JP2017003932A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機器における電源オフ時に、移動要素を所定の方向についてのみ移動可能とすることで、光学機器の使い勝手を改善することを可能にした駆動装置を提供する。
【解決手段】移動要素を駆動する駆動源としてボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１を備える駆動装置であって、ＶＣＭ１はモータ可動部１５を構成する駆動コイル１６を備える。さらに、ＶＣＭ１の駆動時に駆動コイル１６に対する通電を制御する駆動制御部４と、ＶＣＭ１への通電停止時に駆動コイル１６を短絡するコイル切替手段６（６１，Ｓ１，Ｓ２）と、駆動コイル１６が短絡されたときに駆動コイル１６を通流する電流の方向を制限する電流方向制御手段Ｄを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明はデジタルカメラ等の光学機器に設けられ、光学要素を駆動するための駆動装置、好ましくはレンズ鏡筒内のレンズを駆動するための駆動装置として適用することが可能な駆動装置に関するものである。

デジタルカメラ等の光学機器のレンズ鏡筒では、ズーミングやフォーカシングを行うために、レンズ鏡筒内において移動要素としてのレンズを光軸方向に移動するための駆動装置が設けられる。この種の駆動装置の駆動源として、直流モータや超音波モータが用いられているが、近年では、軽量・小型に構成できるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が用いられている。このＶＣＭは、磁界内においたコイルに通電する電流を制御することにより発生するローレンツ力（フレミングの左手の法則によりコイルに発生する駆動力）を利用したものである。

しかし、このＶＣＭを用いた駆動装置では、コイルへの通電を停止したときには、ローレンツ力が無くなってコイルの移動を規制することができなくなり、コイルに支持されているレンズを所定の位置に固定状態に保持することができなくなる。そのため、通電の停止時には、レンズ鏡筒に加えられる振動や衝撃等の外力によって、レンズがレンズ鏡筒内で節度なく移動されてしまい、この移動に伴って発生する衝撃や磨耗等によってレンズ鏡筒の信頼性や耐久性の低下が問題になる。また、レンズの繰り出し／繰り込み構造を採用しているレンズ鏡筒では、携帯時に外力や重力によってレンズが繰り出し方向に移動されてレンズ鏡筒長が伸長状態となり、携帯に好ましくない状態となる。

このような電源オフ時におけるレンズの移動を防止するために、機械的なロック機構を設けることが考えられるが、構造が複雑で光学機器の小型化に不利になる。そこで、ＶＣＭのコイルに生じる回生力（コイルの自己誘導作用により生じる移動方向と反対方向の駆動力）を利用してレンズの移動を制動することが考えられている。例えば、特許文献１は、ステッピングモータを用いてエレベータを上下に移動するようにしたチェンジャ機構において、モータへの通電が遮断されたときにモータコイルを短絡し、当該モータコイルに生じる回生力を利用してエレベータを制動する技術である。また、特許文献２は、ＶＣＭを駆動源とするディスクドライブ装置において、リトラクト時にボイスコイルを短絡し、そのときに生じる回生力を利用してヘッドの退避位置方向の制動を行うようにした技術である。特許文献１，２の回生力の技術をレンズ鏡筒におけるＶＣＭに適用することで、レンズの移動が抑制でき、少なくとも移動に伴う磨耗が要因となる耐久性の低下を防止する上では有効である。

特開平１１−１４９６９５号公報 特開２００８−２９３５５７号公報

本発明者において、このような回生力の技術をレンズ鏡筒に用いられているＶＣＭに適用したところ、レンズ鏡筒内のレンズを電源オフ時の位置において移動を規制することが可能であることは確認されたが、その一方で移動を確実に規制することが難しいことも確認された。そのために、前記したように外力によってレンズ鏡筒のレンズが繰り出し方向に移動されることを防止することは困難であり、レンズ鏡筒の伸長による携帯性の問題を解消することは難しい。

