外歯車８６の半径方向の内側から臨んでいる第１内歯車８７の外周面８７ａには、ヨーク１０５、１０６、１０７によって、外歯車８６の半径方向の磁気力として、外歯車８６の半径方向における外側へ向かう吸引力が作用するようになっている。

この吸引力によって、第１内歯車８７は、励磁されたヨーク１０５、１０６、１０７の方向（吸引方向）へ吸引されるようになっている。

なお、周方向において互いに隣位する任意の２つのコイル１１９、１２０、１２１に同時に電流が供給されていて、各コイルに対応する２つのヨーク１０５、１０６、１０７が同時に励磁されている場合には、この２つのヨーク１０５、１０６、１０７からの吸引力の合力の方向が、第１内歯車８７の吸引方向となる（図４４（ｂ）参照）。

そして、この第１内歯車８７の吸引にともなって、第１内歯車８７は、その吸引方向の後端側に位置する歯を外歯車８６の歯に噛合させるようになっている。

一方、励磁されたヨーク１０５、１０６、１０７に対して、外歯車８６の半径方向の外側から臨んでいる環状部１０２の内周面１０２ａには、ヨーク１０５、１０６、１０７によって、外歯車８６の半径方向の磁気力として、第１内歯車８７の外周面８７ａに作用する吸引力とは逆方向、すなわち、外歯車８６の半径方向における内側へ向かう吸引力が作用するようになっている。

この吸引力によって、第２内歯車８９は、励磁されたヨーク１０５、１０６、１０７の方向（吸引方向）へ吸引されるようになっている。このとき、第２内歯車８９の吸引方向は、第１内歯車８７の吸引方向とは逆方向となる。

なお、第１内歯車８７と同様に、周方向において互いに隣位する任意の２つのコイル１１９、１２０、１２１に同時に電流が供給されていて、各コイルに対応する２つのヨーク１０５、１０６、１０７が同時に励磁されている場合には、この２つのヨーク１０５、１０６、１０７からの吸引力の合力の方向が、第２内歯車８９の吸引方向となる（図４４（ｂ）参照）。

そして、この第２内歯車８９の吸引にともなって、第２内歯車８９は、その吸引方向の後端側に位置する歯を外歯車８６の歯に噛合させるようになっている。

したがって、コイル１１９、１２０、１２１に電流を供給してヨーク１０５、１０６、１０７を励磁することによって、第１内歯車８７と第２内歯車８９とを、外歯車８６における光軸７を挟んで互いに対向する部位に噛合させることができ、両内歯車８７、８９の間にπラジアンの位相角度を形成することができるようになっている。

さらに、通電制御部１２３は、電流が供給されるコイル１１９、１２０、１２１を、周方向に順次選択的に切換えることによって、第１〜第３ヨーク１０５、１０６、１０７を周方向に順次選択的に励磁するようになっている。

これにより、第１内歯車８７の外周面８７ａおよび環状部１０２の内周面１０２ａに作用する外歯車８６の半径方向の磁気力（吸引力）を、第１内歯車８７の吸引方向と、第２内歯車８９の吸引方向とが、光軸７を中心とした周方向に互いに一体的に回転するように確実に変化させることができる。

この結果、第１内歯車８７と第２内歯車８９とを、外歯車８６における光軸７を挟んで互いに対向する部位に噛合させてπラジアンの位相角度を維持させつつ同一方向に公転させることができる。

そして、この第１内歯車８７および第２内歯車８９の公転にともなって外歯車８６を自転させることができ、この外歯車８６の自転運動を、螺旋カム構造９０および回り止め構造によってレンズ３、４、５の光軸７方向への直進運動に変換させることにより、レンズ３、４、５のフォーカシングを行うことができる。

したがって、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、第１内歯車８７、第２内歯車８９および外歯車８６を備えた簡易かつ安価な構成によって、振動を抑制して騒音の発生を確実に防止しつつ、レンズ３、４、５を光軸７方向に適正に移動させてフォーカシングを高精度に行うことができる。

