JP7533629B2

JP7533629B2 - ボイスコイルモータおよびレンズ鏡筒

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Publication number: JP7533629B2
Application number: JP2022571470A
Authority: JP
Inventors: 梓武藤; 隆利芦沢
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2024-08-14
Anticipated expiration: 2041-12-21
Also published as: WO2022138594A1; JPWO2022138594A1

Description

ボイスコイルモータおよびレンズ鏡筒に関する。

レンズの駆動装置として、ボイスコイルモータを採用したレンズ鏡筒が提案されている（例えば、特許文献１）。ボイスコイルモータは、十分な駆動力を有することが望まれる。

特開２０１５－４９３３４号公報

第１の態様によれば、ボイスコイルモータは、第１方向に長さを有する第１ヨーク及び第２ヨークと、前記第１方向に長さを有し、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークの間に配置される第３ヨークと、前記第１ヨークに配置される第１磁石と、前記第２ヨークに配置される第２磁石と、前記第３ヨークに貫通され、前記第１磁石および前記第２磁石の磁力により前記第１方向に移動可能なコイルと、を備え、前記第３ヨークの材料は、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークの材料とは異なる。

第２の態様によれば、ボイスコイルモータは、第１方向に長さを有する第１ヨーク及び第２ヨークと、前記第１方向に長さを有し、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークの間に配置される第３ヨークと、前記第１ヨークに配置される第１磁石と、前記第２ヨークに配置される第２磁石と、前記第３ヨークに貫通され、前記第１磁石および前記第２磁石の磁力により前記第１方向に移動可能なコイルと、を備え、前記第３ヨークの前記第１方向における端部の断面積は、前記第１方向における中央部の断面積よりも大きい。

第３の態様によれば、レンズ鏡筒は、上記ボイスコイルモータを備える。

なお、後述の実施形態の構成を適宜改良しても良く、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させても良い。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

図１は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒と、カメラ本体と、を備えるカメラを示す図である。図２（Ａ）は、第１実施形態に係るボイスコイルモータの斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）において矢印Ａ１で示す方向からボイスコイルモータを見た図である。図３（Ａ）は、比較例に係るボイスコイルモータの構成を示す概略図であり、図３（Ｂ）は、比較例に係るボイスコイルモータにおける磁束密度のシミュレーション結果を示す図である。図４は、第２実施形態に係るレンズ鏡筒と、カメラ本体と、を備えるカメラを示す図である。図５（Ａ）は、第２実施形態に係るボイスコイルモータの構成を示す概略図であり、図５（Ｂ）は、図４のボイスコイルモータ周辺の拡大図である。図６（Ａ）は、第２実施形態の変形例１に係るボイスコイルモータの構成を示す概略図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ－Ａ線断面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。図７は、第２実施形態の変形例２に係るボイスコイルモータの構成を示す概略図である。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、第２実施形態の変形例３に係るボイスコイルモータの構成を示す概略図である。

《第１実施形態》
以下、第１実施形態に係るレンズ鏡筒１００Ａについて、図面を参照し、詳細に説明する。なお、各図において、理解を容易にするため、一部の要素の図示を省略している場合がある。

図１は、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００Ａと、カメラ本体１０１と、を備えるカメラ１Ａを示す図である。なお、本実施形態において、レンズ鏡筒１００Ａは、カメラ本体１０１に対して着脱可能であるが、これに限定されず、レンズ鏡筒１００Ａとカメラ本体１０１とは一体であってもよい。

カメラ本体１０１は、内部に撮像素子１１１および制御部１１２等を備えている。撮像素子１１１は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device)等の光電変換素子によって構成され、結像光学系（カメラ本体１０１に装着されたレンズ鏡筒１００Ａ）によって結像された被写体像を電気信号に変換する。

制御部１１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備え、カメラ本体１０１および装着されたレンズ鏡筒１００Ａにおける合焦駆動を含む撮影に係る当該カメラ１Ａ全体の動作を統括制御する。

図１に示すように、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００Ａは、第１固定筒１０と、第１固定筒１０よりも内周側に配置された第２固定筒２０と、を備える。本実施形態において、第１固定筒１０は複数の部品から構成されているが、１つの部品により構成されてもよい。図１に示すように、第１固定筒１０には、レンズ鏡筒１００Ａをカメラ本体１０１に着脱可能とするレンズマウントＬＭが固定されている。

また、レンズ鏡筒１００Ａは、共通の光軸ＯＡに沿って順次配列された第１～第４レンズ群Ｌ１～Ｌ４を備える。第３レンズ群Ｌ３はレンズ保持枠Ｆ３に保持され、他のレンズ群は、第２固定筒２０に保持されている。第１～第４レンズ群Ｌ１～Ｌ４は、それぞれ、複数のレンズで構成されていてもよい。

