(57)【要約】【課題】同一サイズのレンズ鏡筒においてより大きなサイズのアクチュエータを搭載して、より質量の大きなレンズを駆動することが可能なレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】レンズ鏡筒１００は、フォーカスレンズユニット２２０の外周面よりも外周側に配置されており２個の永久磁石３１３、ヨーク、コイル３１５を有するリニアアクチュエータ３１０と、フォーカスレンズ２２１を保持し光軸方向に沿って前後に駆動されるフォーカスレンズユニット２２０とを備える。永久磁石３１３は、同じ極を向かい合わせに略平行に間隔を空けて配置されている。ヨークは、センターヨーク部３１６、バックヨーク部３１７、センターヨーク部３１６とバックヨーク部３１７とを磁気的に接合する継鉄部３１８を有する。コイル３１５は、センターヨーク部３１６に巻回され、その中心が２個の永久磁石３１３の中心からフォーカスレンズ２２１の光軸中心に対して外周側にオフセットされている。【選択図】図６Ｂ
2020064284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを光軸方向に沿って前後に駆動するアクチュエータと、
前記レンズを保持するとともに、前記アクチュエータによって前記レンズとともに前記光軸方向に沿って前後に駆動されるレンズ枠と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記レンズ枠の外周面よりも外周側に配置されており、
同じ極を向かい合わせに略平行に間隔を空けて配置された２個の永久磁石と、
前記２個の永久磁石を向かい合わせに配置した間に設けられたセンターヨーク部と、前記永久磁石の向かい合わせにした極と反対側の面に接する位置に設けられたバックヨーク部と、前記センターヨーク部と前記バックヨーク部とを磁気的に接合する継鉄部と、を有するヨークと、
前記センターヨーク部を囲うように巻回され、その中心が前記２個の永久磁石の中心から前記レンズの光軸中心に対して外周側にオフセットした位置に設けられたコイルと、
を有している、
レンズ鏡筒。
【請求項２】
前記永久磁石の幅を１００％とした場合に、前記コイルの中心が前記永久磁石の中心からどれだけオフセットされているかを示す前記コイルの中心のオフセット量Ｘは、以下の数式（１）を満たす、
請求項１に記載のレンズ鏡筒。
０＜Ｘ≦２０（％）・・・・・（１）
【請求項３】
前記ヨークは、略Ｕ字型の形状を有する第１ヨークおよび第２ヨークと、平板状の第３ヨークと、を組み合わせて構成される、
請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記ヨークは、略Ｅ字型の形状を有する第４ヨークと、平板状の第５ヨークと、を組み合わせて構成される、
請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記ヨークは、略四角形の形状を有する第６ヨークと、前記センターヨーク部に対応する略Ｉ型の形状を有する第７ヨークと、を組み合わせて構成される、
請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記光軸方向に沿って前後に駆動される前記レンズと、
前記レンズを内包する略円筒状の筐体部と、
をさらに備えた、
請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記アクチュエータは、横向き撮影時における前記筐体部の内部における上部空間、および下部空間の少なくとも一方に配置されている、
請求項６に記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レンズを光軸方向に沿って前後に駆動するアクチュエータを備えたレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ鏡筒のレンズ枠体を光軸方向に移動させるために、高速応答が可能なリニアモータが使用されている。（例えば、特許文献１）。
近年、撮像装置に用いられる撮像素子は、高画素化、ダイナミックレンジの向上等を目的としてサイズの大型化が進んでいる。
撮像素子が大型化すると、必然的に、レンズ鏡筒に使用されるレンズも大型化し、レンズの質量も大きくなる。よって、大型化したレンズを駆動するアクチュエータには、従来よりも推力が高いものが要求される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、１つのコイルに対して複数の界磁部を設けることで、推力向上を図った構成について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４８２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、推力向上には限界がある。
