JP2010112977A - 駆動装置及びレンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型な可動部の保持部を提供することで、小型なレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】 駆動装置（１００）は、被駆動体（３０）と、非磁性体材料からなる筒状体（４２）と、被駆動体（３０）に取付けられ筒状体（４２）の外側に有する移動可能な移動マグネット（２１）と、該移動マグネットに電磁力を与えるために筒状体の内側に筒状体の軸方向に並べて配置された複数の電磁石用コイル（２２）と、磁性体材料からなり筒状体の中心領域に配置されたセンターヨーク（４１）と、筒状体を変形させる手段（１０）と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明はレンズなどの光学素子を駆動するための駆動装置、及びそれらを用いたカメラ、ビデオカメラなどのレンズ鏡筒に関する。

一般にオートフォーカス機能やズーム機能はフォーカス用可動レンズ、またはズーム用可動レンズなどの光学素子の位置を光軸方向に移動させている。また、ぶれ補正装置はレンズなどの光学素子及び撮像素子を光軸方向に垂直な平面で移動させている。これらの駆動装置は駆動速度が速いだけでなく位置制度、及び繰り返し位置精度が高い磁石とコイルを用いたリニア駆動装置を使用することで要求を解決してきた。特許文献１のリニアモータによれば、筒状のパイプの中にコイル、及びセンターコアを配置し、そのパイプの外周に可動磁石体を設置して、断線のおそれの少ないリニア駆動装置を提供している。また、特許文献２のリニアモータによれば、磁石を内蔵した内部パイプと、その内部パイプの外周径より大きな外周の外部パイプにコイルとを形成したリニアモータにおいて、内部パイプの外周と外部パイプの内周との間に加圧流体を供給することにより、案内機構を必要としない小型なリニアモータを提供している。
特許４０６８８４８号公報 特許３９５２１９０号公報

しかしながら、カメラ、ビデオカメラなどの撮像装置は小型化及び軽量化の需要に応えるため、さらなる小型化及び軽量化が求められている。特許文献１のリニアモータによれば、平面対向型（フラットベット型）リニアモータと比べ、効率が良く小型に形成できるものの位置計測するエンコーダが移動するに伴って、エンコーダヘッドに接続した配線が可動し、接触不要、及び断線の可能性がある。また、特許文献２のリニアモータによれば、案内機構が不必要で構造が簡単になり、小型化が可能であるが、回転方向のモーメントを打ち消すために２つのリニアモータを必要とするため、装置全体としての小型化が難しい。また、可動部を所定位置に移動させた後のリニアモータは、所定位置に配置を維持するように、フィードバック処理をしていた。

本発明は、かかる実情に鑑み、小型な可動部の保持部を提供することで、小型なレンズ鏡筒を実現しようとするものである。さらには接触不良及び断線しづらい駆動装置を提供することで、長時間の使用でも安定したレンズ鏡筒を実現しようとするものである。

課題を解決する手段として、以下の構成を備える。
第１の観点の駆動装置は、被駆動体と、非磁性体材料からなる筒状体と、被駆動体に取付けられ、筒状体の外側に有する移動可能な移動マグネットと、該移動マグネットに電磁力を与えるために筒状体の内側に筒状体の軸方向に並べて配置された複数の電磁石用コイルと、磁性体材料からなり筒状体の中心領域に配置されたセンターヨークと、筒状体を変形させる手段と、を備える。

本発明の駆動装置によれば、一体に形成した小型な可動部の保持部を提供することで、小型な駆動装置を提供することができる。さらに、接続配線も不動で可動部と干渉しないで設計することができるため、長時間の使用でも安定したレンズ鏡筒を提供することができる。

以下は、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
《第１実施形態》
磁気駆動装置１００はフォーカス用可動レンズ、またはズーム用可動レンズなどの光学系を光軸方向（Ｙ軸方向）に移動させることができる駆動装置である。

＜全体構造＞
図１（ａ）は本実施形態の磁気駆動装置１００の構成を示した斜視図であり、図１（ｂ）は（ａ）で示した磁気駆動装置１００の光軸中心ＬＣにおけるＹ−Ｚ断面図である。なお、図１（ｂ）では図面を見やすくするために（ａ）に図示された接続配線２９及び外筒４２の管状構造を図示していない。

