JP6636833B2 - アクチュエータ、絞り装置、光学機器及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、主に、アクチュエータ、絞り装置、光学機器及び電子機器に関する。

円筒状の永久磁石と同軸に回転する回転軸に、当該回転軸の軸と垂直に伸びるアームを取り付け、永久磁石に巻回されたコイルに通電することで永久磁石を回転させ、アームを所定の方向に回転させるアクチュエータが知られている。このようなアクチュエータのアームは、コイルに通電されていない非通電状態では、付勢部材により所定の方向に付勢されて、初期位置を維持している。例えば、特許文献１に開示された絞り装置のアクチュエータは、コイルに通電されていない非通電状態では、バネによって羽根を付勢して、地板の開口を閉じている。コイルに通電されると、発生した磁界により永久磁石が回転してバネの付勢力に抗する力が働き、地板の開口を開くように羽根が移動する。

特許文献１に開示された絞り装置は、特許文献１の図３に示すように、コイルが巻回されたボビンケースと、ボビンケースから突出した回転軸と、地板を介して当該回転軸の先端部と係合して回動するアームと、アームの両端部に設けられた係合ピンと、各係合ピンに係合する羽根と、から構成されている。付勢力を発生させるバネは、アームの回転軸回りに取り付けられている。

特開２００３−３３００５９号公報

特許文献１に開示された絞り装置では、バネは、ボビンケース、地板、アームを介して回転軸に取り付けられており、バネを取り付けるためには、ボビンケース、地板、アームのそれぞれの厚みが必要になる。したがって、回転軸の軸方向の長さが長くなり、アクチュエータが大型化していた。また、アクチュエータが大型化することにより、アクチュエータが組み込まれた絞り装置、当該絞り装置が取り付けられる光学機器、電子機器が大型化していた。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、付勢部材をコイルの巻回された空間内に配置することで、コンパクトで薄いアクチュエータ、絞り装置、光学機器及び電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るアクチュエータは、
柱状に形成され、周方向において分極された永久磁石と、
前記永久磁石と同軸に取り付けられ、前記永久磁石の一端部から突出する回転軸と、
前記回転軸の軸と略垂直に延伸する延伸部と、前記延伸部の先端部に設けられ駆動対象に連結される連結部と、を含むアームと、
前記回転軸と前記アームの延伸部と前記永久磁石とを囲むように巻回され、一方の方向に通電されて磁界を発生し、前記永久磁石を回転させることで前記アームを所定の方向に回転させるコイルと、
前記コイルで囲まれた空間内に配置され、前記アームを前記所定の方向と反対方向に付勢する付勢部材と、
を備える。

前記付勢部材は、前記回転軸に取り付けられるバネ部材であってもよい。

前記付勢部材は、前記永久磁石の周方向に巻回されて前記永久磁石に取り付けられるバネ部材であってもよい。

本発明の第２の観点に係る絞り装置は、
前記アクチュエータにより駆動される絞り装置であって、
開口を備える地板と、
前記開口を開閉する絞り羽根と、を備え、
前記絞り羽根は、前記連結部に連結され、前記回転軸が回転することで、前記開口を開閉する。

本発明の第３の観点に係る光学機器は、前記アクチュエータを含む。

本発明の第４の観点に係る電子機器は、前記アクチュエータを含む。

本発明によれば、付勢部材をコイルの巻回された空間内に配置することで、コンパクトで薄いアクチュエータ、絞り装置、光学機器及び電子機器を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るアクチュエータを備えるカメラの概念図である。 アクチュエータを備える絞り装置の分解斜視図である。 絞り装置の絞り羽根が開閉途中である状態を模式的に示す上面図である。 図３に示す絞り装置のＰ−Ｐ’線の断面を模式的に示した図である。 絞り装置の外観を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は、上面図、（ｃ）は下面図である。 絞り装置の絞り羽根が開口を全閉の状態にした場合を模式的に示す上面図である。 絞り装置の絞り羽根が開口を全開の状態にした場合を模式的に示す上面図である。 絞り装置の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係るアクチュエータ２０について、図面を参照しながら説明する。全図を通じて以下に示す図において、同一の要素には同一の符号を付す。