本開示は、同一サイズのレンズ鏡筒においてより大きなサイズのアクチュエータを搭載して、より質量の大きなレンズを駆動することが可能なレンズ鏡筒を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係るレンズ鏡筒は、レンズを光軸方向に沿って前後に駆動するアクチュエータと、レンズを保持するとともにアクチュエータによってレンズとともに光軸方向に沿って前後に駆動されるレンズ枠と、を備えている。アクチュエータは、レンズ枠の外周面よりも外周側に配置されており、２個の永久磁石と、ヨークと、コイルとを有している。２個の永久磁石は、同じ極を向かい合わせに略平行に間隔を空けて配置されている。ヨークは、２個の永久磁石を向かい合わせに配置した間に設けられたセンターヨーク部と、永久磁石の向かい合わせにした極と反対側の面に接する位置に設けられたバックヨーク部と、センターヨーク部とバックヨーク部とを磁気的に接合する継鉄部と、を有する。コイルは、センターヨーク部を囲うように巻回され、その中心が２個の永久磁石の中心からレンズの光軸中心に対して外周側にオフセットした位置に設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施の形態１に係るカメラを示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るレンズ鏡筒を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係るレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る３−４群ユニットの斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る３−４群ユニットの分解斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１に係るリニアアクチュエータを示す斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１に係るリニアアクチュエータを示す４面図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係るリニアアクチュエータを示す断面図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係るレンズ鏡筒内におけるリニアアクチュエータ配置を示した模式図である。
【図９】図９は、コイルをオフセットしない比較例１のレンズ鏡筒内におけるリニアアクチュエータ配置を示した模式図である。
【図１０】図１０は、リニアアクチュエータのサイズを縮小した比較例２のレンズ鏡筒内でのリニアアクチュエータ配置を示した模式図である。
【図１１】図１１は、コイルオフセット量とリニアアクチュエータの性能の関係を示す図である。
【図１２】図１２は、コイルオフセット量とリニアアクチュエータの性能の関係を示すグラフである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態１に係る別のヨーク構成を示す斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施の形態１に係る別のヨーク構成を示す４面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施の形態１に係る別のヨーク構成を示す斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施の形態１に係る別のヨーク構成を示す４面図である。
【図１５】比較例のアクチュエータの斜視図である。
【図１６Ａ】比較例のアクチュエータの構成を示す上面図である。
【図１６Ｂ】比較例のアクチュエータの構成を示す正面図である。
【図１６Ｃ】比較例のアクチュエータの構成を示す底面図である。
【図１６Ｄ】図１６ＢのＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図１６Ｅ】比較例のアクチュエータの構成を示す側面図である。
【図１７】実施の形態２のアクチュエータの斜視図である。
【図１８Ａ】実施の形態２のアクチュエータの構成を示す上面図である。
【図１８Ｂ】実施の形態２のアクチュエータの構成を示す正面図である。
【図１８Ｃ】実施の形態２のアクチュエータの構成を示す底面図である。
【図１８Ｄ】図１８ＢのＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図１８Ｅ】実施の形態２のアクチュエータの構成を示す側面図である。
【図１９Ａ】実施の形態２のＥ型ヨークの形状を示す正面図である。
【図１９Ｂ】実施の形態２のＥ型ヨークの形状を示す側面図である。
【図２０Ａ】図１９ＢのＥ型ヨークのＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図２０Ｂ】図１９ＢのＥ型ヨークのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図２０Ｃ】図１９ＢのＥ型ヨークのＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。また、以下の実施の形態の説明において、平行、垂直、直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現が用いられるが、これらの表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。
【０００９】
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。
（実施形態１）
（１）レンズ鏡筒の構成概要
以下、図面を参照しつつ、実施の形態に係るレンズ鏡筒１００の構成を説明する。図１は、実施の形態に係るカメラ１を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係るレンズ鏡筒１００の構成概要を示す斜視図である。図３は、実施の形態に係るレンズ鏡筒１００の分解斜視図である。