磁気駆動装置１００の主な構成は第１駆動部１０と、第２駆動部２０、ホルダ３０と、案内軸４０と、制御部９０とで構成されている。

案内軸４０は２本で構成され、第１案内軸４０ａと第２案内軸４０ｂとを設置している。案内軸４０は固定鏡筒（不図示）などの不動なフレームにその両端を固定している。第１案内軸４０ａは基準軸として設置され、ホルダ３０が基準軸に沿って光軸中心ＬＣの方向（Ｙ軸方向）へ移動する。第２案内軸４０ｂはホルダ３０が第１案内軸４０ａを中心とした回転方向の動きを防ぐために設置されている。

図１（ａ）に示されるように、第１案内軸４０ａは第１駆動部１０と第２駆動部２０との駆動部を有している。第１案内軸４０ａは、その中心に鉄などの磁性体で形成された管状のヨーク４１が設置され、その管状のヨーク４１の空洞部（中心部）に接続配線２９が配線されている。また、図１（ｂ）に示されるように、ヨーク４１の外周部に第１コイル１２、第２コイル２２が配置され、さらに、その外周を非磁性体材料で形成された管状の外筒４２が形成されている。このため、接続配線２９が外筒４２でカバーされ、且つ第１コイル１２、第２コイル２２は不動であるため、コイルの断線、短絡といった可能性が低くまた他の部品と干渉することもない。

第２案内軸４０ｂは回転方向の動きを防ぐためのガイドであり、外筒４２で構成されている。第２案内軸４０ｂの外筒４２の材質は非磁性体材料である必要性がなく、変形しにくい軽量な材質で形成されるのが望ましい。なお、本実施形態では第１案内軸４０ａに第１駆動部１０と第２駆動部２０とを設置しているが、第２案内軸４０ｂに設置する方法でもよい。また第２軸は円筒軸であっても構わないし基準軸となる構成でも構わない。また第２軸を基準軸とし駆動手段を有する第1軸を複数備え、駆動部の推力を増やす構成にしても構わない。

第１駆動部１０は第１マグネット１１と第１コイル１２とで構成され、第２駆動部２０は第２マグネット２１と第２コイル２２とで構成され、ヨーク４１は共通に使用している。第１コイル１２、及び第２コイル２２はヨーク４１に接着され、固定されている。管状のヨーク４１に形成された中心部の空洞には接続配線２９が施され、接続配線２９はヨーク４１に開けた貫通孔（不図示）を通り、それぞれ第１コイル１２及び第２コイル２２へ接続されている。なお、第１コイル１２、及び第２コイル２２と、ヨーク４１とが短絡することを防止するためにヨーク４１の外周を樹脂で形成しても良く、無くてもよい。また、接続配線２９はヨーク４１と外筒４２との隙間に設置しても良い。

第１駆動部１０は電磁アクチュエータとして使用され、外筒４２を変形させることによりホルダ３０を自己保持状態にする。第２駆動部２０はリニアモータとして使用され、高速かつ繰り返し位置精度の高い駆動装置として用いられている。第１駆動部１０の第１マグネット１１は外筒４２に配置されており、第２駆動部２０の第２マグネット２１はホルダ３０に内蔵され、ホルダ３０側に配置されている。

ホルダ３０には２本の案内軸４０を挿入する光軸中心ＬＣに平行な２箇所のガイド孔３３が形成されている。第１案内軸４０ａのガイド孔３３には、ベアリング３１と第２マグネット２１とを収納する空間が形成されて、それぞれベアリング３１と第２マグネット２１とが設置されている。ホルダ３０と案内軸４０とはベアリング３１により光軸中心ＬＣと平行且つ円滑に移動することができる。このため、ホルダ３０は第１案内軸４０ａに内蔵された第２駆動部２０が駆動することで、光軸中心ＬＣに沿って所定の位置へ移動することができる。ホルダ３０の光軸中心ＬＣ部分には貫通孔が形成され、光学系のレンズ３２を設置している。レンズ３２は、フォーカス用可動レンズ又はズーム用可動レンズなどの光学系が設置される。また不図示ではあるが、２本の案内軸４０にレンズ３２を設置した複数のホルダ３０を駆動する構成をとっても構わない。