また、レンズ鏡筒１００Ａは、レンズ保持枠Ｆ３を光軸方向に案内するガイドバー２２を備える。ガイドバー２２は、第２固定筒２０に固定されている。なお、ガイドバー２２に代えて、光軸方向に延びる直進溝によってレンズ保持枠Ｆ３を光軸方向に案内してもよい。

本実施形態において、第３レンズ群Ｌ３は、フォーカスレンズ群であって、レンズ鏡筒１００Ａの内部に配設されたボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Voice Coil Motor）３０Ａによって光軸方向に移動されて、焦点調節を行う。

ＶＣＭ３０Ａは、レンズ鏡筒１００Ａ内に設けられた駆動装置１１３によって駆動される。駆動装置１１３は、カメラ本体１０１の制御部１１２による制御下で、第３レンズ群Ｌ３の合焦駆動を制御する。具体的には、駆動装置１１３は、光学式エンコーダや磁気エンコーダ等の位置検出機構（不図示）から入力される第３レンズ群Ｌ３の位置情報と、カメラ本体１０１の制御部１１２から入力された第３レンズ群Ｌ３の目標位置情報とに基づいて、ＶＣＭ３０Ａの駆動信号を生成し、ＶＣＭ３０Ａに出力する。

ＶＣＭ３０Ａは駆動信号によって、第３レンズ群Ｌ３を光軸方向に直進駆動する。詳細は後述するが、図１に示すように、ＶＣＭ３０Ａが備えるコイル３５には、レンズ保持枠Ｆ３が連結されている。具体的には、レンズ保持枠Ｆ３の連結部１１５を介して、レンズ保持枠Ｆ３は、コイル３５に固定されている。これにより、コイル３５が光軸方向に直進駆動すると、レンズ保持枠Ｆ３が光軸方向に直進駆動され、第３レンズ群Ｌ３の光軸方向における位置が変化する。

なお、ＶＣＭ３０Ａの駆動信号がＯＦＦになっている場合、ＶＣＭ３０Ａのコイル３５はその位置を保つ保持力を有さないため、自由に移動する。そのため、レンズ鏡筒１００Ａを上向きまたは下向きにした場合、レンズ保持枠Ｆ３及び第３レンズ群Ｌ３の自重でコイル３５が移動して、レンズ保持枠Ｆ３が第２固定筒２０に衝突し、衝撃音が発生するおそれがある。そこで、図１に示すように、レンズ鏡筒１００Ａでは、その光軸方向において第２固定筒２０のレンズ保持枠Ｆ３と重なる部分には、クッション材４０が設けられている。これにより、コイル３５が移動した場合に、レンズ保持枠Ｆ３がクッション材４０に衝突するようになるため、衝撃が緩和されるとともに、衝撃音が抑制される。

上記のようにカメラ本体１０１とレンズ鏡筒１００Ａとにより構成されたカメラ１Ａは、図示しないシャッターボタンが押圧操作（レリーズ操作又は合焦操作）されると、カメラ本体１０１における制御部１１２が、駆動装置１１３を介してレンズ鏡筒１００Ａの合焦駆動等の制御を行う。また、レンズ鏡筒１００Ａによって結像された被写体像光を撮像素子１１１が電気信号に変換し、その画像データをカメラ本体１０１が備える図示しないメモリに記録（すなわち撮影）する。

次に、ＶＣＭ３０Ａの構成について説明する。図２（Ａ）は、本第１実施形態に係るＶＣＭ３０Ａの構成を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、ＶＣＭ３０Ａを図２（Ａ）の矢印Ａ１の方向から見た図である。

本第１実施形態に係るＶＣＭ３０Ａは、光軸方向に長さを有する第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂと、光軸方向に長さを有し、第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂの間に配置されるセンターヨーク３２Ａと、を備える。

また、ＶＣＭ３０Ａは、第１サイドヨーク３１ａ、第２サイドヨーク３１ｂ、およびセンターヨーク３２Ａの光軸方向における一端を接続する上ヨーク３４ａと、第１サイドヨーク３１ａ、第２サイドヨーク３１ｂ、およびセンターヨーク３２Ａの光軸方向における他端を接続する下ヨーク３４ｂとを備える。これにより、閉磁路が形成される。

