KR100552557B1 - 구동장치, 광량조정장치 및 렌즈구동장치 - Google Patents

Abstract

구동장치는, 외주면이 원주방향을 따라 복수의 상이한 자화부로 분리되어 있는 원통형 자석부를 지니고 회전축을 중심으로 회전가능한 회전자, 적어도 상기 회전자의 회전축과 평행한 방향으로 뻗어, 상기 자석부의 상기 외주면과 대면해서 형성되어 있는 외부자극부, 상기 외부자극부에 대향해서, 상기 자석부의 내주면과 대면해서 형성되어 있는 내부자극부 및 상기 외부자극부와 상기 내부자극부를 여자시키기 위한 코일을 포함하고 있다. 상기 코일은, 상기 회전자의 상기 회전축방향을 따라 배치되어 있다. 또, 상기 회전자는 3개의 정지위치중 하나의 위치에서 선택적으로 유지될 수 있고, -0.3X + 0.72 < Y의 조건(여기서, Y가 상기 자석부에 있어서의 각각의 자극의 중심각에 대한 각각의 외부자극부의 중심각의 비이고, X가 반경방향에 있어서의 상기 자석부의 두께에 대한 상기 자석부의 각 자극의 원주길이의 비임)을 만족한다.

Description

구동장치, 광량조정장치 및 렌즈구동장치{DRIVING APPARATUS, LIGHT-AMOUNT REGULATING APPARATUS, AND LENS DRIVING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 의한 광량조정장치의 제 1실시형태를 표시한 분해사시도

도 2는 도 1의 광량조정장치를 표시한 단면도

도 3은 회전자가 제 3위치에 있는 상태를 표시한 도 2의 B-B단면도

도 4는 회전자가 제 1위치에 있는 상태를 표시한 도 2의 B-B단면도

도 5는 회전자가 제 2위치에 있는 상태를 표시한 도 2의 B-B단면도

도 6은 제 1실시형태의 회전자가 제 3위치에 있을 때 광량조정용 블레이드의 회전위치를 표시한 도면

도 7은 제 1실시형태의 회전자가 제 1위치에 있을 때 광량조정용 블레이드의 회전위치를 표시한 도면

도 8은 제 1실시형태의 회전자가 제 2위치에 있을 때 광량조정용 블레이드의 회전위치를 표시한 도면

도 9는 제 1실시형태에 있어서의 코깅토크를 표시한 그래프

도 10은 제 1실시형태에 있어서의 외부자극부의 크기, 코깅토크 및 자석부의 크기간의 관계를 표시한 그래프

도 11은 도 10의 관계를 얻는 데 사용하는 모터모형의 구조를 기재한 표

도 12는 제 1실시형태에 있어서의 코깅토크와 회전자의 회전위상간의 관계의 실험결과를 표시한 그래프

도 13은 제 1실시형태에 있어서의 코깅토크와 회전자의 회전위상간의 관계의 실험결과를 표시한 그래프

도 14는 제 1실시형태에 있어서의 코깅토크와 회전자의 회전위상간의 관계의 실험결과를 표시한 그래프

도 15는 제 1실시형태의 실험모형에 있어서의 외부자극부의 폭크기, 코깅토크 및 자석부의 크기간의 관계를 표시한 그래프

도 16은 본 발명에 의한 렌즈구동장치의 제 2실시형태를 표시한 사시도

도 17은 종래의 셔터블레이드구동장치를 표시한 분해사시도

도 18은 종래의 다른 셔터블레이드구동장치를 표시한 분해사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 회전자 1a, 1b, 1c, 1d: 자화부

1g: 구동핀 1f: 축부

2: 코일 3: 보빈

4: 고정자 4a, 4b: 외부자극부

4c: 내부원통(또는 내부자극부) 4d: 구멍부

5: 광량조정장치의 판 5a: 개구부

5b: 안내홈 5d: 돌출부

6, 7: 광량조정용 블레이드 6a, 7a: 둥근 구멍

6b, 7b: 길이가 긴 구멍 10: 렌즈유지부

10a, 10b: 끼워맞춤부 10c: 팔형상부

10d: 미끄럼부 11: 렌즈

12, 13: 축

본 발명은, 디지틀카메라 등의 촬상장치에 구비된 셔터장치 등에 적합하게 이용될 수 있는 구동장치 및 광량조정장치의 개량에 관한 것이다. 또, 본 발명은, 촬상장치에 구비된 렌즈구동기구에 적합하게 사용가능한 렌즈구동장치의 개량에 관한 것이다.

도 17에 표시한 바와 같은 렌즈셔터카메라의 종래의 셔터장치가 제안되어 있다. 도 17에 있어서, (101)은 영구자석의 자석부재이고, (102)는 구동레버이며, (102a)는 구동레버(102)상에 형성된 구동핀이다. 구동레버(102)는 자석(101)에 고정되어 해당 자석(101)과 함께 회전한다. (103)은 코일이고, (104) 및 (105)는 각각 연질의 자성재로 이루어져, 코일(103)에 의해 여자되는 고정자이다. 고정자(104), (105)는 서로 부분(104a), (105a)에 의해 접속되어, 공통의 자기회로에 일체적으로 배열되어 있다. 코일(103)에의 전류공급시, 고정자(104), (105)는 여자되고, 자석(101)은 소정의 각도의 범위내에서 회전구동된다.

(106), (107)은, 각각 셔터블레이드이고, (108)은 판이다. 셔터블레이드(106), (107)의 구멍부(106a), (107a)는 각각 판(108)의 핀(108b), (108c)에 회전가능하게 장착되어 있다. 구동핀(102a)은 길이가 긴 구멍(106b), (107b)안으로 미끄럼가능하게 끼워맞춤되어 있다. 따라서, 구동레버(102)가 자석(101)과 함께 회전하면, 셔터블레이드(106), (107)는 각각 구멍(106a), (107a)을 중심으로 해서 회전구동된다. 그러므로, 판(108)의 개구부(108a)는 개폐된다. 비용증대를 방지할 목적으로, 자석이 가소성 자석으로 이루어지고, 이 자석에 구동핀이 일체로 형성되어 있는 구조도 제안되어 있다.

(109)는 앞쪽 판으로, 해당 앞쪽 판과 판(108)사이에 셔터블레이드(106), (107)를 이동가능하게 유지한다. (110)은, 고정자(104), (105)를 유지하는 동시에 자석(101)을 회전가능하게 유지하기 위한 뒤쪽 판이다.

CCD 등을 촬상소자로서 이용하여 화상을 광전변환해서 기록매체에 정지화상의 정보로서 기록하는 디지틀카메라가 더욱더 널리 이용되고 있다. 이들 디지틀카메라의 노광동작의 일례에 대해서는 이하에 설명한다.

촬영하기 전에 초기에 주전원을 온상태로 절환하면 촬상소자가 동작상태에 놓이게 되므로, 셔터블레이드는, 촬상소자를 노광가능하게 하는 개방위치에 유지된다. 따라서, 전하의 보존, 방전 및 전송이 촬상소자에 의해 반복되어, 화상모니터를 통해 물체화면의 관찰이 가능하게 된다.