制御部９０は撮像装置の本体部分に設置されるか、磁気駆動装置１００の周辺に設置される。制御部９０は、ホルダ３０の位置情報に基づいて第１駆動部１０及び第２駆動部２０を制御し、ホルダ３０の移動又は自己保持状態（固定）を行うことができる。制御部９０の詳細は後述する。

次に、第１駆動部１０及び第２駆動部２０の構造について説明する。
＜第１駆動部１０の構造＞
図２は第１案内軸４０ａの外筒４２を分割しその内部構造を示した斜視図である。 図３は第１案内軸４０ａの断面図であり、図３（ａ）は外筒４２の変形前の第１案内軸４０ａを示し、図３（ｂ）は外筒４２の変形後の第１案内軸４０ａを示した図である。

第１案内軸４０ａは第１駆動部１０と第２駆動部２０とが設置されているため、最初に第１駆動部１０について説明する。
第１案内軸４０ａは上述したとおり、共通のヨーク４１と第１マグネット１１と第１コイル１２とから形成されている。ヨーク４１に２箇所の第１コイル１２が設置されその周りに外筒４２がカバーされ、外筒４２に第１マグネット１１が接合されている。

図３（ａ）に示されるように第１案内軸４０ａのヨーク４１の両端は固定鏡筒（不図示）など不動な壁面４５に固定されている。外筒４２の一端（図３では右側）は壁面４５に固定され、もう一端は固定されていない。固定されていない一端に第１マグネット１１が接着されている。

第１駆動部１０は、投入された電流により磁界が発生し、第１マグネット１１がＹ軸方向に移動することにより、例えば図の右側（＋Ｙ軸方向）に移動することで、外筒４２の両端から力が加わり、中央部が膨らみ図３（ｂ）で示される形状となる。つまり、外筒４２の中央部が膨らみ、ホルダ３０または第２マグネット２１と接触し、接触抵抗が増すことでホルダ３０を自己保持状態にすることができる。なお、図３（ｂ）では説明しやすいように、第１マグネット１１及びホルダ３０を除去し、外筒４２の変形を誇張して図示してある。

第１駆動部１０の駆動方法は電磁アクチュエータの駆動方法と同様である。第１駆動部１０は円筒状の第１マグネット１１の両端部がＳ及びＮに着磁されており、２個の第１コイル１２に電流を流すことにより磁界を発生させ、第１マグネット１１と引き合い、または反発しあうことで、第１マグネット１１をＹ軸方向に移動することができる。

本実施形態では第１駆動部１０に通電して駆動させることでホルダ３０を自己保持状態していた。逆に、通電してない状態（初期状態）において、図３（ｂ）に示された形状の外筒４２を用い、ホルダ３０の移動が必要な場合に第１駆動部１０を駆動させ、第１マグネット１１を図の左側に移動させ、ホルダ３０を移動自在の状態にさせることもできる。この場合には電源が未投入の撮像装置において、第１案内軸４０ａがホルダ３０を自己保持状態にすることが可能となり、ホルダ３０の移動による破損を防ぐことができる。また、撮像装置はホルダ３０の移動が必要な場合のみに、第１駆動部１０に電流を流すため、省電力化が可能となる。なお、本実施形態で使用する外筒４２は端部より中央部が変形しやすいように、中央付近を端部より薄く形成するとよい。

＜第２駆動部２０の構造＞
第２駆動部２０は上述したとおり、ヨーク４１と、円筒状の第２マグネット２１と、第２コイル２２と、から形成されている。また、第２マグネット２１はホルダ３０の内部に接着されている。図４は第１案内軸４０ａを中心とした第２駆動部２０のＹ−Ｚ断面を図示した図である。

円筒状の第２マグネット２１はＹ軸方向に沿ってＳ極及びＮ極に着磁し、１つのマグネットを並べた。なお、第１マグネット１１は磁石として性能の高い、ネオジウム磁石などを使用することで磁力の強度を大きくすることができる。また、第１マグネット１１は一体成形した磁石に限らず、分割したものを組み合わせた磁石でも良い。

第２コイル２２はヨーク４１を軸として円筒状に巻きまわされたＵ相、Ｖ相、及びＷ相が３相結線で形成されている。本実施形態では、例えば図４のＹ軸方向の左からＵ相、Ｖ相、及びＷ相と配置され、これを３組用意して結線してある。なお、第２コイル２２は移動距離に必要な分だけ用意すればよく、また、結線方法も３相結線だけでなく、３相結線以上または２相結線でもよい。