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係るアクチュエータ２０は、カメラ１００に搭載される。カメラ１００は、例えば、監視用カメラ、車載用カメラである。アクチュエータ２０を備える絞り装置１を搭載するカメラ１００を、図１に示す。

カメラ１００は、レンズ１０１と、レンズ１０１から入射する光の光軸Ａ上に配置される絞り装置１と、固体撮像素子１０２と、を備える。カメラ１００は、被写体からの光をレンズ１０１により集光し、集光した光の光量を絞り装置１により適切な光量に調整して、固体撮像素子１０２に結像する。絞り装置１には、アクチュエータ２０が組み込まれている。

固体撮像素子１０２は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）で構成される。固体撮像素子１０２は、入射した光を電気信号に変換する。変換された電気信号はＡ／Ｄ（Analog/Digital)変換回路（図示せず）によってデジタル信号に変換され、画像処理回路１０３に入力される。画像処置回路１０３は、入力信号にもとづいて画像データを作成し、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等のメモリ１０４に記憶する。記憶された画像データは、ディスプレイ等の表示部に表示される。また、カメラ１００は、コントローラ１０５によって、全体の動作を制御される。コントローラ１０５は、例えば、プロセッサから構成され、記憶部（図示せず）に記憶された制御プログラムを実行し、カメラ１００の動作を制御する。

本実施の形態における絞り装置１は、レンズ１０１の絞りを自動で調整して適正絞りを決定するオートアイリスを適用しており、露光量検出部１０６を備える。露光量検出部１０６は、固体撮像素子１０２で電気信号に変換され、Ａ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変換された信号を検知して、映像の輝度レベルを検出する。コントローラ１０５は、検出された輝度レベルと適切な絞り値に基づき、絞り装置１の絞りの開口面積を計算する。そして、コントローラ１０５は、計算された絞りの開口面積に基づいて、開口面積を変更するように、絞り装置１のアクチュエータ２０を制御する。

本実施の形態では、オートアイリスを備える絞り装置１を適用して説明するが、本発明はこのような絞り装置１に限定されず、手動により絞りを調整する絞り装置にも適用される。

次に、図２を参照して本実施の形態に係るアクチュエータ２０を備える絞り装置１の構成を説明する。以下に示す図において、ヨーク２８が配置される側を「上」とし、カバー部材５０が配置される側を「下」とし、絞り装置１の奥行き方向を「後」とし、手前方向を「前」とし、これらの上下前後方向により画定される右方向を「右」とし、左方向を「左」として説明する。これらの方向は説明のために用いるのであって、本発明を限定する趣旨ではない。

絞り装置１は、地板１０と、アクチュエータ２０と、第１の絞り羽根３０と、第２の絞り羽根４０と、カバー部材５０と、を備える。

地板１０は、各部品を取り付ける部材であり、例えば、樹脂から形成された板状体である。地板１０には、地板１０の長手方向の一方の端部から所定の間隔を隔てて形成された円形の開口１１と、他方の端部に形成された凹部１２を含む。

開口１１は、レンズ１０１から入射した光を通過させる。

凹部１２は、アクチュエータ２０を受け入れる。また、凹部１２には、底部に一対の円弧状の第１の長孔１３、１４が形成されている。第１の長孔１３、１４には、後述するアーム２４の連結部２４ｂ、２４ｃが挿入される。

アクチュエータ２０は、第１の絞り羽根３０と、第２の絞り羽根４０を駆動する駆動装置であり、地板１０の上面に形成された凹部１２に搭載される。アクチュエータ２０として、例えば、ガルバノメータ、ステッピングモータを適用する。

第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０は、アクチュエータ２０により駆動されて開口１１を通過する入射光の光量を調整する部材であり、地板１０の下方に上下に重ねられて配置される。第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０は、例えば、樹脂からなるシート状の部材である。