그 후, 릴리즈버튼을 누르면, 그 때의 촬상소자의 출력에 대응해서 조리개값과 노광시간이 정해진다. 따라서, 노광개구의 직경이 좁게 될 필요가 있을 경우, 조리개블레이드는 소정의 조리개값으로 설정되도록 구동된다. 다음에, 전하의 보 존개시지시가 보존된 전하의 방전을 행하는 촬상소자에 전송된다. 이와 동시에, 트리거신호로서 그 개시신호가 수신되면 노광시간을 제어하기 위한 회로가 작동하기 시작한다.

소정의 노광시간의 경과후, 셔터블레이드는, 폐쇄위치로 구동되어 촬상소자의 노광을 저지한다. 촬상소자의 노광이 저지되면, 보존된 전하가 전송되기 시작된다. 이와 같이 해서 화상정보가 화상기록장치를 통해 기록매체에 기록되게 된다. 촬상소자의 노광은, 전하의 전송중에 차단되어 이 전송시간동안 소정의 광에 의한 전하의 변동을 방지한다.

상기 셔터장치이외에, ND필터를 전진 혹은 퇴출시키기 위한 기구를 지닌 장치 및 조리개직경이 작은 조리개제한부재를 전진 혹은 퇴출시키기 위한 기구를 지닌 장치도 존재한다.

상기 셔터장치에 있어서는, 두께를 감축할 수 있으나, 코일과 고정자가 판상에 넓은 면적을 점유하기 쉽다. 이러한 결점에 비추어, 도 18에 표시한 바와 같은 광량조정장치가 제안되어 있다.

도 18에 있어서, (201)은 부분(201a), (201b)이 각각 N극과 S극으로 자화되어 있는 원통형 회전자(201)이다. (201c)는, 회전자(201)와 일체로 형성된 팔형상부(arm)이다. 구동핀(201d)은, 회전자의 회전축방향에 있어서 팔형상부(201c)로부터 뻗어 있다. (202)는 회전자(201)의 축방향을 따라 배치된 코일이다. (203)은 연질의 자성재로 이루어지고, 코일(202)에 의해 여자되는 고정자이다. 고정자(203)는 회전자(201)의 외면과 대면하는 외부자극부(203a)와, 회전자(201)에 삽입된 내부원통을 지니고 있다.

(204)는, 고정자(203)의 내부원통에 고정되어, 회전자(201)의 내면과 대면하는 보조고정자이다. 코일(202)에의 전력공급시, 외부자극부(203a)와 보조고정자(204)가 여자되고, 회전자(201)는 소정의 위치까지 회전된다. (207) 및 (208)은 셔터블레이드, (205)는 판이다. 셔터블레이드(207), (208)는, 각각, 판(205)의 핀(205b), (205c)이 각각 삽입되는 구멍부(207a), (208a)를 중심으로 해서 회전가능하다. 구동핀(201d)은, 길이가 긴 구멍(207b), (208b)과 미끄럼가능하게 맞물려 있다. (206)은, 구동핀(201d)이 길이가 긴 구멍(207b), (208b)의 단부에 대향해서 밀고 나갈 수 있도록 회전자(201)에 대해 탄성력을 부여하는 비틀림스프링이다. 코일(202)에 전력이 공급되어 구동핀(201d)이 회전자(201)와 함께 비틀림스프링(206)의 탄성력에 대항해서 회전하면, 셔터블레이드(207), (208)는 각각 구멍부(207a), (208a)를 중심으로 회전한다. 따라서, 판(205)의 개구부(205a)가 개폐된다.

이러한 광량조정장치에 의해 컴팩트한 광량제어장치를 얻을 수 있다.

도 18의 광량조정장치는, 도 17의 것보다도 소형구조에 더욱 적합하다. 그러나, 도 18의 광량조정장치에 있어서는, 셔터블레이드(207), (208)는, 코일의 전류공급 상태만을 온상태 또는 오프상태로 변경함으로써 그들의 개방위치 혹은 폐쇄위치에 간단히 유지될 수 있다. 즉, 이들 광량조정용 블레이드는, 2개의 상태, 즉, 개구부가 이들로 덮여 있는 상태와, 이들이 개구부로부터 퇴출된 상태사이에서 만 구동될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 상기 2가지 상태사이의 중간의 개방상태도 확립될 수 있는 장치가 제공될 것이 요망되고 있다.

본 발명의 일측면에 의하면, 외주면이 원주방향을 따라 복수의 상이한 자화부로 분리되어 있는 원통형 자석부를 지니고 회전축을 중심으로 회전가능한 회전자; 상기 회전자의 회전축과 평행한 방향으로 뻗어, 상기 자석부의 상기 외주면과 대면해서 형성되어 있는 적어도 1개의 외부자극부; 상기 외부자극부에 대향해서, 상기 자석부의 내주면과 대면해서 형성되어 있는 내부자극부; 및 상기 외부자극부와 상기 내부자극부를 여자시키기 위하여 상기 회전자의 상기 회전축방향을 따라 배치되어 있는 코일을 구비한 구동장치가 제공된다.

본 구동장치에 있어서, 상기 회전자는 3개의 정지위치중 하나의 위치에서 선택적으로 유지될 수 있고, -0.3X + 0.72 < Y의 조건(여기서, Y가 상기 자석부에 있어서의 각각의 자극의 중심각에 대한 각각의 외부자극부의 중심각의 비이고, X가 반경방향에 있어서의 상기 자석부의 두께에 대한 상기 자석부의 각 자극의 원주길이의 비임)을 만족한다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 외주면이 원주방향을 따라 복수의 상이한 자화부로 분리되어 있는 원통형 자석부를 지니고 회전축을 중심으로 회전가능한 회전자; 상기 회전자의 회전에 따라 작동하는 출력부재; 상기 회전자의 회전축과 평행한 방향으로 뻗어, 상기 자석부의 상기 외주면과 대면해서 형성되어 있는 적어도 1개의 외부자극부; 상기 외부자극부에 대향해서, 상기 자석부의 내주면과 대면해서 형성되어 있는 내부자극부; 상기 외부자극부와 상기 내부자극부를 여자시키기 위하여 상기 회전자의 상기 회전축방향을 따라 배치되어 있는 코일; 개구부를 지닌 판; 및 상기 개구부를 통과하는 광량을 변경하고, 상기 출력부재에 의해 구동되어 상기 판의 상기 개구부를 향해 전진하거나 해당 개구부로부터 퇴출되는 광량조정부재를 구비한 구동장치가 제공된다.

본 구동장치에 있어서, 상기 광량조정부재는 3개의 정지위치중 하나의 위치에서 선택적으로 유지될 수 있고, -0.3X + 0.72 < Y의 조건(여기서, Y가 상기 자석부에 있어서의 각각의 자극의 중심각에 대한 각각의 외부자극부의 중심각의 비이고, X가 반경방향에 있어서의 상기 자석부의 두께에 대한 상기 자석부의 각 자극의 원주길이의 비임)을 만족한다.