また、レンズが繰り出された状態のときに電源がオフされると、レンズは繰り出された位置において移動が規制されることになり、レンズ鏡筒が伸長した状態のままとなる。このとき、レンズ鏡筒を短縮すべく、手操作によってレンズを繰り込み方向に移動させようとしても、その際のレンズの移動に伴う回生力が生じるため、回生力よりも大きな操作力が必要になり、レンズ鏡筒を軽快かつ迅速に操作することが困難になる。

本発明の目的は、機器における電源オフ時に、移動要素を所定の方向についてのみ移動可能とすることで、当該機器の使い勝手を改善することを可能にする駆動装置を提供するものである。

本発明は、移動要素を駆動する駆動源としてＶＣＭを備える駆動装置であって、ＶＣＭはモータ可動部を構成する駆動コイルを備えており、駆動コイルに対する通電を制御する駆動制御部と、駆動コイルを短絡するコイル切替手段と、駆動コイルを通流する電流の方向を制限する電流方向制御手段を備えることを特徴としている。ここで、駆動制御部はボイスコイルモータの駆動時に駆動コイルに対する通電を制御し、コイル切替手段はボイスコイルモータへの通電停止時に駆動コイルを短絡し、電流方向制御手段は駆動コイルが短絡されたときに当該駆動コイルを通流する電流の方向を制限する構成とすることが好ましい。

本発明の好ましい形態として、移動要素は往復の両方向に移動が可能な要素であり、電流方向制御手段は、移動要素が所定の一方向に移動されるときに駆動コイルにおいて起電力により発生する電流が流れるように構成される。例えば、移動要素は機器に対して伸長（繰り出し）と短縮（繰り込み）の両方向に移動が可能な移動要素であり、電流方向制御手段は、移動要素が伸長方向に移動されるときに駆動コイルにおいて起電力により発生する電流が流れるように構成される。具体的な形態として、撮像装置のレンズ鏡筒に設けられた移動要素としてのレンズ可動筒をボイスコイルモータにより光軸方向に移動させるレンズ駆動装置として構成される。

本発明において、ＶＣＭは、モータ可動部が直線移動するリニア型のＶＣＭとして構成される。また、本発明において、電流方向制限手段は、例えば、ダイオードで構成される。本発明において、コイル切替手段は、ＶＣＭの駆動時に駆動コイルを駆動制御部に接続し、ＶＣＭへの通電停止時に駆動コイルの両端を短絡して電流方向制御手段を含む閉ループを構成する。例えば、コイル切替手段は、駆動コイルの両端間に介装され、ＶＣＭへの通電停止時に駆動コイルの両端を短絡する第１スイッチを備え、電流方向制御手段は第１スイッチと直列に接続される構成である。

本発明によれば、ＶＣＭへの通電が停止されて移動要素が往復方向に節度なく移動される状態とされたときに、移動要素が一方向に移動することは可能とされても、反対方向に移動する際には駆動コイルに生じる回生力によって当該移動が規制される。これにより、移動要素が繰り返し往復移動されようとしたときには、移動要素は一方向に向けてのみ移動され、移動要素を当該一方向に移動した位置に規制することが可能になる。

本発明をカメラのレンズ鏡筒に適用した実施形態１の概略断面図であり、（ａ）はレンズ可動筒が伸長したとき、（ｂ）はレンズ可動筒が短縮した状態を示す図。 図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図１の一部の拡大図、レンズ可動筒を側方から見た概略図。 レンズ駆動装置の一部を分解した概略斜視図。 レンズ駆動装置のブロック回路図。 実施形態１の動作を説明するための図４の主要部の回路図。 実施形態２の構成と動作を説明するための主要部の回路図。 実施形態３のレンズ駆動装置を光軸方向から見た正面図とそのＢ１−Ｂ１線断面図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明をスチルカメラやムービーカメラ（ビデオカメラ）のレンズ鏡筒に適用した実施形態１の光軸方向の断面図であり、本発明における駆動装置の一例として、レンズ鏡筒ＬＬに内装されて被写体のフォーカシング（ピント合わせ）を行うレンズ装置に適用している。前記レンズ鏡筒ＬＬには、本発明の移動要素に相当する光軸方向に移動可能なレンズ可動筒２と、これを駆動するレンズ駆動装置１が内装されており、このレンズ可動筒２内に第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３が内蔵されている。なお、第１レンズ群ないし第３レンズ群のそれぞれの光学的な具体的構成については、本発明との関連が少ないので詳細な説明は省略する。