＜第１駆動部１０と第２駆動部２０の制御＞
図５は制御部９０の固定制御系９１と駆動制御系９２との制御系を示した図である。制御部９０は、第１駆動部１０を制御する固定制御系９１と第２駆動部２０を制御する駆動制御系９２とで構成されている。固定制御系９１は第１スイッチ制御部９３で構成され、駆動制御系９２は第２スイッチ制御部９４と、位置検出演算部９５と、３相指令変換制御部９６とで構成されている。先に第１駆動部１０を制御する固定制御系９１について説明し、第２駆動部２０を制御する駆動制御系９２については後述する。

制御部９０の固定制御系９１は制御部９０からホルダ３０の固定（自己保持）の指示があると、第１スイッチ制御部９３に伝え、スイッチＳＷ０をオンにする。スイッチＳＷ０がオンになると、固定制御系９１が制御する電流アンプ部ＡＰから第１コイル１２に電流を流し、第１マグネット１１を＋Ｙ軸方向移動させ、ホルダ３０を固定する。また、制御部９０からから固定解除の指示があると、固定制御系９１はスイッチＳＷ０をオフにして電流を遮断するか、または第１コイル１２に逆電流を流した後に電流の供給を停止することで、第１マグネット１１を−Ｙ軸方向移動させ、ホルダ３０の固定（自己保持）を解除させる。なお、電流を増幅する電流アンプ部ＡＰは過電流保護のため電流をセンスする直列抵抗Ｒが配置され、その電流アンプ部ＡＰは第１スイッチ制御部９３と接続されている。

第２駆動部２０の制御は制御部９０の駆動制御系９２を用いる。駆動制御系９２は第２スイッチ制御部９４と、位置検出演算部９５と、３相指令変換制御部９６とで構成されている。制御部９０から所定位置への移動の指示があると、位置検出演算部９５はエンコーダ５０（後述する）からの検出結果から、第２マグネット２１の位置情報を取得して、所望の位置までの距離、及び方向を演算する。スイッチ制御部９４は演算結果より、制御対象の第２コイル２２の選択論理を制御している。具体的に、第２スイッチ制御部９４は第２コイル２２との間に結線された複数のスイッチ部ＳＷ（スイッチＳＷ１からスイッチＳＷ９まで）をオンオフ制御して第２コイル２２に電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを通電することで磁界が発生する。これにより、制御部９０は第２マグネット２１に接続したホルダ３０を所望の位置へ移動することが可能となる。３相指令変換制御部９６は演算結果より駆動指令電圧が与えられると、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相に対してそれぞれの電流アンプ部ＡＰに３相指令値を与える。なお、制御部９０は所定位置に配置されたかを各検出部の値からフィードバック処理してもよい。

駆動制御系９２で使用する電流アンプ部ＡＰも過電流保護のため電流をセンスする直列抵抗Ｒが配置され、その電流アンプ部ＡＰは第２スイッチ制御部９４と接続される。

図６は第２スイッチ制御部９４によるオンオフ制御を図示している。図６の列方向には第２コイル２２に対応するスイッチＳＷ番号を表記し、行方向には駆動部１０の距離Ｌａ（単位ｍｍ）を表記している。第２スイッチ制御部９４は各第２コイル２２の３相コイルに対して、所定位置ごとにスイッチングしている。なお、表の○はコイルへ通電可能な状態を示し、×は通電不可な状態を示している。また、第２スイッチ制御部９４は電源状態が監視でき、電源停止時には各スイッチが電流アンプと遮断され全てのスイッチ同士が導通状態になる。これによりコイルショートモードとなり、第２マグネット２１と第２コイル２２との相対的な動きで発生する逆起電流により第２マグネット２１に電磁気的なダンパーを発生させ、移動を停止することができる。所定位置での第２マグネット２１の静止は第１駆動部１０を用いて固定し、第２駆動部２０の通電を遮断させている。なお、図６は図４で示されたヨーク４１に配置する第２コイル２２のコイルピッチＰｃが１０ｍｍで設計された場合を示している。