본 발명의 또다른 측면에 의하면, 외주면이 원주방향을 따라 복수의 상이한 자화부로 분리되어 있는 원통형 자석부를 지니고 회전축을 중심으로 회전가능한 회전자; 상기 회전자의 회전에 따라 작동하는 출력부재; 상기 회전자의 회전축과 평행한 방향으로 뻗어, 상기 자석부의 상기 외주면과 대면해서 형성되어 있는 적어도 1개의 외부자극부; 상기 외부자극부에 대향해서, 상기 자석부의 내주면과 대면해서 형성되어 있는 내부자극부; 상기 외부자극부와 상기 내부자극부를 여자시키기 위하여 상기 회전자의 상기 회전축방향을 따라 배치되어 있는 코일; 개구부를 지닌 판; 및 상기 개구부를 통과한 광속의 초점길이를 변경하고, 상기 출력부재에 의해 구동되어 상기 판의 상기 개구부를 향해 전진하거나 해당 개구부로부터 퇴출되는 렌즈를 구비한 렌즈구동장치가 제공된다.

상기 구동장치에 있어서, 상기 렌즈는 3개의 정지위치중 하나의 위치에서 선 택적으로 유지될 수 있고, -0.3X + 0.72 < Y의 조건(여기서, Y가 상기 자석부에 있어서의 각각의 자극의 중심각에 대한 각각의 외부자극부의 중심각의 비이고, X가 반경방향에 있어서의 상기 자석부의 두께에 대한 상기 자석부의 각 자극의 원주길이의 비임)을 만족한다.

이들 구성에 의하면, 코일에 전류가 공급되지 않은 경우, 회전자의 자석부와 고정자간에 작용하는 코깅토크(cogging torque)에 의해, 자석부의 자극간의 경계부가 외부 자극부와 대면하는 회전위치에서 회전자가 유지될 수 있고; 코일에 공급된 전류의 방향을 변경함으로써 상이한 방향중 하나의 방향으로 회전자가 선택적으로 구동될 수 있으며; 3개의 정지위치가 존재하는 간단한 구동장치를 제공할 수 있다. 여기서, 코깅토크란, 영구자석을 사용하는 모터에서 모터가 회전함에 따라 회전자와 고정자의 위치변화에 따른 회전자의 자석과 고정자 간의 자기저항 변화에 의해 발생하는 토크이다. 이 코깅토크는 부하의 상태와는 관계없이 영구자석이 안정위치에서 벗어남으로써 안정위치로 복귀하려는 힘에 의하여 발생한다.

상기 설명한 것이외의 기타 목적과 이점 등은, 후술하는 본 발명의 바람직한 실시형태의 설명으로부터 당업자에게는 명백할 것이다. 이하의 설명에 있어서, 본 발명의 예를 예시하고 각 부분을 구성하는 첨부도면을 참조하나, 이러한 예는, 본 발명의 각종 실시형태를 제한하는 것은 아니므로, 본 발명의 범위는, 해당 발명의 범위를 규정하는 설명이후에 있는 특허청구범위를 참조하길 바란다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 도면을 참조해서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 의한 광량조정장치의 제 1실시형태를 표시한다. 도 1은, 광량조정장치의 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이다. 구동장치를 표시한 도 2에 있어서, 그 좌측 절반부는, 고정자의 외부자극부를 지닌 부분의 단 면도를 표시하고, 그의 우측 절반부는 외부자극부가 없는 부분의 단면을 표시한 것이다. 도 3은 회전자가 제 3위치에 있는 상태를 표시한 도 2의 B-B단면도이고, 도 4는 회전자가 제 1위치에 있는 상태를 표시한 도 2의 B-B단면도이며, 도 5는 회전자가 제 2위치에 있는 상태를 표시한 도 2의 B-B단면도이다. 도 6은 회전자가 제 3위치에 있을 때 광량조정용 블레이드의 회전위치를 표시한 도면, 도 7은 회전자가 제 1위치에 있을 때 광량조정용 블레이드의 회전위치를 표시한 도면, 도 8은 회전자가 제 2위치에 있을 때 광량조정용 블레이드의 회전위치를 표시한 도면이다. 회전자의 제 1, 제 2 및 제 3위치의 상세에 대해서는 후술한다.

이들 도면에 있어서, (1)은 가소성 자성재로 이루어진 대략 원통형상의 자석부를 지닌 회전자를 나타낸다. 자석부(1)의 외주면은, 그의 외주방향에 있어서 4부분으로 분리되며, 이들 분리된 부분은 N극과 S극으로 교대로 자화되어 있다. 도 3에 표시한 바와 같이, 자화부(1a) 및 (1c)의 외주면은, N극으로 자화되어 있는 반면, 자화부(1b) 및 (1d)의 외주면은, S극으로 자화되어 있다. 제 1실시형태에 있어서, 자극의 수는 4개이나, 2개이상의 자극이면 충분하다. 축방향으로 연장되고 있는 구동핀(1g)은 회전자(1)의 자석부와 일체로 형성되어 있다. 구동핀(1g)의 이동범위는 판(후술함)의 안내홈(5b)에 의해 제한되어 있다. 광량조정장치의 구동장치는, 구동핀(1g)이 판의 개구부(5a)의 중심을 향해 전진하거나 해당 중심으로부터 퇴출하도록, 즉, 구동핀(1g)이 판의 반경방향으로 이동가능하도록 구성되어 있다.

(2)는 보빈(3)상에 감겨있는 원통코일이다. 코일(2)은 회전자(1)와 동심이 고, 축방향으로 회전자(1)와 인접해서 배치되어 있다. 코일(2)의 외부직경은, 회전자(1)의 자석부의 외부직경과 거의 동일하다. 구동장치가 1-상-온-구동(one-phase-on-drive)방식을 채용하므로, 하나의 코일(2)이면 충분하다.

(4)는 연질 자성재로 이루어진 고정자이다. 고정자(4)는 선단부에 톱날형상의 외부자극부(4a), (4b)를 지닌 외부원통과, 자극형상의 내부자극부를 지닌 내부원통(4c)을 지니고 있다. 외부자극부(4a), (4b)는, 이들 사이에 소정의 간격을 두고 소정의 각도(도 3에 있어서는 각도 A)에 걸쳐 회전자(1)의 외주면에 대면하도록 형성되어 있다. 여기서, 상기 각도는, 외부자극부(4a), (4b)의 각각과 자석부의 회전중심에 의해 형성된 부채형상부의 중심각이다. 제 1실시형태에 있어서의 소정각에 대해서는 후술한다. 고정자(4)의 자극형상의 내부원통(4c)은 내부자극부를 구성한다. 내부원통은, 소정의 간격을 두고 회전자(1)의 내주면과 대면하도록 형성되어 있다. 이들 회전자(1), 코일(2), 보빈(3) 및 고정자(4)는, 광량조정장치를 작동시키기 위한 구동장치를 구성한다.

(5)는 광량조정장치의 판을 나타낸다. 개구부(5a)는 판(5)의 중심부에 형성되어 있고, 이 개구부(5a)의 앞쪽에 블레이드부재가 배치되어 있다. 개구부(5a)를 통과한 광량은, 블레이드부재의 회전위치를 제어함으로써 조정된다. 도 2에 표시한 바와 같이, 고정자(4)는, 회전자(1)의 축부(1e)가 판(5)의 오목부(5c)에 회전가능하게 끼워맞춤되고, 회전자(1)의 축부(1f)가 고정자(4)의 내부자극부의 구멍부(4d)에 회전가능하게 끼워맞춤되도록 외부자극부(4a), (4b)에서 판(5)에 장착되어 있다.

