JP2017046569A - アクチュエータ及びそれを用いたレンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ鏡筒の小型化に有効であるアクチュエータを提供する。【解決手段】アクチュエータ１１０は、ｙ駆動マグネット６６ｂと、ｙ駆動マグネット６６ｂとの間で吸引力が発生し、ｙ駆動マグネット６６ｂの磁化方向と垂直な面内でｙ駆動マグネット６６ｂに対して相対的に移動可能なｙヨーク６８ｂとを有している。ｙヨーク６８ｂは、平坦部６８ｂ１と、平坦部６８ｂ１からｙ駆動マグネット６６ｂの方向に突出した凸部６８ｂ２とを有している。凸部６８ｂ２は、平坦部６８ｂ１の中央領域に設けられている。【選択図】図４Ｄ

Description

本開示は、電磁駆動方式のアクチュエータ及びそれを用いたレンズ鏡筒に関する。

特許文献１は、往復型リニアアクチュエータを開示する。この往復型リニアアクチュエータは、巻線を備えた固定子と、永久磁石を備えて固定子に対してギャップを介して対向するとともに往復運動可能に支持されている可動子とからなる。可動子は永久磁石の固定子と反対側の磁極同士がヨークで磁気的に接続され、可動子のヨークはその往復動方向の両端及び永久磁石の往復動方向に並ぶ異極間に固定子側に向けて突出する突起を有している。これにより、大型化を招くことなく磁気抵抗の減少による推力の向上を図ることができる。

特開２００７−３７２７３号公報

本開示は、レンズ鏡筒の小型化に有効であるアクチュエータ及びレンズ鏡筒を提供する。

本開示におけるアクチュエータは、磁石とヨークとを有している。ヨークは、磁石との間で吸引力が発生する。磁石及びヨークの少なくとも一方は、磁石の磁化方向と垂直な面内で他方に対して相対的に移動可能である。ヨークは、平坦部と、平坦部から磁石の方向に突出した凸部とを有している。凸部は平坦部の中央領域に設けられている。

本開示におけるレンズ鏡筒は，像ぶれ補正装置を備えている。像ぶれ補正装置は、ベース部材と、可動部材と、磁石とヨークとを有している。可動部材には、レンズが固定される。ヨークは、磁石との間で吸引力が発生する。磁石及びヨークの少なくとも一方は、磁石の磁化方向と垂直な面内で他方に対して相対的に移動可能である。ヨークは、平坦部と、平坦部から磁石の方向に突出した凸部とを有している。凸部は平坦部の中央領域に設けられている。磁石とヨークのうちの一方が可動部材に設けられ、他方がベース部材に設けられている。

本開示におけるアクチュエータ及びレンズ鏡筒は、磁石とヨークとが相対的に移動するとき、スラスト吸引力の変化を小さくすることができ、コギング力を小さくすることができるので、レンズ鏡筒の小型化に有効である。

実施の形態１における収納時のレンズ鏡筒の斜視図 実施の形態１における撮影時のレンズ鏡筒の斜視図 実施の形態１におけるレンズ鏡筒の分解斜視図 実施の形態１における３群ユニットの分解斜視図 実施の形態１におけるアクチュエータの構成を示す図 実施の形態１におけるアクチュエータの構成を示す図 実施の形態１におけるアクチュエータの構成を示す図 実施の形態１におけるアクチュエータの構成を示す図 実施例のアクチュエータの磁石とヨークの関係を示す説明図 比較例のアクチュエータの磁石とヨークの関係を示す説明図 実施の形態１における移動量とコギング力の関係を示す図 実施の形態１における移動量とスラスト吸引力の関係を示す図 実施の形態１におけるコギング力の低減原理を示す説明図 実施の形態１におけるスラスト吸引力の変化量低減原理を示す説明図 板材を折り曲げてヨークを作成する例を示す図 ２つの部材をビスで固定してヨークを作成する例を示す図 平板状の部材を積層してヨークを作成する例を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
以下、図面を用いて、実施の形態１を説明する。

［１．レンズ鏡筒の構成］
図１Ａ、図１Ｂは、本実施の形態におけるレンズ鏡筒１００の斜視図である。図１Ａは収納時のレンズ鏡筒１００を示しており、図１Ｂは撮影時のレンズ鏡筒１００を示している。