【００１０】
図１および図２に示すように、レンズ鏡筒１００は、カメラ１の本体に対して着脱自在に取り付けられた沈胴式のレンズ鏡筒である。図２に示すように、レンズ鏡筒１００は、１群ユニット１０１、２群ユニット１０２、３−４群ユニット１０３、５群ユニット１０４、固定枠１０５、カム枠１０６および外装ユニット１０７を備えている。
レンズ鏡筒１００は、各部品を次の順に組み立てることで完成される。まず、カム枠１０６に対して、固定枠１０５、５群ユニット１０４、３−４群ユニット１０３、２群ユニット１０２が順に組み付けられる。その後、各部品が組み付けられたカム枠１０６は、１群ユニット１０１に組み付けられる。この手順で各部品を組み付けることで、レンズ鏡筒１００は完成する。
【００１１】
そして、レンズ鏡筒１００は、基板ユニット１０８とともに後枠ユニット１０９に組み付けられた状態で、レンズマウント１１０および遮光枠１１１を介して、カメラ１の本体に取り付けられる。
基板ユニット１０８は、レンズ鏡筒１００を駆動するためユニットであり、電気部品や電気接点部等が実装されたプリント基板を備えている。後枠ユニット１０９は、外装ユニット１０７におけるカメラ１の本体側の端部外周を覆う部材である。レンズマウント１１０は、レンズ鏡筒１００および後枠ユニット１０９をカメラ１の本体に接続固定するための接続用構成部材である。遮光枠１１１は、レンズマウント１１０とカメラ１の本体との間に配置されて、不要光を遮蔽する部材である。
【００１２】
レンズ鏡筒１００は、外装ユニット１０７に設けられたズームリングが回転されると、ズームリングの回転に従ってカム枠１０６が回転するように構成されている。レンズ鏡筒１００は、カム枠１０６が回転すると、１群ユニット１０１、２群ユニット１０２、３−４群ユニット１０３および５群ユニット１０４が、光軸Ｌの方向において前後に駆動される。
【００１３】
各ユニットは、カム枠１０６に形成されたカム溝に対して係合するカムピンを有している。また、各ユニットは、固定枠１０５に形成される溝部に対して係合する直進キーを有している。これにより、各ユニットは、固定枠１０５およびカム枠１０６に対して、相対的に光軸Ｌの方向において前後に駆動される。
また、３−４群ユニット１０３は、フォーカス調整のための機構を備えている。そして、撮像時において、フォーカスレンズが、これらの機構によって駆動される。
【００１４】
（２）３−４群ユニット
次に、３−４群ユニット１０３について詳細に説明する。
（２−１）全体構成
まず、実施の形態に係る３−４群ユニット１０３の全体的な構成について説明する。
図５は、実施の形態に係る３−４群ユニット１０３の分解斜視図である。図５に示すように、３−４群ユニット１０３は、被写体側から像面側に向かって、ベース枠２８０、３群レンズユニット２１０、フォーカスレンズユニット２２０（４群レンズユニット）、主軸保持枠２６０および副軸保持枠２７０を備えている。
【００１５】
フォーカスレンズユニット２２０は、後述するリニアアクチュエータ（レンズ鏡筒用アクチュエータ）３１０によって光軸Ｌの方向において前後に駆動されるオートフォーカス用のレンズユニットであって、フォーカスレンズ２２１を保持する。
３群レンズユニット２１０は、ズームレンズ２１１を保持し、ベース枠２８０に対する位置を調整した上で、ベース枠２８０に固定される。
【００１６】
ベース枠２８０と主軸保持枠２６０との間には、主軸２６１が渡されている。また、ベース枠２８０と副軸保持枠２７０との間には、副軸２７１が渡されている。
これにより、フォーカスレンズユニット２２０は、主軸２６１および副軸２７１にガイドされながら、光軸Ｌの方向において前後に駆動される。
より詳細には、フォーカスレンズユニット２２０は、主軸２６１に沿って、かつ、主軸２６１回りの回動を副軸２７１によって規制されながら、光軸Ｌの方向において駆動される。
【００１７】
つまり、フォーカスレンズユニット２２０は、光軸Ｌの方向に沿って移動可能な状態で保持されている。
なお、主軸２６１および副軸２７１は、それぞれ、光軸Ｌの方向におけるフォーカスレンズユニット２２０の移動をガイドする軸体の一例である。
ベース枠２８０には、ＭＲ（Magneto Resistive）素子２８１（位置検出センサの一例）が固定されている。また、フォーカスレンズユニット２２０には、ＭＲマグネット２２３（位置検出部材の一例）が固定されている。
【００１８】
図５に示されるように、ＭＲマグネット２２３は、組み付けられた状態においてＭＲ素子２８１の近傍に配置されるように、フォーカスレンズユニット２２０に設けられている。このため、ＭＲマグネット２２３を含むフォーカスレンズユニット２２０が光軸Ｌの方向において前後に移動することで、ＭＲ素子２８１に対するＭＲマグネット２２３の相対位置の変化によって生じる磁界の変化をＭＲ素子２８１において検出する。
【００１９】
これにより、ＭＲ素子２８１の出力を検出することで、ベース枠２８０に対するフォーカスレンズユニット２２０のシフト位置を検出することができる。
なお、本実施の形態では、位置検出センサの一例としてＭＲ素子を用いているが、例えば、フォトカプラ等の他の位置検出センサを用いてもよい。
また、本実施の形態では、位置検出部材の一例としてＭＲマグネットを用いているが、例えば、反射ミラー等の他の位置検出部材を用いてもよい。
【００２０】
（２−２）リニアアクチュエータ３１０の構成