前記レンズ可動筒２は前記レンズ鏡筒ＬＬ内において光軸方向に移動可能とされており、このレンズ可動筒２がレンズ駆動装置１によって光軸方向に移動されることで、全群繰り出し方式のフォーカシングが行なわれる。フォーカシングが行なわれることにより、前記第１ないし第３のレンズ群Ｌ１〜Ｌ３で結像される被写体像は、当該レンズ鏡筒ＬＬが装着されるカメラボディＣＢに内装されている撮像素子ＩＳに対して焦点合わせされる。図１（ａ）のように、レンズ可動筒２が左方向に移動されたときにレンズの繰り出しが行われ、このときにはレンズ鏡筒ＬＬは伸長状態となる。反対に、図１（ｂ）のように、レンズ可動筒２が右方向に移動されたときにレンズの繰り込みが行われ、このときにはレンズ鏡筒ＬＬは短縮状態となる。

図２（ａ）は図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図２（ｂ）は図１に示した駆動装置１の拡大図である。また、図２（ｃ）は前記レンズ可動筒２を側方から見た概略図である。前記レンズ可動筒２は、周面の径方向の左右位置に設けたガイド片２１において、それぞれ光軸方向に延長された一対のガイドロッド３が遊挿されている。これらのガイドロッド３は、両端がレンズ鏡筒ＬＬの鏡筒固定部３１に固定的に支持されており、前記レンズ可動筒２はこれらガイドロッド３に沿って光軸方向に移動可能とされている。また、ここでは前記レンズ可動筒２が短縮方向（図２（ｃ）の右方向）に移動されたときに、レンズ可動筒２がレンズ鏡筒ＬＬの鏡筒固定部の一部に衝突してダメージを受けることを緩和するために、前記ガイドロッド３の短縮側の端部に緩衝部材３２が配設されている。

図３は前記レンズ可動筒２と前記レンズ駆動装置１の要部を分解した概略斜視図である。図２（ａ），（ｂ）と図３を参照して、前記レンズ駆動装置１は、前記レンズ可動筒２の上側領域において、当該レンズ可動筒２の光軸方向の移動領域にわたって配設されたリニア（直線）型ＶＣＭを主体に構成されている。このＶＣＭ１は、光軸方向に沿って延長配置された長板状をしたマグネット１１と、このマグネット１１を支持している透磁性材料からなるヨーク１２とを備えており、これらマグネット１１とヨーク１２でＶＣＭのモータ固定部（ステータ）１０が構成されている。

前記ヨーク１２は光軸方向に延長配置された横Ｕ字ヨーク１３と、この横Ｕ字ヨーク１３の開放端を連結するＩ型ヨーク１４とで無端状に形成されており、この横Ｕ字ヨーク１３の対をなす外径側の側片部１３ｏと内径側の側片部１３ｉがレンズ鏡筒ＬＬの径方向を向いて対向するように固定支持されている。また、この横Ｕ字ヨーク１３および前記マグネット１１は、前記レンズ可動筒２の光軸方向の移動距離に対応した長さに設計されている。

前記マグネット１１はＳ極とＮ極の一方の磁極が内径方向に向けられており、外径方向に向けられた他方の磁極が前記横Ｕ字ヨーク１３の外径側の側片部１３ｏの内面に固着されている。これにより、マグネット１１とヨーク１２とで、ヨーク１２の光軸方向の長さ領域にわたって径方向に向けられた磁力線を有する磁界Ｈが形成されている。