図２は、本実施の形態におけるレンズ鏡筒１００の分解斜視図である。レンズ鏡筒１００は、撮像素子１１に光を結像させる光学系をズーミング可能に保持する。本実施の形態では、便宜上、レンズ鏡筒１００がカメラ本体に取り付けられた場合において、レンズ鏡筒１００の光軸ＡＸに平行な方向（光軸方向）における被写体側を「前」又は「ｚ軸方向の正」とし、光軸方向におけるカメラ本体側を「後」又は「ｚ軸方向の負」とする。光軸方向に被写体側から見て右側を「右」又は「ｘ軸方向の正」とし、光軸方向に被写体側から見て左側を「左」又は「ｘ軸方向の負」とする。光軸方向に被写体側から見て上側を「上」又は「ｙ軸方向の正」とし、光軸方向に被写体側から見て下側を「下」又は「ｙ軸方向の負」として説明する。

また、特段の説明が無い限り、光軸ＡＸに平行な方向を「光軸方向」、光軸方向に垂直な方向を「径方向」、光軸ＡＸを中心とする円に沿った方向を「周方向」と称する。光軸ＡＸは、レンズ鏡筒１００を構成する各枠の軸心と略一致する。

さらに、特段の説明が無い限り、「直進」とは、周方向に回転することなく光軸方向に移動することを意味する。「移動」は、周方向に回転しながら光軸方向に移動することも含む概念である。

図２においてレンズ鏡筒１００は、撮像素子ユニット１０、マスターフランジ２０、５群ユニット３０、カム枠４０、４群ユニット５０、３群ユニット６０、中枠７０、２群ユニット８０および１群ユニット９０を備える。

撮像素子ユニット１０は、撮像素子１１とフレキシブルプリント基板１２とを備える。撮像素子１１は、複数の光学素子で構成された光学系により結像された光を電気信号に変換する。フレキシブルプリント基板１２は、撮像素子１１と本体回路とを接続する。

マスターフランジ２０は、カメラ本体に取り付けられる部材である。マスターフランジ２０は、略円筒状であり、後端面の後側に撮像素子ユニット１０が取り付けられる。また、マスターフランジ２０は、カム枠４０と、ズームモータユニット２１と、を保持している。ズームモータユニット２１は、駆動ギア２２と、駆動ギア２２を回転駆動するズームモータ２３とを備える。ズームモータユニット２１は、マスターフランジ２０の後端面の前側に取り付けられる。カム枠４０は、マスターフランジ２０に、光軸方向へ移動不能かつ光軸回りに回転可能に保持される。

５群ユニット３０は、変倍作用を持つレンズを保持している。５群ユニット３０は、径方向へ突出した５群カムフォロア３２を有する。５群カムフォロア３２は、中枠７０の３群／５群直進溝７１に挿通されてカム枠４０内周の５群カム溝（図示せず）に係合されている。カム枠４０の回転により５群カムフォロア３２が５群カム溝に案内されることで、５群ユニット３０は、光軸方向へ直進する。

カム枠４０は、内周面にヘリコイド溝４１、３群カム溝４２、２群カム溝４３、５群カム溝および被駆動ギア（図示せず）を有し、外周面に１群カム溝４４を有する。ヘリコイド溝４１は、内周面における前側に、前端部から螺旋状に形成されている。ヘリコイド溝４１は、ヘリコイド突起７２と係合されている。カム枠４０の回転によりヘリコイド溝４１にヘリコイド突起７２が案内されることで、中枠７０が光軸ＡＸ回りに回転しながら光軸方向へ移動する。２群カム溝４３は、内周面における前側に、前端部からヘリコイド溝４１と交差するように形成されている。２群カム溝４３は、２群カムフォロア８１と係合される。カム枠４０の回転により２群カム溝４３に２群カムフォロア８１が案内されることで、２群ユニット８０が光軸方向へ直進する。３群カム溝４２は、内周面における光軸方向の中間付近に形成されている。３群カム溝４２は、３群カムフォロア６２と係合される。カム枠４０の回転により３群カム溝４２に３群カムフォロア６２が案内されることで、３群ユニット６０が光軸方向へ直進する。５群カム溝は、後端部に形成されている。カム枠４０の回転により５群カム溝に案内されることで、５群ユニット３０が光軸方向へ直進する。被駆動ギアは、内周面の後側に後端部まで形成されている。被駆動ギアは、ズームモータユニット２１の駆動ギア２２と噛み合う。ズームモータ２３により駆動ギア２２が回転されることで、カム枠４０全体が回転駆動される。１群カム溝４４は、外周面の前端部から後端部付近まで形成されている。１群カム溝４４は、１群カムフォロア（図示せず）と係合される。カム枠４０の回転により１群カム溝４４に１群カムフォロアが案内されることで、１群ユニット９０が光軸方向へ直進する。