次に、本実施の形態に係るリニアアクチュエータ（レンズ鏡筒用アクチュエータ）３１０について説明する。
リニアアクチュエータ３１０は、光軸Ｌの方向においてフォーカスレンズユニット２２０を前後に駆動する装置である。
【００２１】
リニアアクチュエータ３１０は、図５等に示すように、略Ｕ字型のヨークＡ（第１ヨーク）３１１、ヨークＡ３１１とミラー対称な形状を有するヨークＢ（第２ヨーク）３１２、ヨークＡ３１１およびヨークＢ３１２の内周側に固定された１対の永久磁石３１３、ヨークＡ３１１およびヨークＢ３１２の開放部に蓋をするサブヨーク（第３ヨーク）３１４、およびコイル３１５を有している。
【００２２】
本実施の形態では、図５においてヨークＡ３１１およびヨークＢ３１２は、主軸保持枠２６０に固定されている。そして、サブヨーク３１４は、ベース枠２８０側に保持されている。また、コイル３１５は、フォーカスレンズユニット２２０に固定されている。
本実施の形態では、１つリニアアクチュエータ３１０によってフォーカスレンズユニット２２０が駆動される。
【００２３】
以下では、説明の便宜上、図５の構成からリニアアクチュエータ３１０の構成のみを取り出して説明する。
図６Ａは、本実施の形態に係るリニアアクチュエータ３１０の構成を示す斜視図である。図６Ｂは、本実施の形態に係るリニアアクチュエータの構成を示す４面図である。図７は、本実施の形態に係るリニアアクチュエータ３１０の構成を示す断面図である。
【００２４】
図６Ａ、図６Ｂおよび図７において、ヨークＡ３１１、ヨークＢ３１２、およびサブヨーク３１４は、鉄製の板金をプレス加工で成型して作成されている。
永久磁石３１３は、Ｎｄ系の焼結磁石であり、ヨークに接する面がＳ極、反対側の面がＮ極になる様に着磁され、ヨークＡ３１１およびヨークＢ３１２に固定されている。
ヨークＡ３１１およびヨークＢ３１２は、永久磁石３１３が固定されていない側の外壁同士が当接する様に固定されている。
【００２５】
コイル３１５は、ヨークＡ３１１とヨークＢ３１２とが互いに当接し永久磁石３１３が固定されていない側の部分に巻回されている。
ヨークＡ３１１およびヨークＢ３１２の略Ｕ字型の開放部には、サブヨーク３１４が固定されている。そして、サブヨーク３１４は、ヨークＡ３１１およびヨークＢ３１２の開放部を塞ぐと共に、ヨークＡ３１１とヨークＢ３１２とを磁気的に結合する役割を果たしている。
【００２６】
ここで、コイル３１５に電流を通電すると、コイル３１５は、ローレンツ力を受け、光軸Ｌの方向において駆動される。
より詳細には、ベース枠２８０側に永久磁石３１３、フォーカスレンズユニット２２０側にコイル３１５がそれぞれ固定されているため、コイル３１５に通電することにより、フォーカスレンズユニット２２０が、ベース枠２８０に対して光軸Ｌの方向において駆動される。
【００２７】
ここで、本実施の形態のリニアアクチュエータ３１０では、図７に示すように、コイル３１５の中心Ｏｃが、２個の永久磁石３１３の中心Ｏｍに対して、オフセットして設けられている。
すなわち、本実施の形態のリニアアクチュエータ３１０は、図６Ａ、図６Ｂおよび図７に示すように、２個の永久磁石３１３と、ヨークＡ３１１，Ｂ３１２、サブヨーク３１４と、コイル３１５とを備えている。
【００２８】
２個の永久磁石３１３は、同じ極を向かい合わせに略平行に間隔を空けて配置されている。なお、２個の永久磁石３１３は、互いに略平行に配置されていなくてもよい。
ヨークＡ３１１，Ｂ３１２およびサブヨーク３１４は、２個の永久磁石３１３を向かい合わせに配置した間に設けられたセンターヨーク部３１６と、永久磁石３１３の向かい合わせにした極と反対側の面に接する位置に設けられたバックヨーク部３１７と、センターヨーク部３１６とバックヨーク部３１７とを磁気的に接合する継鉄部３１８とを有する。
【００２９】
コイル３１５は、センターヨーク部３１６を囲うように巻回され、その中心が２個の永久磁石３１３の中心からフォーカスレンズ２２１の光軸中心に対して外周側にオフセットした位置に設けられている。
以下は、上記の様にコイル３１５の中心Ｏｃが、２個の永久磁石３１３の中心Ｏｍに対してオフセットして設けられている理由について詳しく説明する。
【００３０】
図８、図９、図１０は、レンズ鏡筒１００内におけるリニアアクチュエータ３１０の配置を示した模式図である。
図８は、本実施の形態のリニアアクチュエータ３１０を示す。
図８において、破線部は、レンズ鏡筒１００内におけるリニアアクチュエータ３１０の設置が可能な範囲を示している。
【００３１】
破線部の内周側の円は、レンズによって、リニアアクチュエータ３１０の設置が規制される範囲を示している。レンズの外形が、通常、円形であるため、破線部の内周側の円よりも外周側にリニアアクチュエータ３１０を配置する必要がある。
なお、本実施の形態では、図８に示す内周側の破線は、フォーカスレンズユニット２２０の略円筒状の部分における外周面の輪郭線に対応するものとする。
【００３２】
一方、破線部の外周側の円は、レンズ鏡筒１００の機構や外装によって、リニアアクチュエータ３１０の設置が規制される範囲を示している。
なお、本実施の形態では、カム機構がレンズ鏡筒１００内において、３−４群ユニット１０３の外周側に配置されているため、アクチュエータ３１０の配置は、固定枠１０５の内径によって制限される。このため、以下では、図８に示す外周側の破線は、固定枠１０５の内周面の輪郭線に対応するものとする。
【００３３】