前記ＶＣＭ１のモータ可動部（ロータ）１５は角筒型をした空芯コイルからなる駆動コイル１６で構成されており、その巻数は前記レンズ可動筒２を電流制御して駆動するのに好適な自己インダクタンスになるように設計されている。この駆動コイル１６は前記レンズ可動筒２の径方向の一部に一体的に支持されるとともに、その空芯部が前記横Ｕ字ヨーク１３の内径側の側片部１３ｉを囲むように配設されている。この駆動コイル１６は、前記マグネット１１とヨーク１２との間隙内で光軸方向に移動されたときに、これらとの間に摩擦抵抗が生じないように、互いに接触しないように配設されることが好ましい。また、この駆動コイル１６には、可撓性のある帯状をした薄いフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）１８が接続されており、駆動コイル１６はこのＦＰＣ１８を介して後述するレンズ駆動制御部４に電気接続されている。このＦＰＣ１８は駆動コイルの光軸方向の移動に追従して板厚方向に弾性変形されるので、当該駆動コイル１６の光軸方向の移動にかかわらず電気接続状態が保持される。

図４は前記レンズ駆動装置１のブロック回路図であり、前記駆動コイル１６は両端がレンズ駆動制御部４に電気接続されている。ＶＣＭ１を駆動する際には、当該レンズ駆動制御部４からの駆動電流が駆動コイル１６に通電されるようになっている。前記レンズ駆動制御部４は、カメラ制御部５から出力されるフォーカシング信号に基づいて駆動コイル１６に対して制御用の電流を通電し、ＶＣＭ１を駆動してレンズ可動筒２を光軸方向に移動し、フォーカシング制御を実行する。このカメラ制御部５については、詳細な説明は省略するが、カメラボディＣＢに設けられているレリーズボタン（図示せず）が半押しされたときに測距センサ（ＡＦセンサ）ＳＳにより測距を行い、得られた測距信号に基づいてフォーカシング信号を生成する。また、カメラのメインスイッチＳＷが操作されて電源（バッテリ）ＢＡＴがオン／オフされたときに、電源オン／オフ信号を前記レンズ駆動制御部４に出力する。

前記駆動コイル１６はコイル切替手段６によって、その接続状態が切り替えられるように構成されている。このコイル切替手段６は、回路をオン（閉）／オフ（開）する第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２と、電流方向を一方向に規制する電流方向制限部Ｄと、前記第１および第２のスイッチＳ１，Ｓ２をオン／オフ制御するコイル切替部６１で構成されている。この実施形態１では、前記駆動コイル１６の一端と他端との間に電流方向制限部Ｄと第１スイッチＳ１が直列接続されており、前記駆動コイル１６の他端と前記レンズ駆動制御部４との間に第２スイッチＳ２が接続されている。

前記コイル切替部６１は、前記レンズ駆動制御部４での制御状態に応じて前記第１スイッチＳ１と前記第２スイッチＳ２をシーケンス的に切替制御する。すなわち、前記レンズ駆動制御部４がＶＣＭ１を駆動してフォーカシング制御を行っているときには、コイル切替部６１は第１スイッチＳ１をオフし、第２スイッチＳ２をオンとする。また、フォーカシングが行われないとき、ここでは電源ＢＡＴがオフされたときには、コイル切替部６１は第１スイッチＳ１をオンし、第２スイッチＳ２をオフとする。

前記第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２はリレースイッチで構成されており、前記コイル切替部６１によって各スイッチのリレーコイルＲＥＬへの通電が制御されることにより、スイッチ接点ＳＣのオン／オフが切り替えられる。なお、駆動コイル１６に通電する電流が小電流の場合には、各スイッチＳ１，Ｓ２はトランジスタやＭＯＳ等による電子スイッチで構成してもよい。

前記電流方向制限部Ｄはダイオードで構成されており、前記第１スイッチＳ１がオンしたときに、当該第１スイッチＳ１と駆動コイル１６を含む閉ループを流れる電流の方向を規制する。ここでは、駆動コイル１６が図１（ａ）のように左方向、すなわちレンズ可動筒２が伸長する方向に移動されたときに、当該駆動コイル１６の自己誘導作用によって発生する電流が通流可能に構成されている。したがって、駆動コイル１６が反対の右方向、すなわち図１（ｂ）のように、レンズ可動筒２が短縮する方向に移動されたときに、当該駆動コイル１６に発生する電流の通流は阻止されることになる。