４群ユニット５０は、フォーカス調整を行うためのレンズを保持している。４群ユニット５０は、フォーカス調整を行うために、フォーカスモータユニット５１により光軸方向へ直進される。フォーカスモータユニット５１は、リードスクリューと、リードスクリューを回転駆動するフォーカスモータとを有する。リードスクリューは、フォーカスモータのモータ軸に直結されている。４群ユニット５０は、リードスクリューと係合されるラックを有する。４群ユニット５０は、リードスクリューの回転駆動により、光軸方向へ直進される。

３群ユニット６０は、３群枠６１を有し、３群枠６１の外周面に、３群カムフォロア６２を有する。３群カムフォロア６２は、３群枠６１から径方向へ突出している。３群カムフォロア６２は、中枠７０の３群／５群直進溝７１に挿通されてカム枠４０の３群カム溝４２に係合されている。カム枠４０の回転により３群カムフォロア６２が３群カム溝４２に案内されることで、３群ユニット６０は、光軸方向へ直進する。

中枠７０は、略円筒状であり、外周面の後側に、４群ユニット５０を駆動するためのフォーカスモータユニット５１を保持する。中枠７０は、前端部に外径方向へ立設されたフランジ部を有する。フランジ部には、外径方向へ立設された直進突起が形成されている。直進突起は、１群ユニット９０の内周面に形成された直進溝と係合され、１群ユニット９０を直進案内する。中枠７０は、外周面に、フランジ部の後側からフォーカスモータユニット５１の前側までの間に、螺旋状のヘリコイド突起７２を有する。ヘリコイド突起７２は、カム枠４０のヘリコイド溝４１と係合される。中枠７０は、内周面から外周面に貫通した３群／５群直進溝７１及び２群直進溝７３を有する。３群／５群直進溝７１は、ヘリコイド突起７２の後側から後端まで形成されている。また、３群／５群直進溝７１には３群カムフォロア６２及び５群カムフォロア３２と係合され、カム枠４０の回転により３群ユニット６０及び５群ユニット３０が直進案内される。２群直進溝７３は、前端部からヘリコイド突起７２より後側まで設けられている。２群直進溝７３には２群カムフォロア８１が係合され、カム枠４０の回転により２群ユニット８０が直進案内される。

２群ユニット８０は、略円筒状であり、前端面にズームを行うためのレンズが固定されている。２群ユニット８０は、外周面に２群カムフォロア８１を有する。２群カムフォロア８１は、２群直進溝７３に挿通されて２群カム溝４３と係合されている。カム枠４０の回転により２群カムフォロア８１が２群カム溝４３に案内されることで、２群ユニット８０が直進される。

１群ユニット９０は、略円筒状であり、前端面にズームを行うためのレンズが固定されている。１群ユニット９０は、内周面に直進溝及び１群カムフォロアを有し、中枠７０のフランジ部に形成された直進突起により、直進案内される。また、１群カムフォロアは、カム枠４０の１群カム溝４４と係合される。カム枠４０の回転により１群カムフォロアが１群カム溝４４に案内されることで、１群ユニット９０が光軸方向へ直進する。

以上のように、レンズ鏡筒１００は、カム枠４０を所定の角度に回転することにより、１群ユニット９０、２群ユニット８０、３群ユニット６０、５群ユニット３０が所定の位置に移動されることで、ズーミングが行われる。また、レンズ鏡筒１００は、フォーカスモータユニット５１で４群ユニット５０が所定の位置に直進されることにより、フォーカス調整が行われる。

［２．３群ユニットの詳細構成］
以下、図３及び図４を用いて、本開示における実施の形態の像ぶれ補正装置について説明する。

図３は、本実施の形態における３群ユニット６０の分解斜視図である。図３に示すように、３群ユニット６０は、ベース部６０１と、可動部６０２と、シャッター部６０３とから構成される。