第１の絞り羽根３０の基部には、第１の絞り羽根３０の短手方向に沿って長孔状の係合孔３１が形成されている。係合孔３１には、後述するアーム２４の連結部２４ｂが地板１０の第１の長孔１３を介して挿入される。また、第１の絞り羽根３０の基部と反対側には、Ｖ字形に切り欠いた切欠部３２が形成されている。

第２の絞り羽根４０の基部には、第２の絞り羽根４０の短手方向に沿って長孔状の係合孔４１が形成されている。係合孔４１には、後述するアーム２４の連結部２４ｃが地板１０の第１の長孔１４を介して挿入される。また、第２の絞り羽根４０の基部と反対側には、Ｖ字形に切り欠いた切欠部４２が形成されている。

第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とは、切欠部３２と切欠部４２とで光量調整するための開口（以下、「絞り開口」という。）を形成する。具体的には、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とは、アクチュエータ２０によって互いに重なりあって前後に相対移動することで、切欠部３２と切欠部４２との距離を変更し、形成される絞り開口の開度を変更する。絞り開口が大きくなるとレンズ１０１から入射する光の量（入射光量）が増大し、絞り開口が小さくなると入射光量が減少する。

カバー部材５０は、絞り装置１の最下層に配置され、地板１０との間で羽根室を形成し、羽根室に第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０を収納して、地板１０に取り付けられる。カバー部材５０には、カバー部材５０を地板１０に取り付けたときに、地板１０の開口１１と対向する位置に開口５１が形成されている。レンズ１０１から入射した光は、地板１０の開口１１、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とで形成される絞り開口、カバー部材５０の開口５１をこの順で通過して、固体撮像素子１０２に到達する。ただし、レンズ１０１から入射した光は、カバー部材５０の開口５１、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とで形成される絞り開口、地板１０の開口１１をこの順で通過して、固体撮像素子１０２に到達することもある。

カバー部材５０には、カバー部材５０を地板１０に取り付けたときに、地板１０の一対の円弧状の第１の長孔１３、１４と対応する位置に、一対の円弧状の第２の長孔５２、５３が形成されている。第２の長孔５２、５３には、第１の長孔１３、１４、係合孔３１、４１を介してアーム２４の連結部２４ｂ、２４ｃが挿入される。

次に、本実施の形態に係るアクチュエータ２０について、図２〜５を参照して説明する。なお、図３において、第１の絞り羽根３０と、第２の絞り羽根４０と、開口１１、５１との重複関係を示すために、下方に配置される部材を点線で示した。

アクチュエータ２０は、ベース部材２１と、ベース部材２１上に配置される永久磁石２２と、永久磁石２２に同軸に取り付けられる回転軸２３と、回転軸２３の軸と略垂直に伸びるアーム２４と、ベース部材２１と永久磁石２２との間に配置されて、回転軸２３に取り付けられたバネ２５と、永久磁石２２を収容する枠体２６と、枠体２６に巻回されたコイル２７と、コイル２７の周囲を囲むヨーク２８とから構成される。

ベース部材２１は、上面にアクチュエータ２０の部品を搭載する樹脂性の部材であり、地板１０の凹部１２に挿入される。ベース部材２１は、矩形状のベース本体２１ａと、ベース本体２１ａの各角部から突出する突出部２１ｂとから構成される。ベース本体２１ａの長手方向の対向する辺の一対の突出部２１ｂの間には、コイル２７が巻回される。ベース本体２１ａの短手方向の対向する辺の一対の突出部２１ｂの間では、アーム２４の連結部２４ｂ、２５ｃが、第１の絞り羽根３０、第２の絞り羽根４０を介して、突出部２１ｂと当接することでアーム２４の動きを規制する。

ベース部材２１の上面には、上面から上方に向けて突出する第１の取付部２１ｃが設けられている。第１の取付部２１ｃには、後述するバネ２５の延長部２５ｂが取り付けられる。ベース部材２１の上面の中央部付近には、回転軸２３の軸端部を軸受する軸受部２１ｄが設けられている。