以上の構成の実施形態１のレンズ駆動装置の動作を説明する。カメラのメインスイッチＳＷにより電源ＢＡＴがオンされると、レンズ駆動制御部４は入力された電源オン信号に基づいてコイル切替部６１を制御し、コイル切替部６１は第１スイッチＳ１をオフし、第２スイッチＳ２をオンとする。これにより、図５（ａ）のように、駆動コイル１６はレンズ駆動制御部４に接続される。そして、カメラのレリーズボタンが半押しされると、ＡＦセンサＳＳでの測距が行われ、カメラ制御部５は得られた測距信号に基づいてフォーカシングすべきレンズ可動筒２の適正な光軸位置、すなわち合焦位置を演算してフォーカシング信号を生成し、レンズ駆動制御部４に出力する。レンズ駆動制御部４は入力されたフォーカシング信号に基づいて、駆動コイル１６に通流する電流を制御する。これにより、ＶＣＭ１が駆動されることになり、駆動コイル１６は通電された電流に応じてマグネット１１およびヨーク１２に対する光軸方向位置が制御され、当該駆動コイル１６と一体のレンズ可動筒２の光軸位置が制御され、フォーカシングが実行される。

一方、メインスイッチＳＷにより電源ＢＡＴがオフされると、レンズ駆動制御部４は入力された電源オフ信号に基づいてコイル切替部６１を制御し、コイル切替部６１は第１スイッチＳ１をオンし、第２スイッチＳ２をオフとする。これにより、図５（ｂ）のように駆動コイル１６の両端が短絡され、閉ループ状態となる。また、駆動コイル１６にはレンズ駆動制御部４からの電流の通電が停止されるため、ＶＣＭ１としての動作は停止される。これにより、駆動コイル１６はマグネット１１およびヨーク１２からなるモータ固定部１０に対して自由に移動される状態となり、結果として駆動コイル１６と一体のレンズ可動筒２はレンズ鏡筒ＬＬ内において節度なく光軸方向に移動される状態となる。

そのため、電源オフの状態において、レンズ鏡筒ＬＬに振動や衝撃等の外力が加えられると、これを受けてレンズ可動筒２は光軸方向、すなわち光軸方向に沿った往復の方向に移動される。特に、レンズ可動筒２が図１（ａ）のように伸長方向に移動されたときには、レンズ鏡筒ＬＬの全長寸法が長くなり、携帯性が悪くなるとともに、レンズ可動筒２が露出状態となって外力等によってダメージを受け易くなる。しかし、この実施形態１では、レンズ可動筒２が移動されることにより、駆動コイル１６には起電力（ローレンツ力：フレミングの左手の法則により発生する電流を打ち消す方向の電流による電磁力）が発生し、この起電力に対する自己誘導作用による力、すなわち回生力が発生する。この回生力は駆動コイル１６の移動方向に対する制動力として作用するので、外力によるレンズ可動筒２の移動が規制されることになる。

レンズ可動筒２が伸長方向に移動されたときには、駆動コイル１６には図５（ｂ）の破線の方向に電流が生じるので、電流方向制限部Ｄおよび第１スイッチＳ１を通して起電力による電流が流れ、前記した回生力が発生する。これにより、レンズ可動筒２が伸長方向に移動することが抑制され、レンズ鏡筒ＬＬが伸長状態になることが抑制される。一方、レンズ可動筒２が短縮方向に移動されたときには、駆動コイル１６には図５（ｂ）の破線と反対方向に電流が生じるので、電流方向制限部Ｄによって起電力による電流の流れが阻止され、回生力は発生しない。したがって、レンズ可動筒２は短縮方向には自由に移動されることになる。なお、第２スイッチＳ２がオフであるので、発生された電流がレンズ駆動制御部４に流れ込むことは防止される。