ベース部６０１は、３群枠６１に、ｘ駆動コイル６３ａ、ｙ駆動コイル６３ｂ、ｘセンサ６４ａ、ｙセンサ６４ｂ、回動軸ＢＸ、ｘヨーク６８ａ、ｙヨーク６８ｂおよびフレキシブルプリント基板６０４が固定された構成となっている。ｘ駆動コイル６３ａおよびｙ駆動コイル６３ｂは像ぶれ補正レンズＬを動かすための部材である。ｘセンサ６４ａおよびｙセンサ６４ｂは像ぶれ補正レンズＬの位置を検出するための部材である。回動軸ＢＸは像ぶれ補正レンズＬの移動を案内するための部材である。前述のように、３群枠６１には３群カムフォロア６２が形成されており、３群枠６１はズーム時に光軸方向に進退する。

可動部６０２は、像ぶれ補正レンズ枠６５に、複数の像ぶれ補正レンズＬ、ｘマグネット６６ａ、ｙ駆動マグネット６６ｂ、ｙセンサマグネット６６ｃおよび遮光キャップ６９が固定された構成となっている。像ぶれ補正レンズＬは１枚であってもよい。

像ぶれ補正レンズ枠６５は３群枠６１に対し３個のセラミックボール６７によって、光軸ＡＸ方向に支持される事により、光軸ＡＸと直交する平面内で移動可能に支持される。また同時に、像ぶれ補正レンズ枠６５のスリット部６５ａが、回動軸ＢＸが挿入されることにより、回動軸ＢＸの周りに回転可能、かつ回動軸ＢＸと垂直方向に移動可能に支持されている。

ここでｘマグネット６６ａはベース部６０１のｘ駆動コイル６３ａと対向しており、ｘ駆動コイル６３ａに通電することにより、像ぶれ補正レンズＬを移動するｘ方向の推力を発生させる。また、ｘマグネット６６ａは、ベース部６０１のｘセンサ６４ａと対向しており、ｘセンサ６４ａでの磁束密度の変化を検出することにより像ぶれ補正レンズＬの位置を検出する。

ｙ駆動マグネット６６ｂは、ベース側のｙ駆動コイル６３ｂと対向しており、ｙ駆動コイル６３ｂに通電することにより、像ぶれ補正レンズＬを移動するｙ方向の推力を発生させる。また、ｙセンサマグネット６６ｃはベース側のｙセンサ６４ｂと対向しており、ｙセンサ６４ｂでの磁束密度の変化を検出することにより像ぶれ補正レンズＬの位置を検出する。

ｘヨーク６８ａは強磁性材料からなり、３群枠６１のｘマグネット６６ａと対向する位置に接着固定されている。ｙヨーク６８ｂは強磁性材料からなり、３群枠６１のｙ駆動マグネット６６ｂと対向する位置に接着固定されている。

遮光キャップ６９は像ぶれ補正レンズ枠６５に位置決め固定されており、像ぶれ補正レンズＬの外周部分の不要光を遮光し、フレア及びゴーストの発生を抑制する。

像ぶれ補正レンズ枠６５は可動部材の一例であり、３群枠６１はベース部材の一例であり、マグネット６６、ｘマグネット６６ａおよびｙ駆動マグネット６６ｂは磁石の一例であり、ヨーク６８、ｘヨーク６８ａおよびｙヨーク６８ｂはヨークの一例である。