第１サイドヨーク３１ａのセンターヨーク３２Ａ側の側面には第１磁石３３ａが配置され、第２サイドヨーク３１ｂのセンターヨーク３２Ａ側の側面には第２磁石３３ｂが配置されている。第１磁石３３ａは、例えば、センターヨーク３２Ａ側がＮ極となるように配置されており、第２磁石３３ｂも、センターヨーク３２Ａ側がＮ極となるように配置されている。これにより、図２（Ｂ）において矢印で示すように、磁束が第１磁石３３ａおよび第２磁石３３ｂのＮ極からセンターヨーク３２Ａに入り、上ヨーク３４ａおよび下ヨーク３４ｂ並びに第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂを経て、第１磁石３３ａおよび第２磁石３３ｂのＳ極にそれぞれ戻る磁路を形成している。

また、ＶＣＭ３０Ａは、センターヨーク３２Ａに貫通されるコイル３５を備える。コイル３５の内周面とセンターヨーク３２Ａとの間には僅かな隙間があり、コイル３５は、光軸方向に移動可能となっている。またコイル３５は、第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂからセンターヨーク３２Ａに集まる磁束の向きが、コイル３５の巻き方向に垂直となるように構成されている。

コイル３５には、駆動装置１１３から駆動信号（電流）が入力される。コイル３５に電流が流れると、第１磁石３３ａおよび第２磁石３３ｂの磁力によりコイル３５は光軸方向に移動する。より詳細には、電流が流れているコイル３５と第１磁石３３ａおよび第２磁石３３ｂとの間の電磁相互作用によりコイル３５は光軸方向に移動する。コイル３５に流す電流の向きを変更することで、コイル３５の移動方向を被写体側とカメラ本体１０１側（像面側）との間で切り替えることができる。また、コイル３５に流す電流値を変更することで、コイル３５の駆動力や移動速度を変更することができる。

本実施形態では、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂならびに上および下ヨーク３４ａ，３４ｂの材料を、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ：Steel Plate Cold Commercial）とし、センターヨーク３２Ａの材料は、パーメンジュールと呼ばれるＦｅ-４９%Ｃｏ-２%Ｖとしている。この理由について説明する。

図３（Ａ）は、比較例に係るＶＣＭ３０Ｘの概略構成を示す図である。ＶＣＭ３０Ｘは、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂの材料、上および下ヨーク３４ａ，３４ｂの材料、ならびにセンターヨーク３２Ｘの材料が同一（例えば、ＳＰＣＣ）である点が、ＶＣＭ３０Ａと異なる。その他の構成は、ＶＣＭ３０Ａと同様であるため、詳細な説明を省略する。

図３（Ｂ）は、比較例に係るＶＣＭ３０Ｘにおける磁束密度のシミュレーション結果を示す図である。図３（Ｂ）において、ハッチングが密であるほど、磁束密度が高いことを意味する。図３（Ａ）に示すように、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂの間にセンターヨーク３２Ｘが配置された構成では、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂに配置された第１および第２磁石３３ａ，３３ｂからの磁束が１つのセンターヨーク３２Ｘに集中する。ここで、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂ、上および下ヨーク３４ａ，３４ｂ、ならびにセンターヨーク３２Ｘの材料が同一である場合、図３（Ｂ）に示すように、センターヨーク３２Ｘの光軸方向の両端部の磁束密度が高くなり、磁束が流れにくくなってしまう箇所が発生し、所望の駆動力が得られないおそれがある。

これに対して、例えば、センターヨーク３２Ｘの径を太くすることで、センターヨーク３２Ｘの磁束の流れを改善することが考えられる。しかしながら、この場合は、センターヨーク３２Ｘの重量が増え、また、センターヨーク３２Ｘに貫通されるコイル３５も大きくなってしまう。そのため、ＶＣＭ３０ＸおよびＶＣＭ３０Ｘを備えるレンズ鏡筒の軽量化や小型化が困難となるおそれがある。

そこで、第１実施形態に係るＶＣＭ３０Ａでは、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂならびに上および下ヨーク３４ａ，３４ｂの材料をＳＰＣＣとし、センターヨーク３２Ａの材料を、パーメンジュールとしている。

表１に、各材料とその飽和磁束密度とを示す。飽和磁束密度とは、磁性体に外部から磁界を加えた場合に、磁性体が磁気的に飽和する磁束密度のことであり、飽和磁束密度が大きいほど、磁束が流れやすいことを意味する。

表１に示すように、センターヨーク３２Ａの材料であるパーメンジュールは、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂの材料であるＳＰＣＣよりも高い飽和磁束密度を有する。これにより、センターヨーク３２Ａにおける磁束の流れが改善され、センターヨーク３２Ａの材料をＳＰＣＣとした場合と比較して、数十％程度、駆動力が向上する。