＜位置検出装置＞
第２駆動部２０は第２マグネット２１を所望の位置に配置するためにエンコーダ５０を設置して位置情報を取得する必要がある。図７（ａ）はエンコーダ５０を第２案内軸４０ｂに設置した場合を示し、図７（ｂ）はエンコーダ５０を第１案内軸４０ａに設置した場合を示した図である。

図７（ａ）に示された、第２案内軸４０ｂにエンコーダ５０を設置する場合は、第２案内軸４０ｂの一端を壁面４５と回転自在に設置し、もう一端をエンコーダ５０に設置させる。エンコーダ５０は壁面４５に接続され固定されている。第２案内軸４０ｂにはネジ山５１が形成され、第２案内軸４０ｂが貫通するホルダ３０にはネジ山５１と噛み合うネジ溝（不図示）が形成されている。これにより、エンコーダ５０はホルダ３０がＹ軸方向に移動することで、第２案内軸４０ｂを回転させることができ、回転量に応じてパルスを発生させて、計測することで正確な回転量を検出することができる。

図７（ｂ）に示された、第１案内軸４０ａにエンコーダ５０を設置する場合は、第１案内軸４０ａのヨーク４１の両端を壁面４５に固定し、外筒４２の一端に第１ギヤ５３を設置して、もう一端に第１駆動部１０の第１マグネット１１を固定する。外筒４２はヨーク４１を中心とした回転自在な構造とし、第１ギヤ５３側の外筒４２はＹ軸方向に移動不可能な構造となっている。また、第１案内軸４０ａにはネジ山５１が形成され、第１案内軸４０ａが貫通するホルダ３０にはネジ山５１と噛み合うネジ溝（不図示）が形成されている。また、第１ギヤ５３と噛み合う第２ギヤ５４が設置され、回転軸５５を接続してエンコーダ５０と接続されている。これにより、エンコーダ５０はホルダ３０のＹ軸方向への移動により、外筒４２が回転し、回転量に応じてパルスを発生させて、正確な回転量を検出することができる。

位置検出演算部９５には、エンコーダ５０の検出する回転角がネジ山５１に形成されるピッチによって異なってくるため、あらかじめそのピッチ情報を登録しておく。なお、ネジ山５１のリード角は大きく設計することで、ネジ山５１１回転あたりのホルダ３０の移動量が大きくなる。

＜第１ねじり駆動部の構造＞
図８（ａ）に示される第１ねじり駆動部１５は図３（ａ）で示した第１駆動部１０の変形例である。第１ねじり駆動部１５は第１駆動部１０の構成とほぼ同じであり、形状と動作方向が異なる。第１ねじり駆動部１５は第１マグネット１６と第１コイル１７で構成されている。第１駆動部１０は第１マグネット１１がＹ軸方向に移動していたが、第１ねじり駆動部１５は第１マグネット１６がＹ軸を中心とした回転方向に駆動している。

図８（ｂ）は第１ねじり駆動部１５の斜視図であり、構成をわかりやすくするために、外筒４２を除去して図示してある。図８（ｃ）は第１ねじり駆動部１５のＸ−Ｚ断面の構成を示した図である。

第１ねじり駆動部１５の第１マグネット１６は矩形形状で形成され、外筒４２の外周形状に合致する扇形形状で形成されている。また、第１マグネット１６は外筒４２の外周方向でＳ極及びＮ極に着磁され、外筒４２に接着されている。

第１コイル１７は扁平コイルを矩形に巻きまわされ、第１マグネット１６に対向する面でヨーク４１に接着されている。第１コイル１７への接続配線２９はヨーク４１に形成された中心部の空洞を伝い、制御部９０に接続されている。図８（ｃ）に示されるように、第１コイル１７に給電され、電流が流れることで磁界が発生し、対向する第１マグネット１６と引き合い又は反発しあうことで、第１マグネット１６がＹ軸を中心とした回転方向に移動することができる。第１ねじり駆動部１５側の外筒４２は壁面４５に固定されてないため、接着された第１マグネット１６の回転により外筒４２がねじれ、外筒４２の形状を変化させることができる。

また、通電してない状態（初期状態）において、図３（ｂ）で示されたような中央付近が膨らんだ外筒４２を用い、第１ねじり駆動部１５を駆動させて外筒４２をねじり、中央付近の膨らみを除去させ、ホルダ３０を移動自在の状態にさせることができる。外筒４２のねじり回転は第１ねじり駆動部１５を用いて駆動させていたが、モータとギヤを用いて外筒４２の端部を回転させてもよい。