ここで、アクチュエータの構成について、図４Ａ〜図４Ｄを用いてさらに詳細に説明を行う。図４Ａ〜図４Ｄは、本実施の形態におけるｙ側のアクチュエータ１１０を示す図であり、ｙ側のアクチュエータ１１０は、ｙ駆動マグネット６６ｂとｙ駆動コイル６３ｂとｙヨーク６８ｂとにより構成される。図４Ｄに示すように、ｙ駆動マグネット６６ｂはｙ駆動コイル６３ｂと対向する面が分極線Ｄｍ（磁極のＮ極、Ｓ極が切り替わる位置）を境としてＮ極とＳ極の２極に着磁されている。すなわち、ｙ駆動マグネット６６ｂはｙ駆動コイル６３ｂと対向する面が多極着磁されている。ｙヨーク６８ｂは、ｙ駆動コイル６３ｂを挟んでｙ駆動マグネット６６ｂの反対側に固定されている。ｙヨーク６８ｂの光軸ＡＸに垂直な平面への投影面積が、ｙ駆動マグネット６６ｂの光軸ＡＸに垂直な平面への投影面積より小さい。ｙヨーク６８ｂは、四角形（ここでは長方形）の平坦部６８ｂ１と、その平坦部６８ｂ１の上に形成された凸部６８ｂ２とを有している。凸部６８ｂ２は、平坦部６８ｂ１の対向する２辺（ここでは長辺）間の中央部分に、その２辺に平行に形成されている。すなわち、凸部６８ｂ２は平坦部６８ｂ１の中央領域に設けられている。凸部６８ｂ２の断面（ここでは長辺に垂直な平面で切った断面）の形状は、長方形や台形などの形状である。図４では、凸部６８ｂ２の対向する２辺が弧状となっている。そして、ｙ駆動マグネット６６ｂの分極線Ｄｍに対向する付近にｙヨーク６８ｂの凸部６８ｂ２が位置するように、アクチュエータ１１０が構成されている。また、ｙヨーク６８ｂの凸部６８ｂ２が、ｙ駆動マグネット６６ｂの磁極が切り替わる領域（分極線Ｄｍの近傍の領域）と対向する位置（対向位置）またはその対向位置の近傍に位置するように、アクチュエータ１１０を構成してもよい。

また、ｘ側のアクチュエータは、ｘマグネット６６ａとｘ駆動コイル６３ａとｘヨーク６８ａとにより構成される。図示を省略するが、ｘヨーク６８ａはｙヨーク６８ｂと同じ構成を有しており、ｘマグネット６６ａはｙ駆動マグネット６６ｂと同じ構成を有している。また、ｘヨーク６８ａとｘマグネット６６ａの位置関係は、上記ｙヨーク６８ｂとｙ駆動マグネット６６ｂの位置関係と同様となっている。すなわち、ｘヨーク６８ａの光軸ＡＸに垂直な平面への投影面積が、ｘマグネット６６ａの光軸ＡＸに垂直な平面への投影面積より小さい。ｘヨーク６８ａはｙヨーク６８ｂと同様な形状であり、平坦部と凸部とを有している。ｘマグネット６６ａの分極線に対向する付近にｘヨーク６８ａの凸部が位置するように、ｘ側のアクチュエータが構成されている。

この様に、ｙヨーク６８ｂに凸部を設けると、ｙ駆動マグネット６６ｂとｙヨーク６８ｂとの間に働く光軸方向の磁気吸引力（以下「スラスト吸引力」と称する）の変化を小さくすることができ、光軸ＡＸと直角方向に働く磁気吸引力（以下「コギング力」と称する）を小さくすることができる。ｘヨーク６８ａの凸部についても同様である。

スラスト吸引力が変化すると可動部６０２が移動した際に、像ぶれ補正レンズ枠６５を変形させる力が発生し、像ぶれ補正レンズ枠６５が振動を起こし易くなる。

またコギング力は、駆動コイルにより発生する推力と反対向きになる場合があり、駆動コイルの推力を十分に取らないと駆動できなかったり、駆動できたとしても、像ぶれ補正レンズＬの位置精度が悪くなり、像ぶれ補正装置の性能が悪化したりする原因となる。