なお、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂの材料ならびにセンターヨーク３２Ａの材料をパーメンジュールにしても、磁束の流れを改善することはできる。しかしながら、パーメンジュールは高価であるため、センターヨーク３２Ａだけでなく、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂにもパーメンジュールを使用すると、ＶＣＭ３０Ａの製造コストが高くなってしまう。そこで、少なくともセンターヨーク３２Ａの材料を、飽和磁束密度が高いパーメンジュールとすることが好ましい。これにより、製造コストを抑えつつ、ＶＣＭ３０Ａの駆動力を向上させることができる。

以上、詳細に説明したように、本第１実施形態によれば、ＶＣＭ３０Ａは、光軸方向に長さを有する第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂと、光軸方向に長さを有し、第１サイドヨーク３１ａと第２サイドヨーク３１ｂとの間に配置されるセンターヨーク３２Ａと、第１サイドヨーク３１ａに配置される第１磁石３３ａと、第２サイドヨーク３１ｂに配置される第２磁石３３ｂと、センターヨーク３２Ａに貫通され、第１磁石３３ａおよび第２磁石３３ｂの磁力により光軸方向に移動可能なコイル３５と、を備え、センターヨーク３２Ａの材料は、第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂの材料とは異なる。

これにより、第１磁石３３ａおよび第２磁石３３ｂからの磁束がセンターヨーク３２Ａに集中する構造において、センターヨーク３２Ａにおける磁束の流れが改善でき、センターヨーク３２Ａの材料と、第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂの材料とを同一にした場合と比較して、ＶＣＭ３０Ａの駆動力を向上させることができる。

また、本第１実施形態によれば、センターヨーク３２Ａの材料の飽和磁束密度は、第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂの材料の飽和磁束密度よりも大きい。飽和磁束密度が大きいほど、磁束が流れやすいため、センターヨーク３２Ａにおける磁束の流れが改善でき、センターヨーク３２Ａの材料の飽和磁束密度が、第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂの材料の飽和磁束密度と同一である場合と比較して、ＶＣＭ３０Ａの駆動力を向上させることができる。

また、本第１実施形態によれば、第１サイドヨーク３１ａの材料は、第２サイドヨーク３１ｂの材料と同一である。第１サイドヨーク３１ａと第２サイドヨーク３１ｂとは、同一の形状を有しているため、材料が同一である場合、同一の部品を用いることができる。そのため、第１サイドヨーク３１ａと第２サイドヨーク３１ｂとが異なる材料である場合と比較して、製造コストを削減することができる。

また、本第１実施形態によれば、センターヨーク３２Ａの材料は、パーメンジュール（Ｆｅ-４９％Ｃｏ-２％Ｖ合金）である。パーメンジュールは、２．４Ｔと高い飽和磁束密度を有するため、センターヨーク３２Ａにおける磁束の流れが改善でき、ＶＣＭ３０Ａの駆動力を向上させることができる。

また、本第１実施形態によれば、第１サイドヨーク３１ａの材料および第２サイドヨーク３１ｂの材料は、ＳＰＣＣである。ＳＰＣＣは、比較的安価な材料であるため、ＶＣＭ３０Ａの製造コストを低減することができる。

なお、上記第１実施形態では、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂならびに上および下ヨーク３４ａ，３４ｂの材料がＳＰＣＣであり、センターヨーク３２Ａの材料がパーメンジュールである場合について説明したが、これに限られるものではない。センターヨーク３２Ａの材料の飽和磁束密度が、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂならびに上および下ヨーク３４ａ，３４ｂの材料の飽和磁束密度よりも大きければ、ＶＣＭ３０Ａの駆動力の向上効果を得ることができる。

例えば、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂの材料がＳＰＣＣである場合、センターヨーク３２Ａの材料は、ＳＰＣＣよりも高い飽和磁束密度を有するＦｅ-３５%Ｃｏ-Ｃｒ合金、Ｆｅ-２０%Ｃｏ-Ｃｒ－Ｖ合金、珪素鋼板Ｆｅ－３％Ｓｉ合金、純鉄、またはＳＳ４００であってもよい。これらの材料を用いた場合も、センターヨーク３２Ａにおける磁束の流れが改善でき、ＶＣＭ３０Ａの駆動力を向上させることができる。

《第２実施形態》
次に、第２実施形態に係るレンズ鏡筒１００Ｂについて説明する。なお、以下では、レンズ鏡筒１００Ｂがレンズ鏡筒１００Ａと異なる点について主に説明する。