ただし、カム機構がない、あるいはカム機構を有していてもカム機構が３−４群ユニット１０３と重ならない範囲に設けられたレンズ鏡筒では、外装ユニット１０７の内周面等によって制限される。したがって、図８に示す外周側の破線は、本実施の形態のような固定枠１０５の内周面の輪郭線に限定されるものではない。
レンズ鏡筒１００には、ズームするためのカム機構、あるいはレンズ鏡筒１００を操作するための操作リング等が配置されるのが一般的である。そして、上記カム機構あるいは操作リングは、略円筒状の形状を有している。
【００３４】
このため、リニアアクチュエータ３１０は、それらの部材の内周側に配置されるため、破線部の外周側の円の内周側に配置される必要がある。
つまり、リニアアクチュエータ３１０は、図８に破線で示した２つの同心円の間に形成される円筒状のスペースに収まるように配置する必要がある。
本実施の形態の構成では、図８に示すように、破線で示した２つの円の間に形成される幅ｒ１のドーナツ状の円筒の範囲の中で最大限の大きさのリニアアクチュエータ３１０が配置されている。
【００３５】
そして、上述したとおり、本実施の形態のリニアアクチュエータ３１０は、コイル３１５の中心Ｏｃが、２個の永久磁石３１３の中心Ｏｍに対して、オフセットして設けられており、かつ、コイル３１５がレンズの光軸Ｌを中心とする円の外周側にオフセットされる様に設置されている。
ここで、図８に示すリニアアクチュエータ３１０は、ヨークＡ３１１，Ｂ３１２および永久磁石３１３の幅（図中の高さ方向）をｄ１とする。
【００３６】
図９は、ヨークＡ３１１，Ｂ３１２、コイル３１５、永久磁石３１３のサイズ等は同じであって、コイル３１５の中心Ｏｃが２個の永久磁石３１３の中心Ｏｍと一致する様に設計された比較例１の構成を示している。
比較例１の構成では、図９から明らかな様に、ヨークＡ３１１およびヨークＢ３１２および永久磁石３１３の幅ｄ２が、図８のヨークＡ３１１，Ｂ３１２および永久磁石３１３の幅ｄ１と同等である場合には、破線で示した２つの円の間に形成される幅ｒ２（＝ｒ１）の円筒状の範囲から外周側にはみ出してしまっていることが分かる。
【００３７】
図１０は、図９に示す比較例１の構成に対して、リニアアクチュエータ３１０が破線部で示した円筒状の範囲からはみ出さないように、永久磁石３１３の幅およびコイル３１５の半径方向における幅を縮小した比較例２の構成を示している。
すなわち、図１０の比較例２では、ヨークＡ３１１およびヨークＢ３１２および永久磁石３１３の幅ｄ３が、図８および図９のヨークＡ３１１，Ｂ３１２および永久磁石３１３の幅ｄ１，ｄ２よりも小さくなるように構成されている。
【００３８】
そして、図１０は、コイル３１５の中心Ｏｃが２個の永久磁石３１３の中心Ｏｍと一致する様に設計されており、かつ、リニアアクチュエータ３１０が破線で示した２つの円の間に形成される幅ｒ３（＝ｒ１，ｒ２）の円筒状の範囲からはみ出さないように、永久磁石３１３の幅（図中上下方向の寸法）およびコイル３１５の半径方向における幅ｄ３を縮小した構成を示している。
【００３９】
ここで、本実施の形態の構成（図８）と比較例２（図１０）とを比較すると、図８に示すように、コイル３１５の中心Ｏｃを２個の永久磁石３１３の中心Ｏｍからオフセットさせて配置することにより、比較例２の構成よりも一回り大きな永久磁石３１３、コイル３１５を使用できることが分かる。
換言すれば、図８〜図１０に示す構成を比較した結果、図８に示すように、２個の永久磁石３１３の中心Ｏｍに対して、コイル３１５の中心Ｏｃをレンズの光軸Ｌを中心とする円の外周側に配置することで、図１０に示すように、永久磁石３１３の幅（図中上下方向の寸法）およびコイル３１５の半径方向における幅を縮小した比較例２よりも大きな永久磁石３１３およびコイル３１５を用いることができる。
【００４０】
よって、同じサイズのリニアアクチュエータ３１０であれば、より大きいサイズの永久磁石３１３およびコイル３１５を用いることができるため、大型化されたレンズを駆動するための充分な推力を得ることができる。
図１１および図１２は、コイル３１５の中心Ｏｃを永久磁石３１３の中心Ｏｍからオフセットして配置した場合に、リニアアクチュエータ３１０の性能がどう変化するか磁界解析によるシミュレーションで求めた例を示す。
【００４１】
図１１および図１２において、コイル３１５の中心Ｏｃのオフセット量Ｘは、磁石の幅Ｗｍを１００％とした場合に、コイル３１５の中心Ｏｃが永久磁石３１３の中心Ｏｍからどれだけオフセットされているかを示している。
図１１に示すとおり、コイル３１５をオフセットした場合のリニアアクチュエータの性能ダウン（推力低下）は、コイルオフセット量１０％の場合で０．７％、コイルオフセット量２０％の場合で３．０％、コイルオフセット量２５％の場合で４．８％となっている。よって、コイルオフセット量を２０％以下に抑えれば、推力の低下は３％以下と非常に小さくすることができることが分かった。
【００４２】
以上のことから、コイルオフセット量Ｘ（％）は、以下の関係式（１）を満たすことが好ましい。
０＜Ｘ≦２０（％）・・・・・（１）
図８に示す本実施の形態の構成では、コイルオフセット量は１０％であり、コイル３１５の中心Ｏｃを永久磁石３１３の中心Ｏｍに対してオフセットしていない図９に示す比較例１と比較して、推力低下は０．７％に留まっている。
【００４３】
一方、図示しないが、図１０に示すリニアアクチュエータ３１０のサイズを縮小した比較例２において、同様に磁界解析によるシミュレーションを行うと、推力は０．２８８Ｎとなり、図９に示すコイル３１５の中心Ｏｃを永久磁石３１３の中心Ｏｍに対してオフセットしていない比較例１と比較して、推力は７．９％低下した。