従って、一般的にはスラスト吸引力はできるだけ変化が小さく、コギング力は小さい方が良い。

次に、ヨークの形状とスラスト吸引力およびコギング力との関係について説明する。

図５Ａは本実施の形態の一例（実施例）のヨーク６８とマグネット６６の位置関係を示す図である。図５Ｂは比較例のヨーク６８とマグネット６６の位置関係を示す図である。

図５Ａにおいてマグネット６６は分極線Ｄｍを境としてＮ極とＳ極の２極に着磁されている。なお、分極線Ｄｍ付近の領域Ｒでは殆ど着磁されていない、あるいは、着磁が周辺より弱い状態となっており、領域Ｒはマグネット６６の磁極が切り替わる領域である。ヨーク６８は、平坦部と凸部を有している。マグネット６６の領域Ｒと対向する位置またはその位置の近傍にヨーク６８の凸部が位置するように、マグネット６６とヨーク６８が配置されている。ここで、領域Ｒと対向する位置の近傍に凸部が位置するとは、凸部が領域Ｒから外れてさらに凸部の幅だけ移動した位置までにある状態をいうものとする。例えば、凸部の幅ｅおよび領域Ｒの幅が０．５ｍｍの場合、領域Ｒと対向する位置の近傍に凸部が位置するとは、分極線Ｄｍと中心線６８ｃとの距離が１ｍｍ以内となる状態である。図５Ａ及び図５Ｂの破線はヨーク６８の中心線６８ｃを表している。図５Ｂに示す比較例は、図５Ａに示す実施例に対し、ヨーク６８の形状が平坦部のみで構成されており、凸部が形成されていないところのみ異なる。

図６は、図５Ａ、図５Ｂの各構成において、マグネット６６を移動方向に沿って移動した場合のマグネット６６の移動量と、マグネット６６に働くコギング力の関係を示す図である。図６において、横軸は、マグネット６６の移動量を示し、縦軸はマグネット６６の移動方向と平行な方向のコギング力を示している。図５Ａ、図５Ｂにおいて、マグネット６６の分極線Ｄｍの位置がヨーク６８の中心線６８ｃの位置と一致しているときマグネット６６の移動量を０とする。この移動量を０の位置を基準として、マグネット６６が図５Ａ、図５Ｂ中に示す移動方向に移動する場合の移動量を正とし、マグネット６６が図５Ａ、図５Ｂ中に示す移動方向と逆方向に移動する場合の移動量を負とする。また、マグネット６６に働くコギング力が、図５Ａ、図５Ｂ中に示す移動方向と同じ方向に働く場合を正のコギング力とし、図５Ａ、図５Ｂ中に示す移動方向と逆の方向に働く場合を負のコギング力とする。

なお、図６に示すコギング力は、ある設計例について、コンピュータを用いた磁界解析により値を求めたものであり、図５Ａ、図５Ｂを参照して設計例を示す。マグネット６６について、幅ａ＝６．４ｍｍ、厚みｂ＝１．２ｍｍ、奥行き（図面に垂直方向の長さ）＝９．１ｍｍである。ヨーク６８について、平坦部の幅ｃ＝４．２ｍｍ、平坦部の厚みｄ＝０．４ｍｍ、凸部の幅ｅ＝０．５ｍｍ、凸部の高さｆ＝１．０５ｍｍ、奥行き（図面に垂直方向の長さ）＝６．５ｍｍである。ヨーク６８の平坦部とマグネット６６との距離ｇ＝３．０５ｍｍである。

図６に示すとおり、実施例では移動量が−０．５ｍｍ〜＋０．５ｍｍの範囲では殆どコギング力が発生しない。これに対して、比較例では移動量が０の付近でコギング力が大きく変化し、移動量が正となる場合では負のコギング力が発生し、移動量が負となる場合では正のコギング力が発生する。これはマグネット６６を移動量０付近に引き戻そうとするコギング力が発生することを示している。

もし比較例において磁石を０．５ｍｍ移動させようとした場合、０．０２Ｎのコギング力が発生するため、通常の負荷（例えば像ぶれ補正レンズＬの慣性負荷）以外に０．０２Ｎ余計に力を発生する必要があり、実施例と比較してアクチュエータのサイズを大きくしないと駆動できない。

一方実施例では、移動量−０．５ｍｍ〜＋０．５ｍｍの範囲では殆どコギング力が発生しないので、通常の負荷のみを駆動できるサイズのアクチュエータで十分なため、比較例に比べアクチュエータのサイズを小さくすることができる。

移動量が±０．５ｍｍ程度は像ぶれ補正装置として好適なストロークであり、アクチュエータのサイズを小さくできるということは、像ぶれ補正ユニットのサイズ、更には像ぶれ補正ユニットを含むレンズ鏡筒のサイズを小さくすることができる。

図７は、図５Ａ、図５Ｂにおいてマグネット６６を移動方向に沿って移動した場合の、マグネット６６の移動量とマグネット６６に働くスラスト吸引力の関係を示す図である。

図７において、横軸はマグネット６６の移動量を示し、縦軸はスラスト吸引力を示した図である。マグネット６６の移動量の定義（０、正、負の移動量の意味）については図６の場合と同じである。以下に説明する図８、９においても同じである。また、マグネット６６に働くスラスト吸引力が「ｚ軸方向の正」の方向に働く場合を正のスラスト吸引力とする。