永久磁石２２は、円柱状に形成され、周方向において分極された磁石である。具体的には、永久磁石２２は、周方向にＮ極とＳ極とが着磁されている。永久磁石２２は、円柱形に限定されず、柱状のものであれば他の形状のものを適用することができ、例えば、四角柱であってもよい。

回転軸２３は、永久磁石２２を貫通し、永久磁石２２に同軸に固定されている。回転軸２３の上端部は、永久磁石２２の上端部から突出し、回転軸２３の下端部は、永久磁石２２の下端部から突出している。永久磁石２２の上端部から突出した回転軸２３は、枠体２６に設けられた軸受部２６ｂで支持され、永久磁石２２の下端部から突出した回転軸２３は、ベース部材２１に設けられた軸受部２１ｄで支持される。

本実施の形態では、回転軸２３は、永久磁石２２を貫通するものとして説明したが、貫通するものに限定されない。本発明は、永久磁石２２と同軸に回転できる回転軸２３であればよく、例えば、永久磁石２２の一端部に、当該一端部から突出した回転軸を取り付けるようにしてもよい。

アーム２４は、永久磁石２２の下端部から突出した回転軸２３の軸に略垂直に延伸し、回転軸２３の中心からそれぞれ反対方向に延伸する一対の延伸部２４ａと、延伸部２４ａの先端部から伸びて駆動対象と連結する一対の連結部２４ｂ、２４ｃとから構成される。アーム２４と回転軸２３とは、一体成形された樹脂部材で構成されており、回転軸２３が回転することによりアーム２４も同期して回転する。

一方の延伸部２４ａの下面には、下面から下方に向けて突出する第２の取付部２４ｄが設けられている。第２の取付部２４ｄには、後述するバネ２５の延長部２５ｃが取り付けられる。

連結部２４ｂ、２４ｃは、延伸部２４ａの先端から下方（地板１０）に向けて傾斜して伸びる傾斜部と、地板１０に垂直に伸びる連結ピン部とからなる。連結部２４の連結ピン部が地板１０の第１の長孔１３、１４を介して、第１の絞り羽根３０の係合孔３１と第２の絞り羽根４０の係合孔４１とに係合されて、連結部２４ｂ、２４ｃと、第１の絞り羽根３０、第２の絞り羽根４０とが連結される。

連結部２４ｂ、２４ｃは、傾斜部と連結ピン部とからなるとして説明したが、本発明はこのような構造に限定されない。連結部２４ｂ、２４ｃは、傾斜部を備えず、延伸部２４ａと、延伸部２４ａから下方に垂直に伸びる連結ピン部のみから構成されてもよい。

アーム２４は、図３に示すように、コイル２７に通電されて永久磁石２２が回転することで、回転軸２３を中心に回転可能である。アーム２４は、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とで形成される絞り開口が全開となる位置Ｏ−Ｏ’（以下、「全開位置」という。）と、絞り開口が全閉となる位置Ｃ−Ｃ’（以下、「全閉位置」という。）との間を、回転軸２３を中心に回動する。

バネ２５は、ベース部材２１とアーム２４との間に配置され、永久磁石２２の下面から突出する回転軸２３の軸回りに取り付けられる付勢部材である。バネ２５は、アーム２４を一方向に付勢して、アーム２４を初期状態に保たせる。バネ２５は、ねじりコイルバネ（トーションばね）であり、コイルの軸まわりにねじりモーメントを受けて使用されるばねである。なお、バネ２５は弾性部材と言われることもある。