ここで、図８に示す本実施の形態の構成と、図１０に示すリニアアクチュエータ３１０のサイズを縮小した比較例２とを比較すると、本実施の形態の構成の方が、７．２％推力が高いことが分かった。
【００４４】
本実施の形態のリニアアクチュエータ３１０では、以上に示すように、コイル３１５の中心Ｏｃが、２個の永久磁石の中心Ｏｍに対してオフセットするように配置され、かつ、コイル３１５がレンズの光軸中心から外周側にオフセットする様に設置されている。
これにより、より大きなサイズのリニアアクチュエータ３１０を配置することができるため、リニアアクチュエータ３１０の駆動力を向上させる等、性能を向上させることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、上述したように、リニアアクチュエータ３１０の駆動力向上等の性能向上を優先して、リニアアクチュエータ３１０のサイズを大きくした構成について説明した。
しかし、本開示の構成によれば、従来の構成と同等性能、つまり、略同じ大きさの永久磁石３１３およびコイル３１５を有するリニアアクチュエータ３１０として構成する場合には、コイル３１５の中心Ｏｃが２個の永久磁石の中心Ｏｍに対してオフセットするように配置されている。
【００４６】
これにより、リニアアクチュエータ３１０がレンズ鏡筒１００内に収まり易くなるため、レンズ鏡筒１００の外径を縮小することができる。
また、本実施の形態では、１つのレンズユニットに対し１つのリニアアクチュエータ３１０を設けた構成について説明した。しかし、本開示の構成では、１つのレンズユニットに対して複数のリニアアクチュエータを設けた構成であってもよい。この構成によれば、より大きな質量のレンズを駆動することができる。
【００４７】
なお、２つのリニアアクチュエータ３１０を含むレンズ鏡筒１００を構成する場合には、カメラ１で横向きの写真を撮影する時における姿勢において、レンズ鏡筒１００の円筒状の筐体部（固定枠１０５）の上下に形成される上部空間および下部空間にリニアアクチュエータ３１０がそれぞれ配置されていることが望ましい。
レンズ鏡筒１００内にリニアアクチュエータ３１０を配置した場合、リニアアクチュエータ３１０で反射した光が写真に写りこむ場合がある。ここで、カメラ１の本体側に設けられた撮像素子は、通常、横長の形状を有している。このため、筐体部内の上部空間および下部空間にリニアアクチュエータ３１０を配置した場合には、リニアアクチュエータ３１０を左右の空間や対角部分に配置した構成よりも、光路から遠い位置に配置されるため、反射した光が写真に写りこみ難いという利点がある。
【００４８】
さらに、上記実施の形態では、リニアアクチュエータのヨーク部は、プレス成型したＵ字型のヨーク（ヨークＡ３１１およびヨークＢ３１２）２個と、平板状のサブヨーク３１４とを組み合わせて構成されている。しかし、本開示のリニアアクチュエータは、図１３Ａおよび図１３Ｂに示す様に、Ｅ型ヨーク（第４ヨーク）３２１を１個と平板状のサブヨーク（第５ヨーク）３２２とを組み合わせて構成されていてもよい。
【００４９】
あるいは、本開示のリニアアクチュエータは、図１４Ａおよび図１４Ｂに示す様に、四角型ヨーク（第６ヨーク）３２３の中央に、センターヨーク部を構成するＩ字型のセンターヨーク（第７ヨーク）３２４を固定して構成されていてもよい。
いずれの場合も、ヨークは２個の永久磁石を向かい合わせに配置した間に設けられたセンターヨーク部と、永久磁石の向かい合わせにした面と反対側の面に接するバックヨーク部と、センターヨーク部とバックヨーク部とを磁気的に接合する継鉄部とを有する形状とすることで、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
本実施形態１では、上述したように、アクチュエータの構成を工夫することにより、レンズ鏡筒１００内の略円筒状の空間内に収まり易く、同一空間に対して従来よりも大きなアクチュエータを設置することができる。
（比較例との比較）
ここで、レンズ鏡筒の略円筒状の空間内に収まり易い構成のアクチュエータとしては、別の構成として、例えば、図１５および図１６Ａ〜図１６Ｅに示すようなアクチュエータが考えられる。
【００５１】
図１５は、比較例のアクチュエータの斜視図を示す。図１６Ａ〜図１６Ｅは、比較例のアクチュエータの構成を示す。
図１５および図１６Ａ〜図１６Ｅにおいて、比較例のアクチュエータの構成では、略中心位置に配置されたセンターヨーク４０１は、円柱形状を有している。また、２個の永久磁石４０２は、それぞれ磁極がセンターヨーク４０１に正対する様に配置されている。永久磁石４０２のセンターヨーク４０１に対向する面とは反対側の面には、バックヨーク４０３が配置されている。
【００５２】
バックヨーク４０３およびセンターヨーク４０１は、図１６Ｂに示すように、その両端がそれぞれ継鉄部４０４によって結合されている。
ここで、本比較例のアクチュエータでは、レンズ鏡筒の略円筒状の空間内に納まり易くするために、２個の永久磁石４０２が、図１６Ｄに示すように、センターヨーク４０１の中心軸を中心とする略円弧状の位置に沿って配置されている。
【００５３】
この構成により、レンズ鏡筒の略円筒状の空間を形成する内周面に沿ってアクチュエータを収納することができるため、同一のレンズ鏡筒内により大きなサイズのアクチュエータを搭載して、アクチュエータの性能を向上させることができる。