このように、レンズ可動筒２の移動方向の違いに対応して回生力が選択的に発生されるので、電源オフ時にレンズ鏡筒ＬＬに振動等の外力が加えられてレンズ可動筒２が伸長方向と短縮方向に繰り返し移動される状況となったときには、レンズ可動筒２は伸長方向には駆動コイル１６に発生する回生力によりその移動が規制され、短縮方向には移動が規制されることなく外力に応じて移動される。そのため、この状況が繰り返されると、レンズ可動筒２はステップ的に徐々に短縮方向に移動され、結果として短縮位置にまで移動される。レンズ可動筒２が最も短縮位置にまで移動されたときには、図２（ｃ）に示した緩衝部材３２に当接されるので、鏡筒固定部との衝突によるダメージは防止される。これにより、レンズ鏡筒ＬＬは伸長状態になることはなく、自動的に短縮状態とされて携帯性に優れたレンズ鏡筒となる。

図６は本発明における駆動装置を変形した実施形態２の回路構成図である。この実施形態２では、駆動コイル１６と一体的にレンズ可動筒２に補助コイル１７を設けている。この補助コイル１７の巻数は適宜であるが、巻方向は駆動コイル１６と同一方向に向けられている。そして、図６（ａ）に示すように、前記補助コイル１７は前記駆動コイル１６に対して直列に接続されるとともに、電流方向制御部Ｄと、新たに設けた第３スイッチＳ３を介して駆動コイル１６に接続されるようになっている。第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２は実施形態１と同じである。

前記第３スイッチＳ３はコイル制御部６１により切り替えられる２接点リレーコイルで構成されており、レンズ駆動制御部４を、電流方向制御部Ｄまたは駆動コイル１６のいずれかに切り替えるようになっている。すなわち、第３スイッチＳ３は、レンズ駆動時にはレンズ駆動制御部４を駆動コイル１６に接続し、電源オフ時にはレンズ駆動制御部４を電流方向制御部Ｄに接続する。これにより、駆動コイル１６と補助コイル１７は、電流方向制御部Ｄと第１スイッチＳ１を介して閉ループが構成されることになる。

この実施形態２では、レンズ制御時には、図６（ａ）のように、コイル切替部６１は第１スイッチＳ１をオフし、第２イッチＳ２をオンし、第３スイッチＳ３を駆動コイル１６に接続するように切り替える。補助コイル１７は開ループ状態である。これにより、駆動コイル１６がレンズ駆動制御部４に接続されて制御電流が通電され、実施形態１のレンズ制御時と同様にＶＣＭ１によるレンズ制御が実現できる。

一方、電源のオフ時には、コイル切替部６１は図６（ｂ）のように、第１スイッチＳ１をオンし、第２スイッチＳ２をオフし、第３スイッチＳ３を電流方向制御部Ｄに接続するように切り替える。これにより、駆動コイル１６と補助コイル１７は直列に接続されるとともに、電流方向制御部Ｄを含んだ閉ループが構成される。したがって、レンズ可動筒２が光軸方向に移動されたときには、駆動コイル１６において回生力が発生するとともに、補助コイル１７においても回生力が発生する。見方を変えれば、駆動コイル１６と補助コイ１７ルの合成インダクタンスに基づく回生力が発生し、駆動コイル単体の場合よりも大きな移動の規制力が得られることになる。

したがって、レンズ可動筒２が伸長方向に移動されるときに両コイル１６，１７に発生する合計の回生力は大きなものになり、レンズ鏡筒ＬＬが伸長することをより効果的に防止することができる。レンズ可動筒２が短縮方向に移動するときの移動は自由であることは実施形態１と同じである。これにより、電源オフ時にレンズ鏡筒ＬＬは伸長状態になることはなく、自動的に短縮状態とされて携帯性に優れたレンズ鏡筒となる。

図７は実施形態３のレンズ駆動装置を光軸方向から見た正面図と、そのＢ１−Ｂ１線の断面図である。図７において、図２と等価な部分には同一符号を付しており、詳細な説明は省略する。この実施形態は、ＶＣＭ１のモータ固定部１０を構成するマグネット１１とヨーク１２がレンズ可動筒２の外径側の円周方向の４箇所にそれぞれ配設されている。また、モータ可動部１５としての駆動コイル１６はレンズ可動筒２の外周面に沿って巻線された多角形状のコイルとして構成されている。