図４は、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００Ｂと、カメラ本体１０１と、を備えるカメラ１Ｂを示す図である。また、図５（Ａ）は、第２実施形態に係るＶＣＭ３０Ｂの構成を示す概略図であり、図５（Ｂ）は、図４のＶＣＭ３０Ｂ周辺の拡大図である。

第２実施形態に係るＶＣＭ３０Ｂは、センターヨーク３２Ｂの構成が、第１実施形態に係るＶＣＭ３０Ａと異なる。より具体的には、図５（Ａ）に示すように、ＶＣＭ３０Ｂでは、センターヨーク３２Ｂの光軸方向における端部の断面積が、光軸方向における中央部の断面積よりも大きくなっている。なお、センターヨーク３２Ｂの断面積とは、光軸方向に垂直な平面における断面積である。以下の説明でも同様である。

図３（Ｂ）で説明したように、センターヨークの断面積が光軸方向に一定であり、センターヨークの材料が、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂならびに上および下ヨーク３４ａ，３４ｂの材料と同一である場合、センターヨークの光軸方向における両端部において磁束密度が高くなり、磁束が流れにくくなってしまう箇所が発生する。

そこで、本実施形態に係るＶＣＭ３０Ｂでは、センターヨーク３２Ｂの光軸方向における端部の断面積を、光軸方向における中央部の断面積よりも大きくすることによって、磁束を流しやすくしている。これにより、センターヨークの断面積が光軸方向に一定であるＶＣＭよりもＶＣＭ３０Ｂの駆動力を大きくすることができる。

なお、図５（Ａ）に示すように、センターヨーク３２Ｂの光軸方向における中央部を含み、断面積が光軸方向に一定の領域を第１領域Ｒ１とし、センターヨーク３２Ｂの断面積が変化し始める位置から上ヨーク３４ａおよび下ヨーク３４ｂと接合するまでの領域を第２領域Ｒ２とすると、第２領域Ｒ２では、センターヨーク３２Ｂの光軸方向と直交する平面における断面積が、第１領域Ｒ１側の一端から他端にかけて徐々に大きくなることが好ましい。これにより、センターヨーク３２Ｂにおける磁束をより流れやすくすることができる。

本第２実施形態において、第２領域Ｒ２におけるセンターヨーク３２Ｂの断面積は、第１領域Ｒ１におけるセンターヨーク３２Ｂの断面積よりも大きく、コイル３５の内径よりもセンターヨーク３２Ｂの外径が大きくなるため、コイル３５は第２領域Ｒ２を移動することができないようになっている。言い換えると、コイル３５が移動できない領域の断面積を大きくして、第２領域Ｒ２としている。すなわち、第２実施形態では、コイル３５が光軸方向に移動可能な距離は、センターヨーク３２Ｂの光軸方向の長さよりも短くなっている。

そのため、図５（Ｂ）において点線で示すように、第２実施形態に係るレンズ鏡筒１００Ｂでは、レンズ保持枠Ｆ３の連結部１１５が接触するクッション材４０の端部の位置が、光軸方向において、センターヨーク３２Ｂの第２領域Ｒ２の第１領域Ｒ１側の端部の位置と略一致するようにしている。この結果、センターヨーク３２Ｂの第１領域Ｒ１の光軸方向の長さは、２つのクッション材４０の間の光軸方向における距離と略等しくなる。

なお、第２実施形態では、センターヨーク３２Ｂの材料は、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂならびに上および下ヨーク３４ａ，３４ｂの材料と同一でもよいし、異なっていてもよい。しかしながら、第１実施形態と同様に、センターヨーク３２Ｂの材料を、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂならびに上および下ヨーク３４ａ，３４ｂの材料よりも高い飽和磁束密度を有する材料とすることによって、センターヨーク３２Ｂの磁束の流れをより改善することができる。これにより、ＶＣＭ３０Ｂの駆動力をより向上することができる。

以上、詳細に説明したように、本第２実施形態によれば、ＶＣＭ３０Ｂは、光軸方向に長さを有する第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂと、光軸方向に長さを有し、第１サイドヨーク３１ａと第２サイドヨーク３１ｂとの間に配置されるセンターヨーク３２Ｂと、第１サイドヨーク３１ａに配置される第１磁石３３ａと、第２サイドヨーク３１ｂに配置される第２磁石３３ｂと、センターヨーク３２Ｂに貫通され、第１磁石３３ａおよび第２磁石３３ｂの磁力により光軸方向に移動可能なコイル３５と、を備え、センターヨーク３２Ｂの光軸方向における端部の面積は光軸方向における中央部の断面積よりも大きい。すなわち、本第２実施形態において、センターヨーク３２Ｂは、光軸方向において中央部を含む第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１の光軸方向の両側に位置する第２領域Ｒ２とを有し、第２領域Ｒ２におけるセンターヨーク３２Ｂの断面積は、第１領域Ｒ１における断面積よりも大きい。