(6) 및 (7)은, 각각 광량조정용 블레이드이다. 광량조정용 블레이드(6), (7)는 회전자(1)의 구동핀(1g)의 이동(회전)시 구동되어, 개구부(5a)를 가변적으로 덮어 개구면적을 변화시킨다(예를 들면, 노광량을 변화시킨다). 광량조정용 블레이드(6)의 둥근 구멍(6a)은 판(5)의 돌출부(5d)와 회전가능하게 맞물리고, 길이가 긴 구멍(6b)은 회전자(1)의 구동핀(1g)과 미끄럼가능하게 맞물린다. 마찬가지로, 광량조정용 블레이드(7)의 둥근 구멍(7a)은 판(5)의 돌출부(5e)와 회전가능하게 맞물리고, 길이가 긴 구멍(7b)은 회전자(1)의 구동핀(1g)과 미끄럼가능하게 맞물린다. 따라서, 광량조정용 블레이드(6)는 회전자(1)의 구동핀(1g)의 이동과의 연동관계에서 둥근 구멍(6a)의 축을 중심으로 회전하고, 광량조정용 블레이드(7)는 둥근 구멍(7a)의 축을 중심으로 해서 회전한다.

도 6은, 코일(2)에 전류가 공급되지 않고, 회전자(1)가 제 3위치(도 3에 표시한 위치)에 있을 때의 광량조정용 블레이드(6), (7)의 위치를 표시한 도면이다. 이 상태에서, 판(5)의 개구부(5a)를 통과한 광량은, 소정량만큼 감소한다. 도 7은 코일(2)에 전류가 공급되고, 회전자(1)가 제 1위치(도 4에 표시한 위치)에 있을 때의 광량조정용 블레이드(6), (7)의 위치를 표시한 도면이다. 이 상태에서, 광량조정용 블레이드(6), (7)는 판(5)의 개구부(5a)로부터 퇴출되어 있다. 도 8은 코일(2)에 상기 전류와 반대방향의 전류가 공급되지 않고, 회전자(1)가 제 2위치(도 5에 표시한 위치)에 있을 때의 광량조정용 블레이드(6), (7)의 위치를 표시한 도면이다. 이 상태에서, 광량조정용 블레이드(6), (7)는 판(5)의 개구부(5a)를 덮고 있다.

이와 같이 해서 광량조정용 블레이드(6), (7)는 회전자(1)의 정지위치에 따라서 판(5)의 개구부(5a)를 통과한 광량을 변화시킨다. 보다 상세하게는, 광량조정용 블레이드(6), (7)는, 개구부(5a)로부터 퇴출된 제 1상태, 개구부(5a)를 덮고 있는 제 2상태 또는 제 1상태와 제 2상태사이의 중간상태인 제 3상태를 선택적으로 취하여, 광량조정용 블레이드(6), (7)에 의해 형성된 개구면적이 변화될 수 있고, 개구부(5a)를 통과한 광량을 조정할 수 있게 된다.

(8)은, 광량조정용 블레이드(6), (7)의 축방향으로의 미끄러져 나가는 것을 방지하는 덮개이다. 해당 덮개(8)는 판(5)에 고정되어 있다.

도 3은 코일(2)에 전류가 공급되지 않은 때에 회전자(1)의 자석부와 외부자극부(4a), (4b)에 의한 코깅토크에 의해 유지된 회전자(1)의 회전상태를 표시한 것이다. 도 3의 상태에서 코일(2)에 전류가 공급되면, 고정자(4)의 외부자극부(4a), (4b)가 S극으로 자화되고, 고정자(4)의 내부자극부(4c)가 N극으로 자화된다. 따라서, 회전자(1)가 시계방향으로 회전되어, 구동핀(1g)이 안내홈(5b)의 일단부를 향해 밀고 나아가는 도 4의 상태로 된다. 이러한 상태하에 코일(2)에의 전류공급이 정지되면, 회전자(1)는 재차 도 3의 상태로 복귀된다.

도 3의 상태에서 상기 방향과 반대방향으로 코일(2)에 전류가 공급되면, 고정자(4)의 외부자극부(4a), (4b)가 N극으로 자화되고, 고정자(4)의 내부자극부(4c)가 S극으로 자화된다. 따라서, 회전자(1)가 도 3에 있어서 반시계방향으로 회전되어, 구동핀(1g)이 안내홈(5b)의 타단부에 대항해서 밀고 나아가는 도 5의 상태로 된다. 이 상태에서 코일(2)에의 전류공급이 정지되면, 회전자(1)는 재차 도 3의 상태로 복귀한다.

코일(2)의 전류공급상태가 이와 같은 방식으로 변경되면, 구동핀(1g)은, 도 3 내지 도 5의 3가지 위치간에 반복적으로 이동할 수 있다. 제 1위치가 도 4에 표시한 바와 같은 회전자(1)의 정지위치이고, 제 2위치가 도 5에 표시한 바와 같은 회전자(1)의 정지위치이고, 제 3위치가 도 3에 표시한 바와 같은 회전자(1)의 정지위치인 것으로 이해하면 된다.

축부분(1e), (1f)과 구동핀(1g)은, 회전자(1)와 일체로 가소성 자성재로 형성되어 있으므로, 이들을 별도로 분리해서 형성한 경우에 비해서 비용과 조립상의 오차를 저감시킬 수 있다. 또, 외부자극(4a), (4b)과 구동핀(1g)의 위치는, 서로 회전자(1)의 축방향에 대해서 중첩되므로, 상기 설명한 대략 원통형의 구동장치의 축방향에서의 길이(L)(도 2 참조)를 단축할 수 있다.

또, 고정자(4)의 외부자극부(4a), (4b)는, 외부원통의 선단부로부터 연장되는 홈부분(nicks)을 형성함으로써 상기 회전자(1)의 상기 회전축에 평행한 방향으로 연장되는 톱니형상 구조로 형성되어 있다. 따라서, 고정자(4)의 직경은, 자석부의 직경, 자석간극 및 회전자(1)자체의 두께의 합인 최소크기까지 감축시킬 수 있다. 그러므로, 구동장치는, 그의 직경을 매우 작게 할 수 있다. 그 결과, 판(5)상에 배치된 성분의 면적을 매우 작게 할 수 있는 컴팩트한 구동장치를 얻을 수 있다.

또한, 회전자(1)는, 회전자(1)의 외주면과 대면하는 외부자극부와 해당 회전자(1)의 내주면과 대면하는 내부자극부사이에 삽입되어 있으므로, 자석저항이 작은 자석회로를 구축할 수 있어, 코일(2)에의 전류공급시, 한쪽 자극부로부터 나오는 자장선이 다른 자극부안으로 흐를 수 있다. 따라서, 발생된 자장선의 대부분이 이들 자극부사이에 삽입된 회전자(1)에 작용한다. 이와 같이 해서 높은 회전출력을 지닌 소형의 구동장치를 용이하게 실현할 수 있는 데다가, 하나의 코일(2)이면 충분하므로, 전류공급을 제어하기 위한 회로를 간단화할 수 있고, 또한 비용도 저감할 수 있다.

각각의 외부 자극부(4a), (4b)에 대해서 회전자(1)가 대면하는 각에 대해 이하 설명한다.