前記４つのモータ固定部１０は光軸を中心にした点対称の構成であり、各モータ固定部１０のマグネット１１はそれぞれＳ又はＮの一方の磁極が内径方向に向けられている。また、前記４つのヨーク１２は各マグネット１１による磁界が径方向に形成されるように構成されている。前記駆動コイル１６は、図４に示したように、レンズ駆動制御部４、コイル切替部６１、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２に接続されていることは実施形態１と同じである。

この実施形態３によれば、ＶＣＭ１を駆動したときには駆動コイル１６の周方向の４箇所、すなわちマグネット１１とヨーク１２からなるモータ固定部１０が配設された箇所においてそれぞれ駆動力が発生するので、これらの駆動力を加算した大きな駆動力を得ることができる。したがって、大型あるいは重量の大きなレンズ系を内装したレンズ可動筒２を駆動するレンズ駆動装置に適用することが可能である。また、電源オフ時に駆動コイル１６に発生する回生力も周方向の４箇所において発生するので、これらの回生力を加算した大きな回生力を得ることも可能である。さらに、これらの駆動力と回生力は光軸回りの４箇所において均等に発生するので、レンズ可動筒２の筒軸が光軸に対して偏心し、あるいは傾くことを防止する上でも有効である。

以上の実施形態では、本発明の駆動装置をレンズ鏡筒に設けたオートフォーカス装置を駆動するためのレンズ駆動装置に適用しているが、例えば、ズーミングを行う際にレンズ系を内蔵した可動筒が繰り出し／繰り込む構造のレンズ鏡筒のズーミング装置のレンズ駆動装置として適用することも可能である。また、レンズ駆動装置に限らず、光学要素を内蔵し、光軸方向に移動することにより機器の長さ寸法が変化される光学機器であって、当該光学要素を駆動するための駆動源にＶＣＭを適用した光学機器の駆動装置として構成することが可能である。

また、以上の実施形態では、本発明にかかるＶＣＭは直線移動するリニア型ＣＶＭとして構成しているが、ＶＣＭをロータリ（回転）型ＶＣＭで構成し、ＶＣＭの回転力を利用して可動部材を光軸方向に移動させて伸長状態と短縮状態を制御する構成の光学機器として構成してもよい。例えば、実施形態１〜３の例では、ロータリ型ＶＣＭによりカム筒を光軸回りに回転し、このカム筒にカム係合しているレンズ可動筒を光軸方向に移動制御する構成のレンズ鏡筒に適用する。電源オフ時にＶＣＭが自由に回転する状態となっても、その回転方向を一方向に規制し、レンズ可動筒をレンズ鏡筒の短縮方向にのみ移動させることが可能になる。

１ レンズ駆動装置（駆動装置：ボイスコイルモータ（ＶＣＭ））
２ レンズ可動筒（光学要素）
３ ガイドロッド
４ レンズ駆動制御部（駆動制御部）
５ カメラ制御部
６ コイル切替手段
１０ モータ固定部
１１ マグネット
１２ ヨーク
１５ モータ可動部
１６ 駆動コイル
１７ 補助コイル
１８ フレキシブルプリント回路基板
６１ コイル切替部
Ｄ ダイオード（電流方向制限部）
ＬＬ レンズ鏡筒
Ｌ１〜Ｌ３ レンズ群
Ｓ１〜Ｓ３ 第１〜第３スイッチ

Claims (16)