また、コイル１１９、１２０、１２１への電流の供給が停止された状態においても、第１内歯車８７と第２内歯車８９との間に外歯車８６が位置されていることによって外歯車８６の自転運動が十分に規制されるため、レンズ３、４、５をフォーカシング後の位置に安定的に保持することができる。

ところで、通電制御部１２３によって電流が供給されるコイル１１９、１２０、１２１は、第１内歯車８７の外周面８７ａおよび環状部１０２の内周面１０２ａに作用する吸引力を、第１内歯車８７と第２内歯車８９との吸引方向が、光軸７を中心とした周方向に互いに一体的に回転するように変化させる必要上、周方向に順次切換わる必要がある。

しかし、必ずしも、任意の１つのコイル１１９、１２０、１２１に対する電流の供給の終了と、当該１つのコイル１１９、１２０、１２１に周方向において隣位する他のコイル１１９、１２０、１２１（次に電流を供給するコイル）に対する電流の供給の開始とが同時になされる必要はない。

すなわち、電流が供給されるコイル１１９、１２０、１２１を、例えば、第１コイル１１９から、この第１コイル１１９に周方向において隣位する第２コイル１２０に切換える際に、第１コイル１１９に対する電流の供給時間と第２コイル１２０に対する電流の供給時間とが重なることによって、双方のコイル１１９、１２０に同時に電流が供給されている時間が存在していてもよい。

この場合においても、第２コイル１２０に対する電流の供給時間内に、第１コイル１１９に対する電流の供給が終了すれば、電流が供給されるコイルが周方向に順次切換わるということができる。

このことを、ヨーク１０５、１０６、１０７の励磁状態としてみれば、まず、第１ヨーク１０５のみが励磁された状態から、第１ヨーク１０５と第２ヨーク１０６との双方が励磁された状態に移行し、続いて、第２ヨーク１０６のみが励磁された状態に移行することになる。このような場合であっても、各ヨーク１０５、１０６、１０７が周方向に順次選択的に励磁されていることに他ならない。

ここで、以下の表１は、第１〜第３コイル１１９、１２０、１２１に供給される電流パターンの一例として、Ｔ_１〜Ｔ_６の各時間における第１〜第３コイル１１９、１２０、１２１に対する電流の供給の有無（ＯＮまたはＯＦＦ）を示したものである。

表１においては、任意の１つのコイル１１９、１２０、１２１から、当該１つのコイル１１９、１２０、１２１に周方向において隣位する他のコイル１１９、１２０、１２１に電流の供給を切換える際に、双方のコイル１１９、１２０、１２１に対する電流の供給時間の重なり部分を設けている。

より具体的には、まず、時間Ｔ_１においては、第１コイル１１９のみに電流が供給されていることによって、第１ヨーク１０５のみが励磁された状態となっている。

これにより、第１内歯車８７の外周面８７ａおよび環状部１０２の内周面１０２ａには、外歯車８６の半径方向の磁気力として、第１ヨーク１０５に向かう吸引力がそれぞれ作用し、第１内歯車８７および第２内歯車８９が図４４（ａ）に示すように第１ヨーク１０５の方向（吸引方向）に吸引された状態となる。

次いで、時間Ｔ_１に続く時間Ｔ_２においては、第１コイル１１９に依然として電流が供給され続けているとともに、新たに、第２コイル１２０に対する電流の供給が開始されることによって、第１ヨーク１０５および第２ヨーク１０６の双方が励磁された状態となっている。

すなわち、時間Ｔ_２においては、第１コイル１１９に対する電流の供給時間と、第２コイル１２０に対する電流の供給時間との重なり部分が生じている。

これにより、第１内歯車８７の外周面８７ａおよび環状部１０２の内周面１０２ａには、外歯車８６の半径方向の磁気力として、第１ヨーク１０５に向かう吸引力と、第２ヨーク１０６に向かう吸引力とがそれぞれ作用するようになっている。

そして、この吸引力の合力の方向、すなわち、図４４（ｂ）に示すように、第１ヨーク１０５と第２ヨーク１０６との周方向における中間位置に向かう方向が、第１内歯車８７および第２内歯車８９の吸引方向となる。