＜外筒の形状＞
第１駆動部１０又は第１ねじり駆動部１５により外筒が変形しやすいように、本実施形態で用いた外筒４２はホルダ３０の移動付近において、その外被厚が薄く形成されていた。しかし、図９（ａ）に示す外筒６１、図９（ｂ）に示す外筒６２、図９（ｃ）に示す外筒６３を用いてもよい。

図９（ａ）に示す外筒６１は円筒状であり、その外周に螺旋状のスリット６５が形成されている。スリット６５は外筒６１を貫通させるか、溝として形成しても良い。外筒６１はＹ軸に対して回転方向の力が加わると、外筒６１の外周径が変化し、ホルダ３０の固定（自己保持）、または固定解除をすることができる

図９（ｂ）に示す外筒６２は円筒状であり、その外周に直線状のスリット６６が形成されている。スリット６５は外筒６２を貫通させるか、溝として形成しても良い。外筒６１はＹ軸に対して回転方向及び、Ｙ軸方向の力が加わると、外筒６２の外周径が変化し、ホルダ３０の固定（自己保持）又は固定解除をすることができる

図９（ｃ）に示す外筒６３は四角柱形状であり、その外周面の一面に２本の溝６７を形成されている。溝６７は外筒６３を貫通させても良い。例えば、図９（ｃ）では第１駆動部１０を外筒６３の一端（図面左側）に設置させている。ヨーク４１は、例えば四角柱形状で形成され、それにコイルを巻きまわすことにより矩形の第１コイル１２を形成し、矩形の第１マグネット１１は２本の溝６７の間に設置する。第１駆動部１０を駆動させると、第１マグネット１１はＹ軸方向に移動し、２本の溝６７に挟まれた外筒６３が変形する。このように磁気駆動装置１００は円柱形状で形成しなくてもよい。なお、２本の溝６７に挟まれた外筒６３に強磁性体材料のマグネット接合部６８を形成することで、通常は外筒６３が第２マグネット２１と接触してホルダ３０（図１参照）を固定（自己保持）し、変形した際にマグネット接合部６８が第２マグネット２１から離れて、ホルダ３０が移動可能にすることもできる。

以上の構成により磁気駆動装置１００はホルダ固定部、及び位置検出装置を同一構成に組み込むことができるため、小型化と軽量化を実現できる。また、接続配線２９が案内軸内に配置されることで可動部との接触もなく、固定して引き回すことができるため、長時間の使用においても安定して磁気駆動装置１００を稼動させることができる。

《第２実施形態》
第１実施形態ではフォーカス用可動レンズ、またはズーム用可動レンズなどの光学系を光軸方向（Ｙ軸方向）に移動させていた。本実施形態の磁気駆動装置２００は光軸方向（Ｙ軸方向）と交差する方向（Ｘ軸方向及びＺ軸方向）に移動させ、例えば手振れ防止機構として使用している。図１０は磁気駆動装置２００の構成を示した斜視図である。本実施形態においてはホルダ２３０に光学系補正用の手振れ補正レンズ２３２を設置したレンズシフト方式の手振れ防止機構を示しているが、ホルダ２３０に撮像素子であるセンサを設置することで、センサシフト方式の手振れ防止機構を形成することができる。以下は代表してホルダ２３０に光学系のレンズを設置した磁気駆動装置２００について説明する。

磁気駆動装置２００の主な構成は、第１実施形態で示した磁気駆動装置１００をＸ軸方向とＺ軸方向とに１台ずつ設置した構成である。なお、位置検出装置においては非接触方式の位置検出装置を使用している。非接触方式の位置検出装置を使用する理由は、手振れ防止機構においては高速にホルダ２３０が移動する必要があるため、高速に位置及び距離を計測する必要があり、且つ高い繰り返し精度が必要とされるため、接点のない非接触方式の位置検出装置を使用している。なお、本実施形態で使用する同一な部品及び機構については同一符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。