なお、図７に示すスラスト吸引力は、図６のコギング力と同時に、コンピュータを用いた磁界解析により値を求めたものである。

図７に示すとおり、本実施例ではスラスト吸引力が０．１１Ｎ前後で大きく変化しないのに対し、比較例では移動量０でスラスト吸引力が最大となり、どちらに移動してもスラスト吸引力が低下する。

像ぶれ補正装置に本実施例の構成を使用する場合、スラスト吸引力は、像ぶれ補正レンズＬを含む可動部が光軸ＡＸ方向にがたつかない様に、一定値以上の吸引力が必要となる。

また、スラスト吸引力が変化すると、像ぶれ補正レンズ枠６５を変形させる力が加わり、像ぶれ補正レンズ枠６５が振動する等の課題が発生する場合がある。

実施例の場合、比較例と比較しスラスト吸引力の変化が少ないので、必要以上にスラスト吸引力を強くする必要がなく、像ぶれ補正レンズ枠６５の振動も発生し難い。

以下図８、図９を用いて、実施例のヨーク形状が、コギング力が少なく、スラスト吸引の変化が少ない理由について説明する。

図８はコギング力低減原理を示す説明図である。図８において、破線はヨーク６８の平坦部によって発生するコギング力を示し、一点鎖線はヨーク６８の凸部によって発生するコギング力を示す。実線は破線で示すコギング力と一点鎖線で示すコギング力との和であり、ヨーク６８全体によって発生するコギング力である。

図８において破線で示すヨーク６８の平坦部によって発生するコギング力は、図６に示した比較例のコギング力とほぼ同様の波形である。これは平坦部がマグネット６６のＮ極、Ｓ極の両極にまたがって対向しているため、マグネット６６がどちらに移動しても平坦部を通過する磁束が減少するためである。これに対し、ヨーク６８の凸部によって発生するコギング力は、ヨーク６８の平坦部によって発生するコギング力と符号が逆のコギング力が発生していることが分かる。これはヨーク６８の凸部は分極線Ｄｍ付近のマグネット６６の着磁が弱い部分に対向しているため、マグネット６６のＮ極またはＳ極どちらかに吸引される方向の力が発生するためである。

ここで、マグネット６６とヨーク６８の距離や平坦部の幅、凸部の高さ等を調整することにより、実施例の様に、一定の可動範囲内ではコギング力が殆ど発生しない状態を作り出すことができる。

図９はスラスト吸引力の変化量低減原理を示す説明図である。図９において、破線はヨーク６８の平坦部によって発生するスラスト吸引力を示し、一点鎖線はヨーク６８の凸部によって発生するスラスト吸引力を示す。

図９において破線で示すヨーク６８の平坦部によって発生するスラスト吸引力は、図７に示した比較例のスラスト吸引力とほぼ同様の波形であり、マグネット６６の移動量が０の際に最大となり、マグネット６６がどちらの方向に移動しても減少する波形である。これはヨーク６８の平坦部がマグネット６６のＮ極、Ｓ極の両極にまたがって対向しているため、マグネット６６がどちらの方向に移動してもヨーク６８の平坦部を通過する磁束が減少するためである。これに対し、ヨーク６８の凸部によって発生するスラスト吸引力は、ヨーク６８の平坦部によって発生するスラスト吸引力は移動量０付近が極小となり、どちらに移動しても増加する波形となっていることが分かる。これはヨーク６８の凸部は分極線Ｄｍ付近のマグネット６６の着磁が弱い部分（領域Ｒ）に対向しているため、Ｎ極またはＳ極のどちらかに近づくにつれて磁束が増えていくため、スラスト吸引力が高くなるためである。

ここで、マグネット６６とヨーク６８の距離やヨーク６８の平坦部の幅、ヨーク６８の凸部の高さ等を調整することにより、一定の可動範囲内ではスラスト吸引力の変化量が少ない状態を作り出すことができる。

以上に示す様に、ヨーク６８の形状を工夫することにより、マグネット６６とヨーク６８とが相対的に移動するとき、コギング力が小さく、かつ、スラスト吸引力の変化量が少ないアクチュエータを提供できる。