このとき、第１内歯車８７の吸引方向と、第２内歯車８９の吸引方向とは、ともに、図４４（ａ）における吸引方向に対して時計回りにπ／３ラジアンの角度を有している。

つまり、図４４（ｂ）においては、第１内歯車８７の吸引方向と、第２内歯車８９の吸引方向とが、図４４（ａ）の状態から、ともに（互いに一体的に）時計回りにπ／３ラジアン回転した状態となっている。

そして、この結果、第１内歯車８７および第２内歯車８９が、図４４（ａ）の位置から時計回りに公転して、図４４（ｂ）に示すように、第１ヨーク１０５と第２ヨーク１０６との周方向における中間位置に吸引された状態となる。

次いで、時間Ｔ_２に続く時間Ｔ_３においては、第１コイル１１９に対する電流の供給は既に終了され、一方、第２コイル１２０には依然として電流が供給され続けていることによって、第２ヨーク１２０のみが励磁された状態となる。

これにより、第１内歯車８７の外周面８７ａおよび環状部１０２の内周面１０２ａには、外歯車８６の半径方向の磁気力として、図４４（ｃ）に示すように、第２ヨーク１０６に向かう吸引力が作用するようになっている。

そして、この吸引力の方向が、そのまま第１内歯車８７および第２内歯車８９の吸引方向となる。

このとき、第１内歯車８７の吸引方向と、第２内歯車８９の吸引方向とは、ともに、図４４（ｂ）における吸引方向に対して時計回りにπ／３ラジアンの角度を有している。

つまり、図４４（ｃ）においては、第１内歯車８７の吸引方向と、第２内歯車８９の吸引方向とが、図４４（ｂ）の状態から、ともに（互いに一体的に）時計回りにπ／３ラジアン回転した状態となっている。

そして、この結果、第１内歯車８７および第２内歯車８９が、図４４（ｂ）の位置から時計回りに公転して、図４４（ｃ）に示すように、第２ヨーク１０６に吸引された状態となる。

さらに、時間Ｔ_３に続く時間Ｔ_４およびそれ以降の時間においても、Ｔ_１〜Ｔ_３と同様の電流の供給を行うことによって、第１内歯車８７と第２内歯車８９との吸引方向を時計回りにπ／３ラジアンずつ回転させることができ、この吸引方向の回転にともなって、第１内歯車８７と第２内歯車８９とを時計回りに公転させることができる。

このように、電流の供給を、１つのコイルから次のコイルに切換える際に、双方のコイルに対する電流の供給時間の重なり部分が存在する場合には、電流の供給パターンの変化に応じた吸引方向の回転角度を小さくすることができる。

この結果、第１内歯車８７と第２内歯車８９とを円滑に公転させることができ、騒音の発生をより有効に防止することができる。

さらに、ヨーク１０５、１０６、１０７の個数も少なくて済むため、小型化および製造コストの削減にさらに適した構成にすることができる。

なお、ヨークの個数、各ヨークにおける突極部の個数および各ヨークにおけるコイルの個数ならびに配置については、必要に応じて種々変更することができる。

また、図５４に示すように、内側ヨーク１１４と外側ヨーク１１５との間に、非磁性シート１２４を介在させることによって、鉄損をさらに低減させるように構成してもよい。

上記構成に加えて、さらに、本実施形態における光学装置８１は、第１内歯車８７の自転運動を抑制する第１自転抑制機構と、第２内歯車８９の自転運動を抑制する第２自転抑制機構とを備えている。

図３４、図４２に示すように、第１自転抑制機構は、第１内歯車８７の外周縁部から第１内歯車８７の半径方向の外側に向かって放射状に突出された３つの突縁部１２６を有しており、これら３つの突縁部１２６は、周方向に互いに等間隔を有している。

また、第１自転抑制機構は、各突縁部１２６にそれぞれ穿設された３つの第１貫通孔１２７を有している。

さらに、第１自転抑制機構は、３つの第１貫通孔１２７にそれぞれ遊挿されるとともに、台座８２の上面にそれぞれ固定されて保持された光軸７方向に長尺な３つのピン１２８を有している。