磁気駆動装置２００は、Ｘ軸方向のＸ軸磁気駆動装置２５０とＺ軸方向のＺ軸磁気駆動装置２６０とホルダ２３０と制御部９０とで構成されている。Ｘ軸磁気駆動装置２５０はＺ軸と平行に設置した固定フレーム２１０に、Ｘ軸に平行な２本のＸ案内軸２１１を設置し、Ｘ案内軸２１１を軸としてＸ軸方向に移動可能な移動フレーム２１２が設置してある。Ｚ軸磁気駆動装置２６０は移動フレーム２１２に、Ｚ軸に平行な２本のＺ案内軸２１３を設置し、Ｚ案内軸２１３を軸としてＺ軸方向に移動可能なホルダ２３０が設置してある。ホルダ２３０の中心は貫通孔が形成されており、その内部に手振れ補正レンズ２３２が設置されている。また、固定フレーム２１０にはＸ軸方向の位置を検出するＸ軸位置検出器２４０が設置され、移動フレーム２１２にはＺ軸方向の位置を検出するＺ軸位置検出器２４１が設置される。Ｘ軸位置検出器２４０及びＺ軸位置検出器２４１は、例えばレーザなどの光学式検出器を用い、可動体と非接触で位置を検出することができる。

Ｘ軸位置検出器２４０は固定フレーム２１０に接合されて形成し、Ｚ軸位置検出器２４１は移動フレーム２１２に接合されて形成されている。また、Ｘ軸位置検出器２４０は移動フレーム２１２上の対向する面にＸ軸エンコーダスケール２４５を配置し、Ｚ軸位置検出器２４１はホルダ２３０上の対向する面にＺ軸エンコーダスケール２４６を配置している。Ｘ軸位置検出器２４０及びＺ軸位置検出器２４１は各エンコーダスケールに反射した位置を検出することで、正確な位置を計測することができる。

Ｘ軸磁気駆動装置２５０には、図１で示された第１駆動部１０と第２駆動部２０とが設置され、一方のＸ案内軸２１１の内部には、ヨーク４１と第１コイル１２と第２コイル２２とが内蔵され、Ｘ案内軸２１１の外筒に第１マグネット１１が接続されている。また、移動フレーム２１２に、第２マグネット２１が内蔵され、移動フレーム２１２がＸ軸方向に移動することができる。

同様に、Ｚ軸磁気駆動装置２６０にも図１で示された第１駆動部１０と、第２駆動部２０とが設置され、一方のＺ案内軸２１３の内部には、ヨーク４１と第１コイル１２と第２コイル２２とが内蔵され、Ｚ案内軸２１３の外筒に第１マグネット１１が接続されている。また、ホルダ２３０に、第２マグネット２１が内蔵され、ホルダ２３０がＺ軸方向に移動することができる。つまり、Ｘ軸磁気駆動装置２５０とＺ軸磁気駆動装置２６０とにより、ホルダ２３０はＺ−Ｘ平面を制御されて、任意の位置に高速で移動可能となる。

制御部９０は、左右方向及び上下方向の振動を検知する角速度センサ（不図示）からの情報に基づいて、Ｘ軸磁気駆動装置２５０とＺ軸磁気駆動装置２６０とを制御し、ホルダ２３０を光軸方向に対して上下左右の振動方向を除去する方向へ、所定量を移動させることにより、光学系のブレを除去している。

以上に示したように、磁気駆動装置は可動子の固定（自己保持）と駆動部とを同一な案内軸に形成することができるため、磁気駆動装置の外形を小型化することができ、接続配線に干渉しないように設計することができるため、撮像装置の小型化と、長時間の使用に耐えうる撮像装置を提供することが可能である。

（ａ）は、磁気駆動装置１００の構成を示した斜視図である。 （ｂ）は、（ａ）で示した磁気駆動装置１００の光軸中心ＬＣにおけるＹ−Ｚ断面図である 第1案内軸４０ａの外筒４２を分割しその内部構造を示した斜視図である。 （ａ）は、外筒４２の変形前の第1案内軸４０ａを示した断面構成図である。 （ｂ）は、外筒４２の変形後の第1案内軸４０ａを示した断面構成図である。 第1案内軸４０ａを中心とした第２駆動部２０のＹ−Ｚ断面を図示した図である。 制御部９０の固定制御系９１と、駆動制御系９２との制御系を示した図である。 第２スイッチ制御部９４によるオンオフ制御を図示している （ａ）は、エンコーダ５０を第２案内軸４０ｂに設置した場合を示し多図である。 （ｂ）は、エンコーダ５０を第１案内軸４０ａに設置した場合を示した図である。 （ａ）は、第1駆動部１０の変形例である第1ねじり駆動部１５を示した図である。 （ｂ）は、第1ねじり駆動部１５の斜視図である。 （ｃ）は、第1ねじり駆動部１５のＸ−Ｚ断面の構成を示した図である。 （ａ）は外筒６１を示した図であり、（ｂ）は外筒６２を示した図であり、（ｃ）は外筒６３を示した図である。 磁気駆動装置２００の構成を示した斜視図である。