본 실시형태에 있어서, 코일(2)에 전류가 공급되지 않는 한, 회전자(1)의 회전위치는 도 3의 제 3위치에 유지된다. 이 상태를 도 9 및 도 10을 참조해서 설명한다.

도 9에 있어서, 세로축은, 내외부자극부사이에서 발생하는, 회전자(1)에 작용하는 자력의 크기를 나타내고, 가로축은, 회전자(1)의 회전위상을 나타낸다.

점(E1), (E2), (E3)으로 표시된 개소에서, 회전자(1)가 양의 방향으로 회전하려고 하면, 해당 회전자(1)를 그 반대방향으로 회전가능하게 하는 힘이 회전자(1)에 작용하고, 회전자(1)가 음의 방향으로 회전하려고 하면, 해당 회전자(1)를 그 반대방향으로 회전가능하게 하는 힘이 회전자(1)에 대해서 작용한다. 따라서, 회전자(1)는 그의 원래의 위치로 되돌아오게 된다. 점(E1), (E2) 또는 (E3)에서, 회전자(1)는, 자석부와 외부자극부사이의 자력에 의해 안정적으로 위치결정된다. 또, 점(F1), (F2)은, 자석부가 약간이라도 벗어나 있을 경우 이들 점(F1) 혹은 (F2)에 인접한 점(E1), (E2) 또는 (E3)을 향하여 회전자를 회전가능하게 하는 힘이 해당 회전자에 작용하는 불안정한 평형상태하에서의 정지위치이다. 코일(2)에 전류가 공급되지 않은 상태하에서, 회전자(1)는 결코 상기 벗어남에 의에 (F1) 또는 (F2)에서 머무르지 않고, 그의 자세를 변경해서, 점(E1), (E2) 또는 (E3)에서 정지하게 된다.

점(E1), (E2) 또는 (E3)으로 표시되는 것과 같은 코깅하는 안정한 점이 360/NA의 간격으로 존재한다(여기서, 자석부에서의 자극의 수가 NA임). 이들 안정한 위치 사이의 중간위치가 점(F1), (F2)와 같은 불안정한 위치이다.

유한소자법에 의한 수치시뮬레이션의 결과로부터, 코일에 전류가 공급되지 않은 때에 외부자극부와 자석부간의 인력이 있는 상태는, 자석부에 있어서의 각각의 자극의 각도(자석부에 있어서의 자화부의 중심각)와, 자석부와 대면하고 있는 외부자극부의 대향각(외부자극부(4a)와 자석부의 회전중심위치에 의해 형성된 원호중심각인 도 3에서 (A)로 표시되는 각도)과의 관계에 따라 변하는 것이 명백해진다.

상기 결과에 의하면, 자석부의 코깅위치는, 자석부와 대면하는 외부자극부의 각도에 따라 변화한다. 즉, 자석부와 대면하고 있는 외부자극부의 각도가 소정치이하이면, 자석부에 있어서의 자극의 중심은, 이 중심이 외부자극부의 중심과 대면하는 위치에서 안정적으로 유지된다. 도 9에 있어서의 점(E1), (E2) 및 (E3)은, 이 상태에 상당한다. 역으로, 자석부와 대면하는 외부자극부의 각도가 소정치를 초과하면, 자석부에 있어서의 자극간의 경계는, 해당 경계가 외부자극부의 중심과 대면하는 위치에 안정적으로 유지된다. 도 9에 있어서의 점(E1), (E2) 및 (E3)은, 이 위치에 상당한다. 이하, 이 상황을 도 10을 참조해서 설명한다.

도 10은, 외부자극부의 폭크기와, 코깅토크와 자석부의 크기와의 관계를 표시한 것이다.

도 10에 있어서, 가로축은 회전자의 각 자극의 외주길이에 대한 자석의 두께의 비를 나타내고, 세로축은, 회전자의 각 자극의 각도에 대한 자석과 대면하고 있는 각각의 외부자극부의 대향각의 비(즉, 자석에 있어서의 각각의 자극의 중심각에 대한 외부자극부에 있어서의 각각의 자극의 중심각의 비)를 나타낸다.

예를 들면, 자석의 외부직경이 10㎜, 그의 내부직경이 9㎜, 자석에 있어서의 자극의 수가 16개이면, 자석의 두께는 (10-2)/2㎜이며, 자석에 있어서의 각 자화된 자극의 외주길이는 10×π/16㎜이므로, 회전자의 각 자극의 외주길이에 대한 자석의 두께의 비의 가로축상의 값은 0.255이다. 또, 자석과 대면하고 있는 각 외부자극부의 대향각이 13도이면, 회전자의 각각의 자극의 각도가 22.5도이므로, 회전자의 각각의 자극의 각도에 대한 자석과 대면하고 있는 각각의 외부자극부의 대향각의 비의 세로축상의 값은, 0.578이다.

도 10에 있어서, 각 플롯한(plotted) 점은, 코깅토크가 거의 영(0) 혹은 최소인 모터모형에 있어서, "회전자에 있어서의 각 자극의 각도에 대한 자석과 대면하고 있는 각각의 외부자극부의 대향각의 비" 및 "회전자의 각각의 자극의 외주길이에 대한 자석의 두께의 비"를 나타낸다. 도 10은 도 11의 표에 있어서 기재한 9개 종류의 모터의 그래프이다.

도 10에 있어서, 세로축 Y가, 회전자에 있어서의 각각의 자극의 각도에 대한 자석과 대면하고 있는 각각의 외부자극부의 대향각의 비를 나타내고, 가로축 X가 회전자의 각각의 자극의 외주길이에 대한 자석의 두께의 비를 나타내고 있는 경우, 상기 점들은, 대략 Y = -0.3X + 0.63으로 정의된 라인 1 및 대략 Y = -0.3X + 0.72로 정의된 라인 2로 둘러싸인 영역내에 들어간다.

도 10에 있어서, 라인 1(즉, Y < -0.3X + 0.63의 영역)이내의 영역에 있어서, 자석의 극의 중심은, 해당 중심이 외부자극부의 중심과 대면하는 위치에서 안정하게 유지되고, 라인 2(즉, Y > -0.3X + 0.72의 영역)이내의 영역에 있어서, 자석의 자극간의 경계는, 해당 경계가 외부자극부의 중심과 대면하는 위치에서 안정하게 유지된다.

라인 1과 라인 2로 둘러싸인 영역(즉, 조건 -0.3X + 0.63 ≤Y ≤ -0.3X + 0.72를 만족하는 영역)에 있어서, 코깅토크는 극히 작다.

여기서, 각각의 외부자극부(4a), (4b)의 각 대향각(A)이 자석의 축방향을 따라 점차로 변화할 경우, 평균대향각만이 상기 조건을 만족할 필요가 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 자석의 단부면근방의 대향각(A)이 15도이고, 외부자극부의 선단부근방의 대향각(A)이 약 13도이면, 그들의 평균치인 14도가 상기 조건에 적용된다.

실험결과를 도 12, 도 13 및 도 14에 표시한다.