そして、このような構成からなる第１自転抑制機構によれば、第１内歯車８７が自転運動を行おうとしても、第１貫通孔１２７の自転方向への移動がピン１２８によって規制されるため、第１内歯車８７の自転運動を確実に抑制することができる。

この結果、第１内歯車８７の公転運動のみを取り出すことができ、第１内歯車８７を適切に公転させることができる。

一方、図４３に示すように、第２自転抑制機構は、第２内歯車８９と環状部１０２との間に跨設された前述した３つの跨設部１０３を有しており、これら３つの跨設部１０３は、第１自転抑制機構の３つの突縁部１２６と、光軸７方向において互いに対峙する位置関係にある。

また、第２自転抑制機構は、３つの跨設部１０３にそれぞれ穿設された３つの第２貫通孔１３０を有しており、これら３つの第２貫通孔１３０は、第１自転抑制機構の３つの第１貫通孔１２７と、光軸７方向において互いに対峙する位置関係にある。

さらに、第２自転抑制機構は、３つの第２貫通孔１３０に、前述した第１自転抑制機構の３つのピン１２８がそれぞれ遊挿されていることによって構成されている。

そして、このような構成からなる第２自転抑制機構によれば、第２内歯車８９が自転運動を行おうとしても、第２貫通孔１３０の自転方向への移動がピン１２８によって規制されるため、第２内歯車８９の自転運動を確実に抑制することができる。

この結果、第２内歯車８９の公転運動のみを取り出すことができ、第２内歯車８９を適切に公転させることができる。

さらに、第１自転抑制機構と第２自転抑制機構との間で同一のピン１２８を共有させることによって、部品点数を削減することができる。

上記構成に加えて、さらに、本実施形態における光学装置８１は、第１内歯車８７の公転半径を規制する第１公転半径規制機構と、第２内歯車８９の公転半径を規制する第２公転半径規制機構とを備えている。

本実施形態において、第１公転半径規制機構は、前述した突縁部１２６、第１貫通孔１２７およびピン１２８からなる第１自転抑制機構と同一の構造体によって構成されている。

すなわち、第１内歯車８７の公転の際に、第１内歯車８７の第１貫通孔１２７が、ピン１２８によって公転方向への過度な移動を規制されることによって、第１内歯車８７の公転半径を規制することができるようになっている。

これにより、第１内歯車８７の公転半径を必要以上に大きくすることがないため、装置のさらなる小型化を図ることができる。

また、第１内歯車８７とヨーク１０５、１０６、１０７との間のギャップを適正に確保しつつ第１内歯車８７を公転させることができるため、第１内歯車８７とヨーク１０５、１０６、１０７との衝突に起因する騒音の発生を確実に防止することができる。

さらに、突縁部１２６、第１貫通孔１２７およびピン１２８からなる１つの構造体によって、第１自転抑制機構と第１公転半径規制機構との双方を形成することができるため、部品点数をさらに削減することができる。

一方、第２公転半径規制機構は、前述した跨設部１０３、第２貫通孔１３０およびピン１２８からなる第２自転抑制機構と同一の構造体によって構成されている。

すなわち、第２内歯車８９の公転の際に、第２内歯車８９の第２貫通孔１３０が、ピン１２８によって公転方向への過度な移動を規制されることによって、第２内歯車８９の公転半径を規制することができるようになっている。

これにより、第２内歯車８９の公転半径を必要以上に大きくすることがないため、装置のさらなる小型化を図ることができる。

また、第２内歯車８９とヨーク１０５、１０６、１０７との間のギャップを適正に確保しつつ第２内歯車８９を公転させることができるため、第２内歯車８９とヨーク１０５、１０６、１０７との衝突に起因する騒音の発生を確実に防止することができる。

さらに、跨設部１０３、第２貫通孔１３０およびピン１２８からなる１つの構造体によって、第２自転抑制機構と第２公転半径規制機構との双方を形成することができるため、部品点数をさらに削減することができる。