更に、上記実施例では、一定の移動範囲においてコギング力が殆ど発生しない状態としたが、マグネット６６とヨーク６８の距離やヨーク６８の平坦部の幅、ヨーク６８の凸部の高さ等を調整することにより、意図的に一定量のコギング力を残して、中心方向に向う力を発生させ、中心保持し易くするアクチュエータを構成することができる。また、ヨーク６８の凸部をマグネット６６の分極線Ｄｍから少しずれた位置に設けることにより、中心位置では常に１方向のコギング力を意図的に発生させるようにアクチュエータを構成することができる。

次に、ヨーク６８の作成方法について図１０Ａ〜図１０Ｃを参照して説明する。図１０Ａに示す様に１枚の板材を折り曲げて凸部を形成し、平坦部と凸部を有するヨーク６８を形成することができる。また、図１０Ｂに示す様に、平坦部と凸部を分けて作成しそれらをビスで固定してヨーク６８を形成することができる。また、図１０Ｃに示す様に、Ｔ型に打ち抜いた板材を複数積層してヨーク６８を作成することができる。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、磁石とヨークを備えるアクチュエータ及びレンズ鏡筒に適用可能である。また、像ぶれ補正レンズが固定される可動部材に磁石またはヨークが設置された構成の像ぶれ補正装置に適用可能である。

１００ レンズ鏡筒
１０ 撮像素子ユニット
１１ 撮像素子
１２ フレキシブルプリント基板
２０ マスターフランジ
２１ ズームモータユニット
２２ 駆動ギア
３０ ５群ユニット
３２ ５群カムフォロア
４０ カム枠
４１ ヘリコイド溝
４２ ３群カム溝
４３ ２群カム溝
４４ １群カム溝
５０ ４群ユニット
５１ フォーカスモータユニット
６０ ３群ユニット
６１ ３群枠
６２ ３群カムフォロア
６３ａ ｘ駆動コイル
６３ｂ ｙ駆動コイル
６４ａ ｘセンサ
６４ｂ ｙセンサ
６５ 像ぶれ補正レンズ枠
６６ マグネット
６６ａ ｘマグネット
６６ｂ ｙ駆動マグネット
６６ｃ ｙセンサマグネット
６７ セラミックボール
６８ ヨーク
６８ａ ｘヨーク
６８ｂ ｙヨーク
６９ 遮光キャップ
７０ 中枠
７１ ３群／５群直進溝
７２ ヘリコイド突起
７３ ２群直進溝
８０ ２群ユニット
８１ ２群カムフォロア
９０ １群ユニット
１１０ アクチュエータ
６０１ ベース部
６０２ 可動部
６０３ シャッター部
６０４ フレキシブルプリント基板
ＡＸ 光軸
ＢＸ 回動軸
Ｌ 像ぶれ補正レンズ

Claims (4)

1. 磁石と、
   前記磁石との間で吸引力が発生するヨークと、を有し、
   前記磁石及び前記ヨークの少なくとも一方は、前記磁石の磁化方向と垂直な面内で他方に対して相対的に移動可能であり、
   前記ヨークは、平坦部と、前記平坦部から前記磁石の方向に突出した凸部とを有し、前記凸部は前記平坦部の中央領域に設けられた、
   アクチュエータ。
2. 前記凸部は、前記磁石の磁極が切り替わる領域と対向する位置または前記位置の近傍に配置された、
   請求項１に記載のアクチュエータ。
3. ベース部材と、
   レンズが固定される可動部材と、
   磁石と、
   前記磁石との間で吸引力が発生するヨークと、を有し、
   前記磁石及び前記ヨークの少なくとも一方は、前記磁石の磁化方向と垂直な面内で他方に対して相対的に移動可能であり、
   前記ヨークは、平坦部と、前記平坦部から前記磁石の方向に突出した凸部とを有し、前記凸部は前記平坦部の中央領域に設けられ、
   前記磁石と前記ヨークのうちの一方が、前記可動部材に設けられ、他方が前記ベース部材に設けられた、
   像ぶれ補正装置を備えた、
   レンズ鏡筒。
4. 前記凸部は、前記磁石の磁極が切り替わる領域と対向する位置または前記位置の近傍に配置された、
   請求項３に記載のレンズ鏡筒。

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