도 12, 도 13 및 도 14에 있어서는, 도 9와 마찬가지로, 세로축은, 내외부자극부간에 발생되어 회전자(1)에 작용하는 자력에 의한 토크를 나타내고, 가로축은, 회전자(1)의 회전위상을 나타낸다. 또, 코일(2)에 전류가 공급되지 않은 때의 코깅토크와, 코일(2)의 양말단에 3V의 전압이 인가된 때 발생된 통전토크가 표시되어 있다. 모터모형에 있어서, 자석의 외부직경이 10.6㎜, 자석의 내부직경이 9.8㎜, 자석에 있어서의 자극의 수는 16개, 코일의 회전수는 112턴(turn), 저항은 10Ω, 고정자에 있어서의 외부자극부의 외부직경은 11.6㎜, 고정자에 있어서의 외부자극부의 내부직경은 11.1㎜, 고정자에 있어서의 내부자극부의 외부직경은 9.3㎜, 고정자에 있어서의 내부자극부의 내부직경은 8.8㎜이다. 모터의 형상은, 도 1 내지 도 4에 표시한 것과 마찬가지이다.

도 12에 있어서, 자석과 대면하는 외부자극부의 각 대향각(A)은 10.35도이고, X=0.192, Y=0.46이다.

도 13에 있어서, 자석과 대면하는 외부자극부의 각 대향각(A)은, 13.45도이고, X=0.192, Y=0.60이다. 이 경우, 전류가 공급되지 않은 때의 토크, 즉, 코깅토크는 최소이다.

도 14에 있어서, 자석과 대면하는 외부자극부의 각 대향각(A)은 15.52도이고, X=0.192, Y=0.69이다.

도 10에서 얻어진 라인 1 및 라인 2를 나타내는 도 15에 있어서, 도 12, 도 13 및 도 14의 구조는, 각각 점(a), (b) 및 (c)로 표시된다.

도 12에 표시한 구조적 특징을 지닌 장치(즉, 자석과 대면하는 외부자극부의 대향각(A)이 10.35도인 장치)에 있어서, X=0.192, Y=0.46이다. 따라서, Y < -0.3X + 0.63의 조건이 만족되고, 자석의 안정한 위치는, 자화부의 자극중심이 외부 자극부의 중심과 대면하는 위치이다.

도 13에 표시한 구조적 특징을 지닌 장치(즉, 자석과 대면하는 외부자극부의 대향각(A)이 13.45도인 장치)에 있어서, X=0.192, Y=0.60이다. 따라서, -0.3X + 0.63 ≤Y ≤ -0.3X + 0.72의 조건이 만족되고, 코깅토크는 극히 작다.

도 14에 표시한 구조적 특징을 지닌 장치(즉, 자석과 대면하는 외부자극부의 대향각(A)이 15.52도인 장치)에 있어서, X=0.192, Y=0.69이다. 따라서, -0.3X + 0.72 < Y의 조건이 만족되고, 자석의 안정한 위치는, 자화부의 자극간의 경계가 외부자극부의 중심과 대면하는 위치이다.

상기 제 1실시형태에 있어서, 장치의 크기는, -0.3X + 0.72 < Y의 조건이 마족될 수 있도록 설정된다. 따라서, 코일(2)에 전류가 공급되지 않은 경우(도 3의 상태), 도 9에 표시한 점(E1), (E2) 및 (E3)은, 회전자(1)의 자석부중의 자극간의 경계(Q1)가 외부자극부(4a) 또는 (4b)의 중심(R1)에 대면하고, 거기에서 안정하게 머무르는 위치를 나타낸다.

여기서, 자석부의 외주면에 대면하고 있는 외부자극부(4a) 또는 (4b)의 대향각(A)은, 각 성분의 크기허용오차 및 끼워맞춤 소음(fitting rattle)을 고려해서 바람직하게 설정한다. 보다 상세하게는, 상기 경우에 있어서, 예를 들면, 외부자극부(4a) 또는 (4b)의 Y의 값이 크게 설정되어 있더라도, 자석의 자극간의 경계는, 해당 경계가 이론적으로 외부자극부(4a) 또는 (4b)의 중심과 대면하고 있는 위치에서 안정적으로 유지될 수 있다. 그러나, 성분의 허용오차를 고려하면, 이 경계가 외부자극부(4a) 또는 (4b)의 중심과 대면하는 위치에서 자석의 자극간의 경계를 안 정적으로 유지하는 보증성은 작을 뿐이다. 따라서, 외부자극부는 보다 작은 허용오차로 설정될 필요가 있다. 그러나, 외부자극부의 대향각(A)이 필요 이상으로 크게 설정되어 있다면, 코깅토크가 너무 크게 된다. 따라서, 회전토크가 감소하는 경향이 있다. 그러므로, 외부자극부는, 코깅토크와 필요한 토크간의 균형을 이루는 점을 고려해서 설정할 필요가 있다.

도 3의 상태에서 코일(2)에 전류가 공급되면, 자석에 있어서의 자극의 중심과 외부자극부(4a) 또는 (4b)의 중심위치가 서로 대향하게 되므로, 회전자(1)가 회전한다. 이 때, 회전자(1)는, 자석에 있어서의 자극의 중심과 외부자극부(4a) 또는 (4b)의 중심위치가 서로 대면하게 될 때까지 회전하면, 해당 회전자(1)는 도 9에 표시한 위치(F1) 또는 (F2)를 취하게 된다. 따라서, 코일(2)에의 전류공급을 중지하면, 반대의 회전방향에 있어서의 등가의 힘이 자석에 작용하므로, 회전자(1)가 도 3의 상태로 돌아오는 것은 확실하지 않다.

본 실시형태에 있어서, 판(5)의 안내홈(5b)과 회전자(1)의 구동핀(1g)과의 관계는, 회전자(1)에 있어서의 자극의 중심이 외부자극부(4a) 또는 (4b)의 중심과 대면하는 위치까지 회전자(1)가 회전하지 않도록 이하의 방법으로 설정한다.

도 3에 표시한 회전자(1)의 회전부는, 도 9의 점(E2)으로 표시한 위치인 것으로 가정한다. 구동핀(1g)이 도 4에 표시한 안내홈(5b)의 일단면에 맞닿은 때에, 회전자(1)의 자석부의 자극과 외부자극부(4a)의 중심(R1)(외부자극부(4b)의 경우도 마찬가지임)간의 경계부(Q1)가 이루는 각도는 β도(0이 아님)로 설정된다. 이 때의 회전자(1)의 회전위치는 도 9의 점(H)에 상당하고, 이것은, 점(E2)과 이에 인접한 점(F2)사이의 위치이다. 이 위치에서의 코깅토크(고정자(4)와 회전자(1)의 자석부간에 발생하여 이 자석부에 작용하는 인력)는 T2이고, 이와 같이 해서 회전자(1)가 점(E2)으로 복귀하기 위한 회전력이 회전자(1)에 작용한다.

구동핀(1g)이 도 5에 표시한 바와 같이 안내홈(5b)의 타단부에 맞닿은 때에, 회전자(1)의 자석부의 자극과 외부자극부(4a)의 중심(R1)(외부자극부(4b)의 경우도 마찬가지임)간의 경계부(Q1)가 이루는 각도는 α도(0이 아님)로 설정된다. 이 때의 회전자(1)의 회전위치는 도 9의 점(G)에 상당하고, 이것은, 점(E2)과 이에 인접한 점(F1)사이의 위치이다. 이 위치에서의 코깅토크는 T1이고, 이와 같이 해서 회전자(1)가 점(E2)으로 복귀하기 위한 회전력이 회전자(1)에 작용한다.