図３（Ｂ）に示したように、センターヨークの光軸方向に垂直な平面における断面積が一定の場合、センターヨークの光軸方向における端部で磁束密度が高くなり、磁束が流れにくくなる。ＶＣＭ３０Ｂでは、センターヨーク３２Ｂの光軸方向の端部に第１領域Ｒ１よりも断面積が大きい第２領域Ｒ２を設けている。これにより、センターヨーク３２Ｂの光軸方向における端部において磁束が密集するのを抑制することができるため、センターヨーク３２Ｂの磁束の流れを改善することができ、ＶＣＭ３０Ｂの駆動力を向上することができる。

また、本第２実施形態において、第１領域Ｒ１はコイル３５が移動可能な領域であり、第２領域Ｒ２はコイル３５が移動不可能な領域である。これにより、コイル３５が第１領域Ｒ１だけを移動するため、コイル３５を安定して駆動できる。

また、本第２実施形態において、第２領域Ｒ２の光軸方向における長さは、第１領域Ｒ１の光軸方向における長さよりも短い。これにより、コイル３５の光軸方向の移動距離を長くすることができる。

また、本第２実施形態において、第２領域Ｒ２において、センターヨーク３２Ｂの断面積は、第１領域Ｒ１側の一端から他端にかけて徐々に大きくなる。これにより、センターヨーク３２Ｂの磁束の流れをより改善することができ、ＶＣＭ３０Ｂの駆動力をより向上することができる。

また、本第２実施形態において、第１領域Ｒ１におけるセンターヨーク３２Ｂの断面積は光軸方向に一定である。これにより、コイル３５を光軸方向にスムーズに駆動させることができる。

（変形例１）
上記第２実施形態では、第２領域Ｒ２におけるセンターヨーク３２Ｂの断面積を、第１領域Ｒ１側の一端から他端にかけて徐々に大きくすることで、センターヨーク３２Ｂの光軸方向の端部で磁束が密集し、磁束がながれにくくなることを抑制していたが、これに限られるものではない。

図６（Ａ）は、第２実施形態の変形例１に係るＶＣＭ３０Ｃの構成を示す概略図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）におけるセンターヨーク３２ＣのＡ－Ａ線断面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）におけるセンターヨーク３２ＣのＢ－Ｂ線断面図である。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、変形例１に係るＶＣＭ３０Ｃのセンターヨーク３２Ｃは、第１領域Ｒ１において光軸方向に延伸する溝３６を有し、図６（Ａ）及び図６（Ｃ）に示すように、第２領域Ｒ２においては溝３６が形成されていない。これにより、第２領域Ｒ２におけるセンターヨーク３２Ｃの断面積は、第１領域Ｒ１における断面積よりも大きくなっている。このような変形例１に係るセンターヨーク３２Ｃを用いても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、ＶＣＭ３０Ｃでは、センターヨーク３２Ｃの直径が一定であり、コイル３５が第２領域Ｒ２を移動することができるため、コイル３５の光軸方向における移動可能距離がＶＣＭ３０Ｂと比較して長くなる。また、例えば、コイル３５とレンズ保持枠Ｆ３とを連結する連結部１１５を、溝３６内に配置し、コイル３５をコイル３５の内周側から把持してレンズ保持枠Ｆ３と連結することができる。

なお、変形例１を第２実施形態に適用してもよい。すなわち、図５（Ａ）に示すＶＣＭ３０Ｂにおいて、第１領域Ｒ１に光軸方向に沿った溝３６が形成されていてもよい。

（変形例２）
図７は、第２実施形態の変形例２に係るＶＣＭ３０Ｄの構成を示す概略図である。第２実施形態に係るＶＣＭ３０Ｂでは、第２領域Ｒ２におけるセンターヨーク３２Ｂの断面積は、第１領域Ｒ１側の一端から他端にかけて徐々に大きくなっていたが、図７に示すように、第２領域Ｒ２におけるセンターヨーク３２Ｄの断面積は第１領域Ｒ１におけるセンターヨーク３２Ｄの断面積よりも大きければ、一定であってもよい。変形例２に係るセンターヨーク３２Ｄを用いても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、センターヨーク３２Ｄは、変形例１のような溝３６を第１領域Ｒ１に有していてもよい。