1. 移動要素を駆動する駆動源としてボイスコイルモータを備える駆動装置であって、前記ボイスコイルモータはモータ可動部を構成する駆動コイルを備えており、前記駆動コイルに対する通電を制御する駆動制御部と、前記駆動コイルを短絡するコイル切替手段と、前記駆動コイルを通流する電流の方向を制限する電流方向制御手段を備えることを特徴とする駆動装置。
2. 前記駆動制御部は前記ボイスコイルモータの駆動時に前記駆動コイルに対する通電を制御し、前記コイル切替手段は前記ボイスコイルモータへの通電停止時に前記駆動コイルを短絡し、前記電流方向制御手段は前記駆動コイルが短絡されたときに当該駆動コイルを通流する電流の方向を制限する請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記移動要素は往復の両方向に移動が可能な要素であり、前記電流方向制御手段は、前記移動要素が所定の一方向に移動されるときに前記駆動コイルにおいて起電力により発生する電流が流れるように構成されている請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記移動要素は機器に対して伸長（繰り出し）と短縮（繰り込み）の両方向に移動が可能な移動要素であり、前記電流方向制御手段は、前記移動要素が伸長方向に移動されるときに前記駆動コイルにおいて起電力により発生する電流が流れるように構成されている請求項３に記載の駆動装置。
5. 前記機器は撮像装置であり、撮像装置に内装されて移動される光学要素を前記ボイスコイルモータにより移動させる駆動装置として構成されている請求項４に記載の駆動装置。
6. 前記機器は撮像装置のレンズ鏡筒であり、前記移動要素としてのレンズ可動筒を前記ボイスコイルモータにより光軸方向に移動させるレンズ駆動装置として構成されている請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記ボイスコイルモータは前記レンズ鏡筒の鏡筒固定部に支持されて光軸方向に延長配置されたモータ固定部としてのマグネットおよびヨークを備え、前記駆動コイルは前記レンズのレンズ可動筒に一体化され、前記モータ固定部に対して光軸方向に移動可能に構成されている請求項６に記載の駆動装置。
8. 前記ボイスコイルモータは、モータ可動部が直線移動するリニアボイスコイルモータとして構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の駆動装置。
9. 前記電流方向制限手段は、ダイオードで構成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の駆動装置。
10. 前記コイル切替手段は、前記ボイスコイルモータの駆動時に前記駆動コイルを前記駆動制御部に接続し、前記ボイスコイルモータへの通電停止時に前記駆動コイルの両端を短絡して前記電流方向制御手段を含む閉ループを構成する請求項１ないし９のいずれかに記載の駆動装置。
11. 前記駆動コイルは両端が前記駆動制御部に接続されており、前記コイル切替手段は、前記駆動コイルの両端間に介装され、前記ボイスコイルモータへの通電停止時に前記駆動コイルの両端を短絡する第１スイッチを備え、前記電流方向制御手段は前記第１スイッチと直列に接続されている請求項１０に記載の駆動装置。
12. 前記コイル切替手段は、前記駆動コイルと前記駆動制御部との間に、前記ボイスコイルモータへの通電停止時に前記駆動コイルと前記駆動制御部との接続を開放する第２スイッチを備える請求項１１に記載の駆動装置。
13. 前記電流方向制限手段と直列接続された補助コイルを備え、前記コイル切替手段は、前記ボイスコイルモータへの通電停止時に前記電流方向制限手段と前記制限コイルを前記駆動コイルに直列接続して閉ループを構成する第３のスイッチを備える請求項１２に記載の駆動装置。
14. 前記駆動コイルと前記補助コイルはコイル軸が同一方向に向けられ、かつ巻線方向が同一方向に向けられている請求項１３に記載の駆動装置。
15. レンズ鏡筒の鏡筒固定部に対して光軸方向に移動されるレンズ可動筒を駆動するための駆動装置であって、前記鏡筒固定部に支持されたマグネットおよびヨークからなるモータ固定部と、前記レンズ可動筒に一体支持された駆動コイルを含むモータ可動部で構成されたボイスコイルモータと、前記駆動コイルに通電してボイスコイルモータを駆動するレンズ駆動制御部と、前記駆動コイルの接続状態を切り替えるコイル切替手段と、電流方向制限手段を備え、前記コイル切替手段は、前記ボイスコイルモータの駆動時に少なくとも前記駆動コイルを前記レンズ駆動制御部に接続し、前記ボイスコイルモータへの通電停止時に前記駆動コイルおよび前記電流方向制限手段を直列接続した短絡状態に切り替える駆動装置。
16. 前記駆動コイルは両端が前記レンズ駆動制御部に接続され、前記コイル切替手段は、前記駆動コイルの一端と他端との間に介装された第１スイッチと、前記駆動コイルの一端と前記駆動制御部との間に介装された第２スイッチと、これら第１スイッチと第２スイッチのオン／オフを切り替えるコイル切替部を備える請求項１５に記載の駆動装置。
    

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