즉, 회전자(1)의 회전각의 범위는, 화전자(1)의 자석부에 작용하는 코깅토크의 방향이 서로 반대인 영역을 포함하지만, 상기 회전자(1)의 자석부에 있어서의 상기 자극간의 경계부가 상기 외부자극부의 중심과 대면하는 영역을 포함하지 않도록 설정한다.

이상 설명한 구성에 있어서, 회전자(1)는, 코일(2)에의 전류공급방향을 변경함으로써 도 4의 제 1위치와 도 5의 제 2위치사이에서 회전하여, 해당 회전자(1)가 코일(1)에의 전류공급중지시 어느 한 위치(제 1위치 혹은 제 2위치)로부터 도 3의 제 3위치로 복귀될 수 있다.

광량조정용 블레이드(6), (7)는 회전자(1)와의 연동관계에서 회전한다. 이상 설명한 바와 같이, 회전자(1)의 자석부가 도 4의 제 1위치에 있다면, 광량조정용 블레이드(6), (7)는 도 7에 표시한 바와 같은 판(5)의 개구부(5a)로부터 퇴출된 다. 광량조정용 블레이드(6), (7)에 의해 확립되는 개구량은, 이 순간에 최대로 된다. 회전자(1)의 자석부가 도 5의 제 2위치에 있다면, 광량조정용 블레이드(6), (7)는 도 8에 표시한 바와 같이 판(5)의 개구부(5a)를 덮게 된다. 광량조정용 블레이드(6), (7)에 의해 확립되는 개구량은, 이 순간에 최소로 된다. 회전자(1)의 자석부가 도 3의 제 3위치에 있다면, 광량조정용 블레이드(6), (7)는 도 6에 표시한 바와 같이 판(5)의 개구부(5a)를 부분적으로 덮게 된다. 이 순간에 광량조정용 블레이드(6), (7)에 의해 확립되는 개구량은, 도 7의 양의 절반정도이다.

따라서, 코일에의 전류공급과 그의 방향이 변하면, 개구부(5a)에 대한 광량조정용 블레이드(6), (7)의 상태는, 개방상태, 중간폐쇄상태 및 폐쇄상태(도 6 내지 도 8에 표시한 상태)중에서 제어될 수 있다. 이와 같이 해서 판(5)의 개구부(5a)를 통과한 광량은, 조정될 수 있다. 또, 코일(2)에 전류가 공급되지 않은 때에, 중간폐쇄상태는, 회전자의 자석부와 외부자극부(4a), (4b)간의 인력에 의해 유지된다. 본 실시형태에 있어서는, 2개의 외부자극부가 구비되어 있으나, 목적에 따라 1개의 외부자극부로도 충분할 수 있다.

제 1실시형태는, 개구면적을 변경하기 위한 광량조정용 부재로서 광량조정용 블레이드(조리개-직경 블레이드)를 이용한 장치에 관한 것이었으나, 본 발명의 장치는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 광량조정용 블레이드는, 셔터블레이드, 또는 개구부를 통과한 광량을 변경하기 위해 개구부를 향해 혹은 개구부로부터 복수등급의 밀도를 지닌 ND(Neutral Density)필터를 진행 혹은 퇴출시키는 광량조정용 필터로 대체해도 된다. 또, 제 1실시형태의 구동장치에 있어서, 구동장치의 광축 및 회전축은, 서로 평행하게 배열되어 있으나, 비평행상태로 배열되어 있어도 된다. 또한, 구동장치에 의해 구동되는 부재는, 조리개블레이드, 셔터블레이드 등이외의 부재이어도 된다.

도 16은, 본 발명에 의한 렌즈구동장치의 제 2실시형태를 표시한 분해사시도이다. 이 장치는, 그의 광축 방향으로 렌즈를 구동한다. 회전자(1), 코일(2), 보빈(3) 및 고정자(4)를 포함하는 이 구동장치는, 회전자의 반경방향으로 연장된 팔형상부(1h)를 구비한 동시에, 구동핀(1g)이 그의 정상부에 형성되어 있는 점을 제외하고, 제 1실시형태의 구성과 거의 마찬가지이다.

도 16에 있어서, (10)은 렌즈홀더(즉, 렌즈유지부), (11)은 렌즈유지부(10)에 고정된 렌즈, (12), (13)은 렌즈유지부(10)가 이동할 때 안내부로서 기능하도록 렌즈(11)의 광축과 평행하게 장착된 축이다. 축(12), (13)은 구동장치에 있어서의 회전자의 회전축에 수직으로 배열되어 있다.

렌즈유지부의 끼워맞춤부(10a), (10b)는, 축(12), (13)과 미끄럼가능하게 맞물려 있어, 각각 축을 따라 왕복이동가능하다. 상기 유지부(10)는 팔형상부(10c)를 지니고, 그의 선단부에 미끄럼부(10d)가 형성되어 있다. 회전자(10)의 구동핀(1g)은 미끄럼부(10d)에 미끄럼가능하게 끼워맞춤되어 있다.

제 2실시형태의 구동장치는 제 1실시형태의 것과 마찬가지이므로, 회전자(1)의 구동핀(1g)은, 코일(1)에의 전류공급과 그의 방향이 변할 때 3가지 위치중의 하나에서 선택적으로 정지할 수 있다. 이것과의 연동해서, 렌즈(11)는 3개의 상태 중의 하나에서 선택적으로 유지될 수 있다. 렌즈가 광축과 평행한 방향으로 이동되도록 상기 장치가 구성된 경우, 3개의 초점길이중의 하나를 유연하게 선택할 수 있는 렌즈구동장치를 얻을 수 있다. 또, 상기 장치는, 초점길이중의 하나를 선택한 때에 코일에 전류를 공급하는 일없이 코깅토크에 의해 렌즈위치가 유지되므로, 전력소비의 점에서 유리하다.

회전자의 구동핀(1g)과 위쪽에 해당 구동핀(1g)이 형성되어 있는 팔형상부(1h)는, 회전자의 자석부와 일체로 형성하는 일 없이 자석부와 연동관계에서 이동하는 별개의 부재로서 설치할 수 있다.

또, 구동장치는, 회전축이 렌즈의 광축과 평행하게 배열되어 있는 장치로서변형시킬 수 있고, 해당 렌즈는 광축에 수직으로 이동할 수 있다. 상이한 3종의 렌즈가 상호 엇갈리는 방식으로 렌즈유지부에 장착되어 있는 경우, 회전자의 회전에 따라 3개중 하나의 렌즈를 선택할 수 있는 렌즈구동장치를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 각 실시형태에 의하면, 코깅토크가 작용해서 자석부의 자극과 외부자극부의 중심위치간의 경계부가 서로 대면할 수 있도록 -0.3X + 0.72 < Y의 조건(여기서, Y는 상기 자석부에 있어서의 각각의 자극의 중심각에 대한 각각의 외부자극부의 중심각의 비이고, X는 상기 자석부의 두께에 대한 상기 자석부의 각 자극의 원주길이의 반경방향에 있어서의 비임)이 만족되는 구동장치를 제공할 수 있다.