バネ２５は、円筒状に巻回されたコイル本体２５ａと、コイル本体２５ａの上下の巻回端部からコイルの接線方向に異なる方向に伸びる一対の延長部２５ｂ、２５ｃを備える。一方の延長部２５ｂは、ベース部材２１の第１の取付部２１ｃに取り付けられ、他方の延長部２５ｃは、アーム２４の第２の取付部２４ｄに取り付けられる。バネ２５は、軸回りに一方向に付勢力が付与されており、この付勢力に抗する力が軸回りに働くことにより、一対の延長部２５ｂ、２５ｃの間の間隔が狭くなるように変位する。本実施の形態では、一方の延長部２５ｃが、アーム２４の延伸部２４ａに、第２の取付部２４ｄを介して取り付けられている。したがって、コイル２７により発生する磁界により永久磁石２２に回転するトルクが加わり、このトルクがバネ２５の付勢力より大きいと、バネ２５は、一対の延長部２５ｂ、２５ｃの間の間隔が狭くなるように変位する。この変位により、アーム２４に連結された第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とがスライド移動する。

枠体２６は、筒状の樹脂部材で形成されており、下方の端部が開口し、上方の端部は閉塞して形成されている。枠体２６の筒状の中空部は、永久磁石２２を収納する収納空間である。また、枠体２６の外周には、コイル２７が巻回される凹部２６ａが形成されている。

コイル２７は、回転軸２３と、アーム２４の延伸部２４ａと、永久磁石２２とを囲むように巻回される。具体的には、コイル２７は、枠体２６の凹部２６ａと、ベース部材２１の長手方向の一対の突出部２１ｂの間と、の回りに、回転軸２３とアーム２４の延伸部２４ａと永久磁石２２とを囲むように、上下方向に巻回される。

コイル２７に、電流供給源（図示せず）から、電流が供給されることで、永久磁石２２を回転させる磁界が発生する。コイル２７が発生する磁界は、コイル２７に流れる電流の量によって定められる。電流量が大きいと強い磁界が発生して、永久磁石２２の回転量を大きくし、電流量が小さいと弱い磁界が発生して、永久磁石２２の回転量を小さくする。電流の向きは、本実施の形態では、一方向のみに流れる一方向通電を適用している。

ヨーク２８は、円筒状の磁性材料から形成され、外部への磁力線の漏洩を抑制する。ヨーク２８の円筒の内部空間に、永久磁石２２、回転軸２３、枠体２６が収納される。アーム２４の連結部２４ｂ、２４ｃの連結ピン部、地板１０の第１の長孔１３、１４は、ヨーク２８の外周より外側に配置される。絞り装置１を側面から見ると、図４、図５（ａ）に示すように、アーム２４の連結部２４ｂ、２４ｃとバネ２５は、ヨーク２８の下部より露出する位置に配置される。

ヨーク２８とアーム２４との配置を上述のような配置にすることで、駆動対象と連結する部分である連結ピン部の移動を容易にすることができるとともに、少ない部品点数で、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０との移動制御を容易に行うことができる。

永久磁石２２の上面の着磁面に対向して、ホール素子２９が配置されている。ホール素子２９は、ホール効果を利用した磁気センサで、永久磁石２２の回転角度を検出する。ホール効果は、半導体に電流を流して、半導体表面に対し垂直な磁界を加えたとき、電流方向及び磁界方向それぞれに垂直な方向に電圧が発生する効果である。ホール素子２９は、ホール効果による起電力を測定して磁界の強さ変化を測定することができる。永久磁石２２が回転することにより変化する磁束密度に応じた電圧を測定することで、永久磁石２２の回転角度を測定し、永久磁石２２の回転角度の変化から、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０の位置を検出することができる。

ホール素子２９により第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０の位置を検出することで、絞り開口の開度を測定することができる。コントローラ１０５は、露光量検出部１０６で検出された露光量を適切な露光量に制御するために、測定された絞り開口の開度を適切な開度とするように、アクチュエータ２０を制御する。

このような構成を備える絞り装置１の動作について、図３、図５〜７を参照して説明する。図３と同様に、図６、７においても、第１の絞り羽根３０と、第２の絞り羽根４０と、開口１１、５１との重複関係を示すために、下方に配置される部材を点線で示した。

コイル２７に通電されていない状態（以下、「初期状態」という。）のとき、図６に示すように、バネ２５は、図面の時計回り方向への付勢力をアーム２４に与える。この付勢力により、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０は、開口１１、５１を閉じる位置に配置されている。