上記構成に加えて、さらに、本実施形態においては、第１内歯車８７と第２内歯車８９とが、互いに同一の総質量に形成され、かつ、第１内歯車８７の外周面８７ａに作用する吸引力と、この外周面８７ａに外歯車８６の半径方向において対向する環状部１０２の内周面１０２ａに作用する吸引力とが、互いに方向が逆方向であって互いに大きさが等しい吸引力とされている。

なお、本実施形態において、第１内歯車８７の総質量は、３つの突縁部１２６を含めた第１内歯車８７の質量であり、第２内歯車８９の総質量は、３つの跨設部１０３および環状部１０２を含めた第２内歯車８９の質量である。

これにより、第１内歯車８７と第２内歯車８９とが、外歯車８６に噛合しつつ公転する際に外歯車８６から受ける反作用を互いに相殺することができるため、騒音の発生をさらに有効に防止することができる。

以上述べたように、第４実施形態の光学装置によれば、πラジアンの位相角度を有する第１内歯車８７と第２内歯車８９との間に外歯車８６を挟んだ状態で、両内歯車８７、８９を公転させることにともなって外歯車８６を自転させ、この外歯車８６の自転運動を、螺旋カム構造９０および回り止め構造によってレンズ３、４、５の光軸７方向への移動運動に変換することができる。

この結果、第１〜第３実施形態と同様に、小型化を図ることができ、かつ、消費電力および製造コストを削減することができ、さらに、直線性および耐久性を向上させることができ、さらにまた、振動を抑制して光学素子を光軸方向に適切に移動させることができるとともに騒音の発生を防止することができるといった優れた効果を奏することができる。

さらに、このような優れた効果を奏することができる上に、第４実施形態においては、多極着磁された高価な磁石を要しないため、製造コストをさらに削減することができるといった新たな効果をも奏することができる。

また、このように磁石を必要としないことにともなって、組立工程において、磁石に磁性体の屑（鉄屑等）が付着しないように管理する必要がないため、組立工程の管理に要する労力をさらに削減することができるといった効果を奏することもできる。

本発明に係る光学装置の第１実施形態を示す平面図図１の２−２断面図本発明に係る光学装置の第１実施形態において、下カバーを示す平面図図３の４−４断面図本発明に係る光学装置の第１実施形態において、スペーサを示す平面図図５の６−６断面図図６の下面図本発明に係る光学装置の第１実施形態において、上カバーを示す下面図本発明に係る光学装置の第１実施形態において、上カバーを示す横断面図本発明に係る光学装置の第１実施形態において、第１内歯車、第２内歯車および外歯車を示す平面図本発明に係る光学装置の第１実施形態において、磁石に発生した回転力を外歯車に伝達させるための各構成部を示す横断面図本発明に係る光学装置の第１実施形態において、第１磁気力手段の構成を第１磁石および上カバーとともに示す平面透視図本発明に係る光学装置の第１実施形態において、第２磁気力手段の構成を第２磁石および下カバーとともに示す平面図本発明に係る光学装置の第１実施形態において、第１磁気力手段の第１コイルおよび第２磁気力手段の第２コイルに印加する電圧の駆動波形を示すタイムチャート本発明に係る光学装置の第２実施形態において、第１内歯車、第２内歯車および外歯車を示す平面図本発明に係る光学装置の第２実施形態において、第１内歯車を示す平面図図１６の１７−１７断面図本発明に係る光学装置の第２実施形態において、第２内歯車を示す平面図図１８の１９−１９断面図本発明に係る光学装置の第３実施形態を示す横断面図本発明に係る光学装置の第３実施形態において、偏心カム回転機構の具体的構成を示す横断面図図２１の２２−２２矢視図図２１の２３−２３矢視図本発明に係る光学装置の第３実施形態において、第１内歯車を示す平面図本発明に係る光学装置の第３実施形態において、第２内歯車を示す平面図本発明に係る光学装置の第３実施形態において、ドラムを示す平面図本発明に係る光学装置の第３実施形態において、第１コイル側第１ヨークを示す平面図本発明に係る光学装置の第３実施形態において、第１コイル側第２ヨークを示す平面図本発明に係る光学装置の第３実施形態において、スペーサを示す平面図本発明に係る光学装置の実施形態において、図１０、図１５と異なる第１内歯車、第２内歯車および外歯車の一形態を示す平面図本発明に係る光学装置の実施形態において、図３０の第１内歯車を示す平面図本発明に係る光学装置の実施形態において、図３０の第２内歯車を示す平面図本発明に係る光学装置の第４実施形態を示す平面図図３３の３４−３４断面図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、外歯車を示す平面図図３５の正面図図３５の右側面図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、バレルを示す平面図図３８の正面図図３８の右側面図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、板ばねおよび板ばねに形成されたバレル固定用凸部を示す平面図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、第１内歯車を示す平面図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、第２内歯車を示す平面図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、ヨークの励磁状態の変化にともなう第１内歯車および第２内歯車の公転運動を段階的に示す説明図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、ヨークユニットを示す斜視図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、内側ヨークを示す平面図図４６の右側面図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、内側ヨークユニットを示す斜視図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、外側ヨークを示す平面図図４９の右側面図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、外側ヨークユニットを示す斜視図本発明に係る光学装置の第４実施形態において、中央の突極部にコイルが巻回された状態のヨークを示す平面図図５２の左側面図ヨークの図５２と異なる他の構成の一例を示す平面図本発明に係る光学装置における一対の内歯車に適用される位相角度を模式的に示す説明図本発明に係る光学装置における一対の偏心カムに適用される位相を模式的に示す説明図