（変形例３）
センターヨークの磁束を流れやすくすると、磁束が流れやすくなった分、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂと上および下ヨーク３４ａ，３４ｂとの接続部において磁束の流れが悪くなる場合がある。変形例３では、第１サイドヨーク３１ａおよび第２サイドヨーク３１ｂの光軸方向における端部の断面積を中央部の断面積よりも大きくすることで、第１および第２サイドヨーク３１ａ，３１ｂと上ヨーク３４ａおよび下ヨーク３４ｂとの接続部における磁束の流れを改善している。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、変形例３に係るＶＣＭ３０Ｅの構成を示す概略図である。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、第１および第２サイドヨーク３１Ｅａ，３１Ｅｂは、その断面積が、端部に近づくにつれて大きくなるような形状を有している。これにより、第１サイドヨーク３１Ｅａおよび第２サイドヨーク３１Ｅｂの端部の断面積が、中央部の断面積よりも大きくなり、第１および第２サイドヨーク３１Ｅａ，３１Ｅｂと上ヨーク３４ａおよび下ヨーク３４ｂとの接続部における磁束の流れが改善される。なお、第１および第２サイドヨーク３１Ｅａ，３１Ｅｂの端部は、図８（Ａ）に示すように、Ｒ形状を有していてもよいし、図８（Ｂ）に示すように、直線形状を有していてもよい。

なお、変形例３では、第１および第２サイドヨーク３１Ｅａ，３１Ｅｂの両方において、光軸方向における端部の断面積が中央部の断面積よりも大きくなっているが、第１および第２サイドヨーク３１Ｅａ，３１Ｅｂのいずれか一方において、光軸方向における端部の断面積が中央部の断面積よりも大きくなっていてもよい。また、第１および第２サイドヨーク３１Ｅａ，３１Ｅｂの光軸方向における両端部の断面積が中央部の断面積よりも大きくなっているが、いずれか一方の端部の断面積が中央部の断面積よりも大きくなっていてもよい。

また、上記変形例３において、センターヨーク３２Ｂの断面積を一定とし、第１サイドヨーク３１Ｅａおよび第２サイドヨーク３１Ｅｂの端部の断面積を、中央部の断面積よりも大きくしてもよい。すなわち、光軸方向における第１サイドヨークの端部の断面積と第２サイドヨークの端部の断面積とセンターヨークの端部の断面積との和が、光軸方向における第１サイドヨークの中央部の断面積と第２サイドヨークの中央部の断面積とセンターヨークの中央部の断面積との和よりも大きければよい。これにより、ＶＣＭ３０Ｅの駆動力を向上させることができる。

なお、上記実施形態およびその変形例において、レンズ保持枠Ｆ３を収納する第２固定筒２０は、光軸方向に直進移動が可能な移動筒であってもよい。また、上記実施形態およびその変形例において、レンズ鏡筒１００Ａ，１００Ｂは単焦点レンズであってもよいし、ズームレンズであってもよい。また、ＶＣＭ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを、カメラのレンズ鏡筒以外に用いてもよい。

上述した実施形態は好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能であり、任意の構成要件を組み合わせてもよい。

１Ａ，１Ｂカメラ
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄボイスコイルモータ
３１ａ第１サイドヨーク
３１ｂ第２サイドヨーク
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄセンターヨーク
３３ａ第１磁石
３３ｂ第２磁石
３４ａ上ヨーク
３４ｂ下ヨーク
３５コイル
１００Ａ，１００Ｂレンズ鏡筒
Ｌ３第３レンズ群
Ｆ３レンズ保持枠
Ｒ１第１領域
Ｒ２第２領域