具体的には、アーム２４の連結部２４ｂは、地板１０の第１の長孔１３を介して第１の絞り羽根３０の係合孔３１に挿入され、アーム２４の連結部２４ｃは、地板１０の第１の長孔１４を介して第２の絞り羽根４０の係合孔４１に挿入されている。アーム２４は、時計回り方向に回転されて停止した位置である全閉位置Ｃに配置され、連結部２４ｂと連結部２４ｃの連結ピン部は、それぞれ、ベース部材２１の突出部２１ｂにより位置決めされている。

第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とは、この位置で上下方向に重なり、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、地板１０の開口１１と、カバー部材５０の開口５１を閉じた状態にしている。

初期状態から、撮影モードになると、コントローラ１０５は、アクチュエータ２０に制御信号を送信して、永久磁石２２を回転させて開口１１、５１を所定の開度の状態にする。そして、露光量検出部１０６が映像の輝度レベルを検出する。コントローラ１０５は、検出された輝度レベルに基づき適切な絞り値にするために、絞りの開口面積を計算する。また、コントローラ１０５は、ホール素子２９により検出された永久磁石２２の回転角度に基づいて、アーム２４の位置を算出する。そして、コントロー１０５は、現在のアーム２４の位置と適切な絞りの開口面積とに基づいて、アクチュエータ２０に制御信号を送信して、永久磁石２２を回転させる。

具体的には、アクチュエータ２０は、コントローラ１０５からの制御信号に応じて、コイル２７に通電される電流の量を制御する。コイル２７に、電源から一方向に電流が供給されて通電されると、永久磁石２２を、図６において反時計回りに回転させる磁界が発生する。コイル２７により発生する磁界の大きさが、バネ２５の付勢力より大きくなると、バネ２５の延長部２５ｂ、２５ｃは、互いの間隔を狭める方向に変位する。そして、図３に示すようにアーム２４は、全開位置Ｏ−Ｏ’と全閉位置Ｃ−Ｃ’との中間位置まで移動する。

アーム２４が、中間位置まで移動すると、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とは、互いにスライド移動し、切欠部３２と切欠部４２とで絞り開口６０を形成する。アーム２４が中間位置まで移動して形成された絞り開口６０は、開口１１と開口５１を部分的に開口する。絞り開口６０は、コントローラ１０５で算出された開口面積に対応する面積の開口であり、絞り開口６０の開度に応じて入射光量が制御される。

露光量検出部１０６により検出された映像の輝度レベルに基づき、コントローラ１０５によりさらに広い絞り開口面積が計算されると、コイル２７に、さらに強い電流が供給される。バネ２５の延長部２５ｂ、２５ｃは、コイル２７により発生するトルクにより、さらに互いの間隔を狭める方向に変位し、図７に示すようにアーム２４は、全開位置Ｏ−Ｏ’まで移動する。

アーム２４が全開位置Ｏ−Ｏ’まで移動すると、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とはさらにスライド移動し、アーム２４の中間位置により形成される絞り開口６０より大きい絞り開口６０を形成する。アーム２４が全開位置Ｏ−Ｏ’まで移動して形成された絞り開口６０は、開口１１、５１を全開の状態とする。

このように、撮影状態のときには、アクチュエータ２０は、露光量検出部１０６により検出された輝度に基づき、永久磁石２２を回転させて、絞り開口６０の開度を調整する。撮影状態が終了したときには、アクチュエータ２０のコイル２７への通電は終了し、バネ２５とアーム２４は初期状態に戻り、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とは開口１１、５１を閉じた状態とする。

本実施の形態によれば、コイル２７で囲まれた空間内に、アーム２４を所定の方向に付勢力する付勢部材を配置したので、アクチュエータ２０を取り付ける板等の部材を介して付勢部材を取り付ける必要がなく、アクチュエータ２０の回転軸方向の長さを短くすることができる。したがって、アクチュエータ２０の薄型化、小型化を図ることができる。