ここで、上記実施形態１のアクチュエータと、図１５および図１６Ａ〜図１６Ｅに示す比較例のアクチュエータとを比較すると、上記実施形態１のアクチュエータでは、２個の永久磁石３１３が互いに略平行に設置されているのに対して、比較例では、２個の永久磁石４０２が互いに平行ではなく、図１６Ｄに示すように、互いに交差する向きで配置されている点で異なる。
【００５４】
すなわち、これらの永久磁石３１３，４０２に固定されるヨークは、上記実施形態１では、センターヨーク部３１６およびバックヨーク部３１７が、互いに略平行な面で構成されている。これに対して、比較例では、図１６Ｄに示すように、２つのバックヨーク４０３のそれぞれの面が互いに略平行ではなく互いに交差する向きで配置されている、あるいは曲面によって構成されている。
【００５５】
上記実施形態１のアクチュエータでは、ヨーク部が、３つの部品（１つのセンターヨーク部３１６および２つのバックヨーク部３１７）に分けて構成されている。一方、比較例のアクチュエータでは、ヨーク形状は、３つの部品に分割しようとすると部品の形状が複雑になってしまうため、５つの部品（センターヨーク４０１、２つのバックヨーク４０３、２つの継鉄部４０４）に分けて構成されている。
【００５６】
このように、上記実施形態１の構成は、比較例と比較して、ヨークの形状が作成し易く、ヨークの分割数を少なくできるという効果が得られる。
また、ヨークを複数の部品に分割した場合、それぞれの部品の寸法バラツキがあった場合でも組み立てできるようにする必要がある。このため、各部品の接合部には、隙間が必要となり、部品接合部の磁気抵抗によってアクチュエータの性能が低下するおそれがある。一方、上記実施形態１の構成では、ヨークの分割数を少なくすることができるため、ヨークの接合部の磁気抵抗による性能低下を最小限に抑制することができる。
【００５７】
（実施形態２）
以下、本実施形態２は、ヨークの構成方法についてより詳細に説明する。
図１７は、実施形態２に係るアクチュエータの斜視図を示す。図１８Ａ〜図１８Ｅは、実施形態２に係るアクチュエータの構成を示す。
図１７および図１８Ａ〜図１８Ｅに示す構成では、センターヨーク部、バックヨーク部、および下側の継鉄部に相当する部分が、Ｅ型ヨーク４０６として一体化されている。そして、Ｅ型ヨーク４０６の端部（図中上端部）に対して、平板状の継鉄部材４０７が２枚重ねて取り付けられることで、上側の継鉄部が構成される。
【００５８】
図１９Ａおよび図１９Ｂは、本実施形態２に係るアクチュエータに含まれるＥ型ヨーク４０６の形状を示す図である。
図１９Ａおよび図１９Ｂに示すＥ型ヨーク４０６は、図１９Ｂに示すように、薄板の鉄板を複数枚積み重ねて構成されている。
Ｅ型ヨーク４０６を構成する複数の鉄板には、半抜き加工されたダボ部４１０が形成されている。そして、ダボ部４１０の凸側が、互いに重ね合わされる隣の鉄板のダボ部４１０の凹側に圧入固定されることにより、複数枚の鉄板が一体化される。
【００５９】
この様な加工法は、積層プレス工法と呼ばれ、半抜き加工されたダボ部４１０を有する複数の鉄板を積層してＥ型ヨーク４０６を構成することで、生産性の向上を図ることができるとともに、寸法精度を向上させることができる。
図２０Ａ〜図２０Ｃは、本実施形態２に係るアクチュエータに含まれるＥ型ヨーク４０６の３箇所の断面形状を示す。
【００６０】
図２０Ａは、図１９Ｂに示すＥ型ヨーク４０６のＡ−Ａ線矢視断面図、図２０Ｂは、Ｂ−Ｂ線矢視断面図、図２０Ｃは、Ｃ−Ｃ線矢視断面図を示す。
図２０Ｂに示すＥ型ヨーク４０６の形状は、図２０ＡのＥ型ヨーク４０６の形状から、４箇所の突起形状４１１が削除されており、図２０Ｃに示すＥ型ヨーク４０６の形状は、図２０ＢのＥ型ヨーク４０６の形状から、さらにセンターヨーク部４１２が削除されている。
【００６１】
これらの断面によって異なる形状を有する各鉄板は、別々の金型で作成される訳ではなく、１台の順送金型を用いて作成される。
例えば、積層プレス工法で使用される順送金型およびプレス装置では、プレス装置のステージを部分的に動かしたり止めたり、ステージ部分の動きが制御される。
具体的には、図２０Ａに示す４箇所の突起形状４１１およびセンターヨーク部４１２形状を抜き落とすステージを動作させて図２０Ｂに示すＥ型ヨーク４０６の断面形状を形成することができる。
【００６２】
これにより、１台の順送金型を用いて形状を抜き分け、この様な動作を規則的に繰り返すことにより、位置によって断面形状が異なるＥ型ヨーク４０６を高速で連続的かつ高精度に大量生産することができる。
一方、図１５および図１６Ａ〜図１６Ｅに示す比較例のヨーク形状は、Ｅ型ヨークとして一体化しようとしても、それぞれの面が斜めを向いているため、積層プレス工法で一体化することは困難である。このため、各部品を複数に分割して作成し、組み合わせて構成する必要がある。
【００６３】
そして、このように複数の部品を組み合わせて使用する場合は、それぞれの部品の寸法バラツキがあった場合でも組み立てられる様にする必要がある。このため、各部品の接合部には、隙間が必要となり、部品接合部の磁気抵抗によってアクチュエータの特性が低下するおそれがある。
一方、本実施形態２の構成では、ヨークはＥ型ヨーク４０６と、継鉄部材４０７の２つに分割するだけでよい。これにより、接合部の磁気抵抗によるアクチュエータの特性低下を最小限に抑制することができる。
【００６４】
なお、積層プレス工法を適用するためには、ヨークが、互いに略平行な面を含むように構成されている必要がある。換言すると、ヨークに固定されている２個の永久磁石が、互いに略平行に設置されている必要がある。