符号の説明

１０ … 第1駆動部、１５ … 第1ねじり駆動部
１１、１６ … 第１マグネット
１２、１７ … 第１コイル
２０ … 第２駆動マグネット
２１ … 第２マグネット
２２ … 第２ コイル
２９ … 接続配線
３０ … ホルダ
３１ … ベアリング
３２ … レンズ
３３ … ガイド孔
４０ … 案内軸（４０ａ … 第１案内軸、４０ｂ … 第２案内軸）
４１ … ヨーク
４２、６１，６２，６３ … 外筒
４５ … 壁面
５０ … エンコーダ
５１ … ネジ山
５３ … 第１ギヤ
５４ … 第２ ギヤ
５５ … 回転軸
６５ … 螺旋状スリット、６６ … 直線状スリット、６７ … 溝
６８ … マグネット接合部
９０ … 制御部（９１ … 固定制御系、９２ … 駆動制御系）
９３ … 第１スイッチ制御部
９４ … 第２スイッチ制御部
９５ … 位置検出演算部
９６ … ３相指令変換制御部
１００、２００ … 磁気駆動装置
２１０ … 固定フレーム
２１１ … Ｘ案内軸
２１２ … 移動フレーム
２１３ … Ｚ案内軸
２３０ … ホルダ
２３２ … 補正レンズ
２４０ … Ｘ軸位置検出器
２４１ … Ｚ軸位置検出器
２４５ … Ｘ軸エンコーダスケール
２４６ … Ｚ軸エンコーダスケール
２５０ … Ｘ軸磁気駆動装置
２６０ … Ｚ軸磁気駆動装置
ＡＰ … 電流アンプ部
ＬＣ … 光軸中心
Ｒ … 直列抵抗
ＳＷ … スイッチ

Claims (7)

1. 被駆動体と、
   非磁性体材料からなる筒状体と、
   前記被駆動体に取付けられ、前記筒状体の外側に有する移動可能な移動マグネットと、該移動マグネットに電磁力を与えるために前記筒状体の内側に前記筒状体の軸方向に並べて配置された複数の電磁石用コイルと、
   磁性体材料からなり前記筒状体の中心領域に配置されたセンターヨークと、
   前記筒状体を変形させる手段と、
   を備えることを特徴とする駆動装置。
2. 前記筒状体を変形させる手段は、前記センターヨーク軸上に配置された変形用コイルと筒状体に装着された変形用マグネットとにより構成されていることを特徴とする請求項第１記載の駆動装置。
3. 前記筒状体の回転角を検出する検出手段を有し、
   前記検出手段が検出した回転角は前記移動マグネットの位置情報に対応していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記筒状体を変形させる手段は、前記筒状体の外側表面と前記移動マグネットの内側表面との接触抵抗を高めることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の駆動装置。
5. 前記筒状体の変形可能な部位に強磁性体を装着し、前記移動マグネットは強磁性体に接触可能な状態であり、前記移動マグネットが固定される際には前記移動マグネットと前記強磁性体とが接触し、前記移動マグネットが移動する際には前記筒状体を変形させる手段は前記強磁性体を移動マグネットから離すことを特徴とした請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の駆動装置。
6. 可動レンズを鏡筒の軸心に沿って駆動するレンズ鏡筒であって、
   前記被駆動体は前記鏡筒内に配設された可動レンズを有し、
   請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の駆動装置を内部に有することを特徴とするレンズ鏡筒。
7. 前記筒状体を変形させる手段が前記筒状体を変形させた際に、前記可動レンズが移動可能になり、前記筒状体を変形させる手段が前記筒状体を変形させないときは前記可動レンズを自己保持状態にすることを特徴とする請求項６に記載のレンズ鏡筒。