本実施の形態によれば、アクチュエータ２０の小型化を図ることができるので、アクチュエータ２０が取り付けられる絞り装置、当該絞り装置を搭載する光学機器、電子機器も小型化を図ることができる。したがって、光学機器、電子機器での設置スペースを有効に活用することができる。

本実施の形態によれば、アクチュエータ２０のアーム２４を回転軸２３と一体成形し、直接、駆動対象に連結させたので、絞り装置１の部品点数を減少させることができる。

本実施の形態によれば、アーム２４と一体構造で形成された回転軸２３に、付勢部材であるバネ２５を直接取り付けたので、バネ２５の付勢力を直接的に制御することができる。

本実施の形態によれば、付勢部材としてバネ２５を適用したので、簡易な構成で、アクチュエータ２０を薄型化することができる。

（変形例）
本実施の形態では、バネ２５は、永久磁石２２の下端部から突出した回転軸２３の回りに取り付けられると説明したが、本発明はこのような取り付け位置に限定されない。例えば、図８に示すように、永久磁石２２自体にバネ２５０を巻き付けることができる。

図８に示すアクチュエータ２０は、上述の実施の形態に示したアクチュエータ２０とは、バネ２５の取り付け位置が異なるが、構成要素は同一である。したがって、アクチュエータ２０の個別の構成の説明は省略する。

バネ２５０は、円筒状の永久磁石２２の外周に配置される付勢部材である。バネ２５０は、円筒状に巻回されたコイル本体２５０ａと、コイル本体２５０ａの上下の巻回端部からコイルの接線方向に異なる方向に伸びる一対の延長部２５０ｂ、２５０ｃを備える。

枠体２６の上部には、延長部２５０ｂを挿入して取り付ける第３の取付部２６ｃが設けられている。アーム２４の延伸部２４ａの上面には、上面から上方に向かって突出する第４の取付部２４ｅが形成されている。

バネ２５０は、軸回りに所定の方向に付勢力が付与されており、この付勢力に抗する力が軸回りに働くことにより、一対の延長部２５０ｂと２５０ｃとの間の間隔が狭くなるように変位する。本変形例では、一方の延長部２５０ｃが、アーム２４の延伸部２４ａに、第４の取付部２４ｅを介して取り付けられている。したがって、コイル２７により発生する磁界により永久磁石２２を回転させるトルクが加わり、このトルクがバネ２５０の付勢力より大きいと、バネ２５０は、一対の延長部２５０ｂと２５０ｃとの間の間隔が狭くなるように変位する。この変位により、アーム２４に連結された第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０とがスライドして移動し、絞り開口６０の開度が調整される。

本変形例によれば、バネ２５０を、永久磁石２２の外周を巻回するように取り付けたので、回転軸２３にバネ２５を取り付ける場合と比較して、更に、回転軸２３の軸方向の長さを短くすることができる。したがって、アクチュエータ２０の更なる薄型化、小型化を図ることができる。

本実施の形態、及び変形例では、バネ２５、２５０は、回転軸２３の永久磁石２２の下端部から突出した回転軸２３の回り、または永久磁石２２の外周に取り付けられることを例として説明したが、バネ２５、２５０は、コイル２７が巻回されることで形成された空間内に配置されればよい。

例えば、永久磁石２２の上端部から突出した回転軸２３の回りに取り付けてもよい。具体的には、上端部から突出した回転軸２３にアーム２４を取付け、アーム２４と枠体２６とにバネ２５の延長部２５ｂ、２５ｃを取り付けて、永久磁石２２の上端部と枠体２６の上部の閉塞部との間にバネ２５を取付ける。このようなバネ２５の配置にすることにより、回転軸２３の軸方向の長さを短くすることができ、アクチュエータ２０の更なる薄型化、小型化を達成することができる。

本実施の形態では、バネ２５、２５０の例として、ねじりコイルバネを用いて説明したが、他のバネ部材も適用することができる。例えば、圧縮バネにより、アーム２４を所定の方向に付勢してもよい。