上記は、積層プレス工法を採用してヨークの生産性を向上させた例を示したが、ヨークに固定されている２つの永久磁石が、互いに略平行に設置されていることは、焼結、切削等の他の工法でヨークを作成する場合にも、ヨークの一体化が容易になり、ヨークの生産性を向上させることができるとともに、ヨークの接合部の磁気抵抗による特性低下も最小限に抑制されるという点で特に好ましい。
【００６５】
例えば、切削加工でヨークを生産する場合には、図１５および図１６Ａ〜図１６Ｅに示す比較例のヨークの形状の場合、互いに斜めになる面加工する必要がある。このため、被切削部材の複数の方向から工具を挿入して加工する必要がある。これに対して、本実施形態２のＥ型ヨークは、一方向のみから加工が可能であるため、加工が容易である。
なお、本実施形態２は、ヨークがＥ型ヨーク４０６と平板状の継鉄部材４０７とに分割されている場合について説明した。しかしながら、図１４に示した角型ヨークとＩ型ヨークを組み合わせた構成であってもよい。この場合でも、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本開示は、被写体を撮像する撮像装置のレンズ鏡筒に搭載されるリニアアクチュエータに対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１      カメラ
１００      レンズ鏡筒
１０１      １群ユニット
１０２      ２群ユニット
１０３      ３−４群ユニット
１０４      ５群ユニット
１０５      固定枠（筐体部）
１０６      カム枠
１０７      外装ユニット
１０８      基板ユニット
１０９      後枠ユニット
１１０      レンズマウント
１１１      遮光枠
２１０      ３群レンズユニット
２１１      ズームレンズ
２２０      フォーカスレンズユニット（４群レンズユニット）
２２１      フォーカスレンズ
２２３      ＭＲマグネット（位置検出部材）
２６０      主軸保持枠
２６１      主軸
２７０      副軸保持枠
２７１      副軸
２８０      ベース枠
２８１      ＭＲ素子（位置検出センサ）
３１０      リニアアクチュエータ（レンズ鏡筒用アクチュエータ）
３１１      ヨークＡ（第１ヨーク）
３１２      ヨークＢ（第２ヨーク）
３１３      永久磁石
３１４      サブヨーク（第３ヨーク）
３１５      コイル
３１６      センターヨーク部
３１７      バックヨーク部
３１８      継鉄部
３２１      Ｅ型ヨーク（第４ヨーク）
３２２      サブヨーク（第５ヨーク）
３２３      四角型ヨーク（第６ヨーク）
３２４      センターヨーク（第７ヨーク）
４０１      センターヨーク
４０２      永久磁石
４０３      バックヨーク
４０４      継鉄部
４０５      コイル
４０６      Ｅ型ヨーク
４０７      継鉄部材
４０８      永久磁石
４０９      コイル
４１０      ダボ部
４１１      突起形状
４１２      センターヨーク部
Ｌ      光軸
Ｏｃ    中心
Ｏｍ    中心
ｒ１，ｒ２，ｒ３  幅
Ｘ      コイルオフセット量
【図１】
2020064284.tif 000003
【図２】
2020064284.tif 000004
【図３】
2020064284.tif 000005
【図４】
2020064284.tif 000006
【図５】
2020064284.tif 000007
【図６Ａ】
2020064284.tif 000008
【図６Ｂ】
2020064284.tif 000009
【図７】
2020064284.tif 000010
【図８】
2020064284.tif 000011
【図９】
2020064284.tif 000012
【図１０】
2020064284.tif 000013
【図１１】
2020064284.tif 000014
【図１２】
2020064284.tif 000015
【図１３Ａ】
2020064284.tif 000016
【図１３Ｂ】
2020064284.tif 000017
【図１４Ａ】
2020064284.tif 000018
【図１４Ｂ】
2020064284.tif 000019
【図１５】
2020064284.tif 000020
【図１６Ａ】
2020064284.tif 000021
【図１６Ｂ】
2020064284.tif 000022
【図１６Ｃ】
2020064284.tif 000023
【図１６Ｄ】
2020064284.tif 000024
【図１６Ｅ】
2020064284.tif 000025
【図１７】
2020064284.tif 000026
【図１８Ａ】
2020064284.tif 000027
【図１８Ｂ】
2020064284.tif 000028
【図１８Ｃ】
2020064284.tif 000029
【図１８Ｄ】
2020064284.tif 000030
【図１８Ｅ】
2020064284.tif 000031
【図１９Ａ】
2020064284.tif 000032
【図１９Ｂ】
2020064284.tif 000033
【図２０Ａ】
2020064284.tif 000034
【図２０Ｂ】
2020064284.tif 000035
【図２０Ｃ】
2020064284.tif 000036