符号の説明

１光学装置
３第１レンズ
４第２レンズ
５第３レンズ
７光軸
２０外歯車
２１ねじ構造
２３第１内歯車
２４第２内歯車
２８偏心カムユニット
２９シャフト
３０第１偏心カム
３２第２偏心カム
３５第１磁石
３６第２磁石
３９第１コイル
４０第１ヨーク
４１第２コイル
４２第２ヨーク
５１第１内歯車
５１ａ歯
５２第２内歯車
５２ａ歯
５４光学装置
５６第１内歯車
５７第２内歯車
６０第１コイル
６１第１コイル側第１ヨーク
６５第１コイル側第２ヨーク
６７第２コイル
６９第２コイル側第１ヨーク
７５第２コイル側第２ヨーク
７９第１内歯車
７９ａ歯
８０第２内歯車
８０ａ歯
８１光学装置
８６外歯車
８７第１内歯車
８７ａ外周面
８９第２内歯車
９０螺旋カム構造
９１カム面
９４カム接触子
９７バレル固定用凸部
９８バレル固定用凹部
１０２環状部
１０２ａ内周面
１０５第１ヨーク
１０６第２ヨーク
１０７第３ヨーク
１１９第１コイル
１２０第２コイル
１２１第３コイル
１２３通電制御部