本実施の形態では、付勢部材の例として、バネ部材を用いて説明したが、コイル２７が巻回されることで形成された空間内に配置される付勢部材であればバネ部材に限定されない。例えば、アーム２４を空気圧等により所定の方向に付勢するプッシャーを用いてもよい。

本実施の形態では、第１の絞り羽根３０と第２の絞り羽根４０が開口１１、５１を閉じている状態を初期状態として説明したが、開口１１、５１が全開となっている状態を初期状態としてもよい。

本実施の形態では、アーム２４は、一対の延伸部２４ａを備えるとして説明したが、延伸部２４ａは、回転軸２３の中心から一方のみに伸びる部材であってもよい。

本実施の形態に係るアクチュエータ２０は、監視カメラ、車載カメラに用いられる絞り装置に適用できると説明したが、本発明はこのような絞り装置に限定されない。一般的なデジタルカメラに使用してもよい。

本実施の形態に係るアクチュエータ２０は、光学機器、電子機器などに取り付けられる装置である。光学機器の例としては、デジタルカメラなどの民生用カメラ、車載カメラ、監視カメラ、内視鏡などに搭載される医療用カメラ、動画撮影を行うカムコーダー（ムービーカメラ）、各種検査用カメラ、ロボット用カメラなどがある。電子機器の例としては、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータなどがある。

上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲とみなされる。

本発明は、例えば、光学機器、電子機器に搭載されるアクチュエータに利用される。

１ 絞り装置
１０ 地板
１１、５１ 開口
１２ 凹部
１３、１４ 第１の長孔
２０ アクチュエータ
２１ ベース部材
２１ａ ベース本体
２１ｂ 突出部
２１ｃ 第１の取付部
２１ｄ 軸受部
２２ 永久磁石
２３ 回転軸
２４ アーム
２４ａ 延伸部
２４ｂ、２４ｃ 連結部
２４ｄ 第２の取付部
２４ｅ 第４の取付部
２５ バネ
２５ａ コイル本体
２５ｂ、２５ｃ 延長部
２６ 枠体
２６ａ 凹部
２６ｂ 軸受部
２６ｃ 第３の取付部
２７ コイル
２８ ヨーク
２９ ホール素子
３０ 第１の絞り羽根
３１、４１ 係合孔
３２、４２ 切欠部
４０ 第２の絞り羽根
５０ カバー部材
５２、５３ 第２の長孔
６０ 絞り開口
１００ カメラ
１０１ レンズ
１０２ 固体撮像素子
１０３ 画像処理回路
１０４ メモリ
１０５ コントローラ
１０６ 露光量検出部
２５０ バネ
２５０ａ コイル本体
２５０ｂ、２５０ｃ 延長部

Claims (6)

1. 柱状に形成され、周方向において分極された永久磁石と、
   前記永久磁石と同軸に取り付けられ、前記永久磁石の一端部から突出する回転軸と、
   前記回転軸の軸と略垂直に延伸する延伸部と、前記延伸部の先端部に設けられ駆動対象に連結される連結部と、を含むアームと、
   前記回転軸と前記アームの延伸部と前記永久磁石とを囲むように巻回され、一方の方向に通電されて磁界を発生し、前記永久磁石を回転させることで前記アームを所定の方向に回転させるコイルと、
   前記コイルで囲まれた空間内に配置され、前記アームを前記所定の方向と反対方向に付勢する付勢部材と、
   を備えるアクチュエータ。
2. 前記付勢部材は、前記回転軸に取り付けられるバネ部材である、
   請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記付勢部材は、前記永久磁石の周方向に巻回されて前記永久磁石に取り付けられるバネ部材である、
   請求項１に記載のアクチュエータ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のアクチュエータにより駆動される絞り装置であって、
   開口を備える地板と、
   前記開口を開閉する絞り羽根と、を備え、
   前記絞り羽根は、前記連結部に連結され、前記回転軸が回転することで、前記開口を開閉する、
   絞り装置。
5. 請求項１から３のいずれか１項に記載のアクチュエータを含む、光学機器。
6. 請求項１から３のいずれか１項に記載のアクチュエータを含む、電子機器。

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