따라서, 코일에 전류가 공급되지 않은 경우, 회전자는, 자석부에 있어서의 자극간의 경계부가 외부자극부의 중심위치와 대면하는 위치에서 고정자와 회전자의 자석부사이에 작용하는 코깅토크에 의해 유지된다. 또, 회전자는 코일에 공급된 전류방향에 따른 방향으로 회전될 수 있으므로, 회전자가 3가지 정지위치중 하나의 위치를 선택적으로 취할 수 있는 간단한 구동장치를 얻을 수 있다.

Claims (9)

1. 외주면이 원주방향을 따라 복수의 상이한 자화부로 분리되어 있는 원통형 자석부를 지니고 회전축을 중심으로 회전가능한 회전자;

   상기 회전자의 회전축과 평행한 방향으로 뻗어, 상기 자석부의 상기 외주면과 대면해서 형성되어 있는 적어도 1개의 외부자극부;

   상기 외부자극부에 대향해서, 상기 자석부의 내주면과 대면해서 형성되어 있는 내부자극부; 및

   상기 외부자극부와 상기 내부자극부를 여자시키기 위하여 상기 회전자의 상기 회전축방향을 따라 배치되어 있는 코일을 구비한 구동장치에 있어서,

   상기 회전자는 3개의 정지위치중 하나의 위치에서 선택적으로 유지될 수 있고, -0.3X + 0.72 < Y의 조건(여기서, Y가 상기 자석부에 있어서의 각각의 자극의 중심각에 대한 각각의 외부자극부의 중심각의 비이고, X가 반경방향에 있어서의 상기 자석부의 두께에 대한 상기 자석부의 각 자극의 원주길이의 비임)을 만족하는 것을 특징으로 하는 구동장치.
2. 제 1항에 있어서, 조정부재를 또 구비하고,

   상기 조정부재는, 상기 회전자의 회전범위가, 상기 회전자의 상기 자석부와 상기 외부자극부사이에 작용하는 자력에 의한 인력의 방향이 서로 대향하는 영역을 포함하지만, 상기 자석부에 있어서의 상기 자극의 중심이 상기 외부자극부의 중심 과 대면하는 영역을 포함하지 않도록 상기 회전자의 상기 회전범위를 조정하는 것을 특징으로 하는 구동장치.
3. 외주면이 원주방향을 따라 복수의 상이한 자화부로 분리되어 있는 원통형 자석부를 지니고 회전축을 중심으로 회전가능한 회전자;

   상기 회전자의 회전에 따라 작동하는 출력부재;

   상기 회전자의 회전축과 평행한 방향으로 뻗어, 상기 자석부의 상기 외주면과 대면해서 형성되어 있는 적어도 1개의 외부자극부;

   상기 외부자극부에 대향해서, 상기 자석부의 내주면과 대면해서 형성되어 있는 내부자극부;

   상기 외부자극부와 상기 내부자극부를 여자시키기 위하여 상기 회전자의 상기 회전축방향을 따라 배치되어 있는 코일;

   개구부를 지닌 판; 및

   상기 개구부를 통과하는 광량을 변경하고, 상기 출력부재에 의해 구동되어 상기 판의 상기 개구부를 향해 전진하거나 해당 개구부로부터 퇴출되는 광량조정부재를 구비한 광량조정장치에 있어서,

   상기 광량조정부재는 3개의 정지위치중 하나의 위치에서 선택적으로 유지될 수 있고, -0.3X + 0.72 < Y의 조건(여기서, Y가 상기 자석부에 있어서의 각각의 자극의 중심각에 대한 각각의 외부자극부의 중심각의 비이고, X가 반경방향에 있어서의 상기 자석부의 두께에 대한 상기 자석부의 각 자극의 원주길이의 비임)을 만족하는 것을 특징으로 하는 광량조정장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 판에는, 상기 출력부재와 맞물려서 해당 출력 부재의 작동영역을 제한하는 안내홈이 형성되어 있고, 상기 안내홈은, 회전영역이, 상기 회전자의 자석부와 상기 외부자석부간에 작용하는 자력에 의한 인력의 방향이 서로 대향하는 영역을 포함하지만, 상기 자석부에 있어서의 상기 자극의 중심이 상기 외부자극부의 중심과 대면하는 영역을 포함하지 않도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광량조정장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 회전자는, 상기 코일에 전류가 공급되지 않은 때의 상기 회전자의 정지위치를 경계로 해서 상기 코일에 공급된 전류의 방향에 따라 대향하는 방향중 어느 한 쪽 방향으로 선택적으로 회전되는 것을 특징으로 하는 광량조정장치.
6. 제 3항에 있어서, 상기 외부자극부는, 원통의 선단부로부터 연장되는 홈부분을 형성함으로써 상기 회전자의 상기 회전축에 평행한 방향으로 연장되는 톱니형상 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광량조정장치.
7. 제 3항에 있어서, 상기 회전자의 상기 회전축의 일단부가 상기 판의 상기 개구부로부터 떨어진 상기 판상의 개소에 형성된 구멍부와 회전가능하게 맞물리고, 상기 회전자의 상기 회전축의 타단부가 상기 내부자극부의 중심부에 형성된 구멍부와 회전가능하게 맞물리는 것을 특징으로 하는 광량조정장치.
8. 외주면이 원주방향을 따라 복수의 상이한 자화부로 분리되어 있는 원통형 자석부를 지니고 회전축을 중심으로 회전가능한 회전자;

   상기 회전자의 회전에 따라 작동하는 출력부재;

   상기 회전자의 회전축과 평행한 방향으로 뻗어, 상기 자석부의 상기 외주면과 대면해서 형성되어 있는 적어도 1개의 외부자극부;

   상기 외부자극부에 대향해서, 상기 자석부의 내주면과 대면해서 형성되어 있는 내부자극부;

   상기 외부자극부와 상기 내부자극부를 여자시키기 위하여 상기 회전자의 상기 회전축방향을 따라 배치되어 있는 코일;

   개구부를 지닌 판; 및

   상기 개구부를 통과한 광속의 초점길이를 변경하고, 상기 출력부재에 의해 구동되어 상기 판의 상기 개구부를 향해 전진하거나 해당 개구부로부터 퇴출되는 렌즈를 구비한 렌즈구동장치에 있어서,

   상기 렌즈는 3개의 정지위치중 하나의 위치에서 선택적으로 유지될 수 있고, -0.3X + 0.72 < Y의 조건(여기서, Y가 상기 자석부에 있어서의 각각의 자극의 중심각에 대한 각각의 외부자극부의 중심각의 비이고, X가 반경방향에 있어서의 상기 자석부의 두께에 대한 상기 자석부의 각 자극의 원주길이의 비임)을 만족하는 것을 특징으로 하는 렌즈구동장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 판에는, 상기 출력부재와 맞물려서 해당 출력 부재의 작동영역을 제한하는 안내홈이 형성되어 있고, 상기 안내홈은, 회전영역이, 상기 회전자의 자석부와 상기 외부자석부간에 작용하는 자력에 의한 인력의 방향이 서로 대향하는 영역을 포함하지만, 상기 자석부에 있어서의 상기 자극의 중심이 상기 외부자극부의 중심과 대면하는 영역을 포함하지 않도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈구동장치.

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