Claims

光軸方向に移動可能とされた光学素子と、
この光学素子を前記光軸方向に移動させるための移動機構とを備えた光学装置において、
前記移動機構が、
光軸を中心とした自転運動を可能とされた外歯車と、
この外歯車の自転運動を前記光学素子の前記光軸方向への移動運動に変換する変換機構と、
前記外歯車の外側に、前記光軸方向に所定の間隔を設けて一対配設され、前記外歯車における光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合して、πラジアンの位相角度を有しつつ同一方向に公転することによって、前記外歯車を自転させる一対の内歯車と、
これら一対の内歯車を公転させる公転機構と
を備えたことを特徴とする光学装置。
前記公転機構が、前記一対の内歯車のそれぞれに対して互いに位相がπラジアン異なる状態で接触しつつ互いに同一の回転軸を中心とした回転動作を行うことによって、前記一対の内歯車をそれぞれ公転させる一対の偏心カムと、
これら一対の偏心カムを回転させる偏心カム回転機構と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
前記偏心カム回転機構が、
前記一対の偏心カムを同軸上に固定することによって、前記一対の偏心カムを同一の回転軸上に保持する前記光軸方向に長尺なシャフトと、
このシャフトを回転駆動する回転駆動機構と
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
前記回転駆動機構が、
前記シャフト上に固設され、前記シャフトの周方向に沿って少なくとも２極着磁された少なくとも１つの磁石と、
この磁石に磁気力を作用させることによって、前記磁石に前記シャフトを回転させるための回転力を発生させる磁気力手段と
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
前記一対の偏心カムと、前記シャフトと、前記磁石との組を複数組備えたことを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
前記一対の内歯車が間欠部を有する間欠歯車とされ、かつ、前記一対の内歯車の歯が、互いに相手側の内歯車の方向に延出して相手側の内歯車の間欠部に位置する形状に形成されていることによって、前記一対の内歯車が、互いに前記光軸方向における同一の位置において前記外歯車に噛合していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学装置。
光軸方向に移動可能とされた光学素子と、
この光学素子を前記光軸方向に移動させるための移動機構とを備えた光学装置において、
前記移動機構が、
光軸を中心とした自転運動を可能とされた外歯車と、
この外歯車の自転運動を前記光学素子の前記光軸方向への移動運動に変換する変換機構と、
前記外歯車の外側に、前記光軸方向に所定の間隔を設けてｎ個（ｎは３以上の自然数、以下同様）配設され、前記外歯車に対して互いに周方向に２π／ｎラジアンずつ間隔を有した状態で噛合して、２π／ｎラジアンの位相角度を有しつつ同一方向に公転することによって、前記外歯車を自転させるｎ個の内歯車と、
これらｎ個の内歯車を公転させる公転機構と
を備えたことを特徴とする光学装置。
前記公転機構が、
前記ｎ個の内歯車のそれぞれに対して互いに位相が２π／ｎラジアン異なる状態で接触し、互いに同一の回転軸を中心とした回転動作を行うことによって、前記ｎ個の内歯車をそれぞれ公転させるｎ個の偏心カムと、
これらｎ個の偏心カムを回転させる偏心カム回転機構と
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の光学装置。
前記偏心カム回転機構が、
前記ｎ個の偏心カムを同軸上に固定することによって、前記ｎ個の偏心カムを同一の回転軸上に保持する前記光軸方向に長尺なシャフトと、
このシャフトを回転駆動する回転駆動機構と
を備えたことを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
前記回転駆動機構が、
前記シャフト上に固設され、前記シャフトの周方向に沿って少なくとも２極着磁された少なくとも１つの磁石と、
この磁石に磁気力を作用させることによって、前記磁石に前記シャフトを回転させるための回転力を発生させる磁気力手段と
を備えたことを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
前記ｎ個の偏心カムと、前記シャフトと、前記磁石との組を複数組備えたことを特徴とする請求項１０に記載の光学装置。
前記ｎ個の内歯車のうち、光軸方向において互いに隣位する少なくとも一対の内歯車同士が、間欠部を有する間欠歯車とされ、かつ、これらの間欠歯車とされた互いに隣位する内歯車同士の歯が、互いに相手側の内歯車の方向に延出して相手側の内歯車の間欠部に位置する形状に形成されていることによって、前記間欠歯車とされた互いに隣位する内歯車同士が、前記光軸方向における同一の位置において前記外歯車に噛合していることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の光学装置。
前記光学素子がバレル内に保持されるとともに、前記外歯車が、前記バレルの外周面を包囲する形状に形成され、
前記変換機構が、
前記バレルの外側および前記外歯車の内側に形成されたねじ構造と、