Claims

被駆動部材を第１方向に駆動するボイスコイルモータであって、
前記第１方向に長さを有する第１ヨーク及び第２ヨークと、
前記第１方向に長さを有し、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークの間に配置される第３ヨークと、
前記第１ヨークに配置される第１磁石と、
前記第２ヨークに配置される第２磁石と、
前記第３ヨークに貫通され、前記第１磁石および前記第２磁石の磁力により前記第１方向に移動可能なコイルと、を備え、
前記第３ヨークの前記第１方向における端部の断面積は、前記第１方向における中央部の断面積よりも大きく、
前記コイルは前記被駆動部材に固定され、
前記被駆動部材の外周に沿って、前記第１ヨークと、前記第１磁石と、前記第３ヨークと、前記第２磁石と、前記第２ヨークと、が順に配置され、
前記第３ヨークの少なくとも一部は、前記第１方向に沿った円柱形状である、
ボイスコイルモータ。
前記第３ヨークは、前記中央部を含む第１領域と、前記第１方向において前記第１領域の両側に位置する第２領域とを有し、
前記第２領域における前記第３ヨークの前記第１方向に垂直な平面における断面積は、前記第１領域における断面積よりも大きい、
請求項１に記載のボイスコイルモータ。
前記第１領域は、前記コイルが移動可能な領域であり、前記第２領域は前記コイルが移動不可能な領域である、
請求項２に記載のボイスコイルモータ。
前記第２領域の前記第１方向における長さは、前記第１領域の前記第１方向における長さよりも短い、
請求項２又は請求項３に記載のボイスコイルモータ。
前記第２領域において、前記第３ヨークの前記第１方向に垂直な平面における断面積は、前記第１領域側の一端から他端にかけて徐々に大きくなる、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記第１領域における前記第３ヨークの前記第１方向と垂直な平面における断面積は一定である、
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記第３ヨークは、前記第１方向に沿った溝を前記第１領域に有し、前記第２領域には前記第１方向に沿った溝を有さない、
請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークの前記第１方向に垂直な平面における断面形状及び断面積は、前記第１方向における一方の端部から他方の端部にかけて一定である、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記第１ヨークの形状は、前記第２ヨークの形状と同じであり、
前記第３ヨークの形状は、前記第１ヨークの形状と異なる、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記第１ヨークの前記第３ヨークの中央部と対向する位置に前記第１磁石が配置され、
前記第２ヨークの前記第３ヨークの前記中央部と対向する位置に前記第２磁石が配置される、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記被駆動部材はレンズを保持し、
前記レンズの周方向において対向する前記第１ヨークの２側面のうち前記第３ヨークから遠い第１側面を含む第１平面と、前記周方向において対向する前記第２ヨークの２側面のうち前記第３ヨークから遠い第２側面を含む第２平面と、は交差する、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの少なくとも一方の前記第１方向における端部の断面積は、前記第１方向における中央部の断面積よりも大きい、
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記第１ヨークの前記第１方向における端部の断面積と前記第２ヨークの前記第１方向における端部の断面積と前記第３ヨークの前記第１方向における端部の断面積との和は、前記第１ヨークの前記第１方向における中央部の断面積と前記第２ヨークの前記第１方向における中央部の断面積と前記第３ヨークの前記第１方向における中央部の断面積との和よりも大きい、
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記第３ヨークの材料は、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークの材料とは異なる、
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記第３ヨークの材料の飽和磁束密度は、前記第１ヨーク及び前記第２ヨークの材料の飽和磁束密度より大きい、
請求項１４に記載のボイスコイルモータ。
前記第１ヨークの材料は、前記第２ヨークの材料と同一である、
請求項１４又は請求項１５に記載のボイスコイルモータ。
前記第３ヨークの材料は、Ｆｅ－４９％Ｃｏ－２％Ｖ合金、Ｆｅ－３５％Ｃｏ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－２０％Ｃｏ－Ｃｒ－Ｖ合金、珪素鋼板Ｆｅ－３％Ｓｉ合金、純鉄、またはＳＳ４００である、
請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載のボイスコイルモータ。
前記第１ヨークの材料及び前記第２ヨークの材料は、ＳＰＣＣである、
請求項１７に記載のボイスコイルモータ。
請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載のボイスコイルモータを備えるレンズ鏡筒。
前記被駆動部材は、レンズを保持するレンズ保持枠であり、
前記レンズの光軸を中心とする円周方向に沿って、前記第１ヨークと、前記第１磁石と、前記第３ヨークと、前記第２磁石と、前記第２ヨークと、が順に配置される、
請求項１９に記載のレンズ鏡筒。
前記第１ヨークは板状の形状であり、
前記レンズの周方向において対向する前記第１ヨークの２側面のうち前記第３ヨークから遠い第１側面を含む第１平面は、前記第３ヨークの中心軸と前記光軸とを含む平面と、交差する、
請求項２０に記載のレンズ鏡筒。
前記第１方向における前記第１ヨークの端部と、前記第１方向における前記第２ヨークの端部とを連結する連結部材を有し、
前記連結部材は、前記レンズの光軸を中心とする円周方向に沿って湾曲した形状である、
請求項２０または請求項２１に記載のレンズ鏡筒。
前記ボイスコイルモータが固定される第２固定筒と、
前記第２固定筒の外周に配置される第１固定筒と、
を備える請求項２０から請求項２２のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
前記第２固定筒において、前記第１方向において前記レンズ保持枠と対向する位置に配置される緩衝部材を備える請求項２３に記載のレンズ鏡筒。