前記バレルの回転を防止する回り止め構造と
を備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学装置。
光軸方向に移動可能とされた光学素子と、
この光学素子を前記光軸方向に移動させるための移動機構とを備えた光学装置において、
前記移動機構が、
光軸を中心とした自転運動を可能とされた外歯車と、
この外歯車の自転運動を前記光学素子の前記光軸方向への移動運動に変換する変換機構と、
前記外歯車の半径方向の外側位置に、前記光軸方向に所定の間隔を設けるようにして配設され、前記外歯車における光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合して、πラジアンの位相角度を有しつつ同一方向に公転することによって、前記外歯車を自転させることが可能とされた第１内歯車および第２内歯車と、
これら両内歯車を公転させる公転機構と
を備え、
前記公転機構が、
前記第１内歯車に配設された第１磁気作用部と、
前記第２内歯車に配設された第２磁気作用部と、
前記第１磁気作用部および前記第２磁気作用部に磁気力を作用させることによって、前記両内歯車を前記外歯車における前記光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させることが可能とされ、かつ、前記磁気力を変化させることによって、前記両内歯車を前記外歯車における前記光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させつつ公転させることが可能とされた磁気力手段と
を備えたことを特徴とする光学装置。
前記磁気力手段が、
前記第１磁気作用部および前記第２磁気作用部に、前記磁気力として、前記外歯車の半径方向の磁気力を作用させて、前記第１内歯車と前記第２内歯車とを前記外歯車の半径方向における互いに逆方向に吸引することによって、両内歯車を前記外歯車における前記光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させることが可能とされ、
かつ、
前記外歯車の半径方向の磁気力を、前記第１内歯車の吸引方向と、前記第２内歯車の吸引方向とが、前記光軸を中心とした周方向に互いに一体的に回転するように変化させることによって、両内歯車を前記外歯車における前記光軸を挟んで互いに対向する部位に噛合させつつ公転させることが可能とされていること
を特徴とする請求項１４に記載の光学装置。
前記第１内歯車の外周面の少なくとも一部が磁性体によって形成され、この磁性体によって形成された前記第１内歯車の外周面の少なくとも一部が、前記第１磁気作用部とされ、
前記第２内歯車の半径方向の外側位置に、前記第１内歯車の外周面よりも前記第１内歯車の半径方向の外側に位置するような環状部が、前記第２内歯車と一体的に配設されるとともに、前記環状部の内周面の少なくとも一部が磁性体によって形成され、この磁性体によって形成された前記環状部の内周面の少なくとも一部が、前記第２磁気作用部とされ、
前記磁気力手段が、前記第１磁気作用部に対して前記第１内歯車の半径方向の外側位置であって、前記第２磁気作用部に対して前記第２内歯車の半径方向の内側位置に、周方向に所定の間隔を設けて配設された複数のヨークと、これら複数のヨークを周方向に順次選択的に励磁する励磁手段とを備えた
ことを特徴とする請求項１５に記載の光学装置。
前記第１内歯車の自転運動を抑制する第１自転抑制機構と、
前記第２内歯車の自転運動を抑制する第２自転抑制機構と
を備えたことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の光学装置。
前記第１内歯車の公転半径を規制する第１公転半径規制機構と、
前記第２内歯車の公転半径を規制する第２公転半径規制機構と
を備えたことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の光学装置。
前記第１自転抑制機構と前記第１公転半径規制機構とが、
前記第１内歯車の外周縁部から前記第１内歯車の半径方向の外側に突出された突縁部と、
この突縁部に穿設された第１貫通孔と、
この第１貫通孔に遊挿された状態で装置本体に保持された前記光軸方向に長尺なピンと
を備えた１つの構造体によって形成され、
前記第２自転抑制機構と前記第２公転半径規制機構とが、
前記第２内歯車と前記環状部との間に跨設された跨設部と、
この跨設部に穿設された第２貫通孔と、
この第２貫通孔に遊挿された状態で装置本体に保持された前記光軸方向に長尺なピンと
を備えた１つの構造体によって形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の光学装置。
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが互いに同軸上に配置され、これら第１貫通孔および第２貫通孔に、同一のピンが遊挿されていることを特徴とする請求項１９に記載の光学装置。
前記第１内歯車と前記第２内歯車とが、互いに同一の総質量に形成され、
前記第１磁気作用部に作用する磁気力と前記第２磁気作用部に作用する磁気力とが、互いに方向が逆方向であって互いに大きさが等しい磁気力とされていること
を特徴とする請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の光学装置。