(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、ホルダの移動を精度良く制御することができる駆動装置及びレンズ駆動装置を得ることにある。【解決手段】  本発明のレンズ駆動装置１は、被駆動体２を保持するレンズホルダ４と、レンズホルダ４の移動を案内する案内部材５、６と、コイル１５と、マグネット７と、コイル１５に電圧を印加してレンズホルダ４の移動を制御する駆動制御手段３３とを備え、コイル１５に電圧を印加して駆動力を付与し、案内部材５、６とレンズホルダ４との間の摩擦によりレンズホルダ４を減速させており、駆動制御手段３３はレンズホルダ４を駆動させる電圧とレンズホルダ４の慣性駆動を抑える電圧とを交互に印加させており、レンズホルダ４の慣性駆動を抑える電圧印加時間よりもレンズホルダ４を駆動させる電圧印加時間を大きくしている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体を保持するホルダと、ホルダの移動を案内する案内部材と、コイルと、マグネットと、コイルに電圧を印加してホルダの移動を制御する駆動制御手段とを備え、コイルに電圧を印加して駆動力を付与し、案内部材とホルダとの間の摩擦によりホルダを減速させる駆動装置において、駆動制御手段はホルダを駆動させる電圧とホルダの慣性駆動を抑える電圧とを交互に印加させており、ホルダの慣性駆動を抑える電圧印加時間よりもホルダを駆動させる電圧印加時間を大きくしていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
駆動制御手段は始動位置から目的位置まで駆動する場合において、ホルダの慣性駆動を抑制する電圧の印加時間に対するホルダを駆動させる電圧の印加時間の比は、始動位置から目的位置の手前までに比べて、目的位置の手前から目的位置までの方が小さいことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
ホルダを駆動させる電圧はホルダの駆動を強めるように徐々に上昇させた後、ホルダの駆動を弱めるように徐々に下降させており、ホルダの慣性駆動を抑える電圧はホルダの慣性駆動の抑制を強めるように徐々に下降させた後、ホルダの慣性駆動の抑制を弱めるように徐々に上昇させていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
被駆動体を保持するホルダと、ホルダの移動を案内する案内部材と、コイルと、マグネットと、コイルに電圧を印加してホルダの移動を制御する駆動制御手段とを備え、コイルに電圧を印加して駆動力を付与し、案内部材とホルダとの間の摩擦によりホルダを減速させる駆動装置において、駆動制御手段はホルダを駆動させる電圧を周期的に印加させており、ホルダを駆動させる電圧はホルダの始動電圧から徐々に下降させていることを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
被駆動体を保持するホルダと、ホルダの移動を案内する案内部材と、コイルと、マグネットと、コイルに電圧を印加してホルダの移動を制御する駆動制御手段とを備え、コイルに電圧を印加して駆動力を付与し、案内部材とホルダとの間の摩擦によりホルダを減速させる駆動装置において、駆動制御手段はホルダを駆動させる電圧を周期的に印加させており、ホルダを駆動させる電圧はホルダの始動電圧まで徐々に上昇させていることを特徴とする駆動装置。
【請求項６】
被駆動体はカメラ用のレンズであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動体をリニア駆動する駆動装置及びレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レンズを保持するホルダと、コイルと、マグネットと、ホルダを支持する板ばねとを備え、コイルに電流を流すことで、板ばねの付勢力に抗してホルダがレンズの光軸方向に移動する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７５７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の従来技術は、ホルダが板ばねの付勢力に抗して移動するので、ホルダの移動量に応じて付勢力が異なり、また板ばねの付勢力も異なるため、ホルダの移動を精度良く制御でき難いという問題がある。
【０００５】
本発明は、ホルダの移動を精度良く制御することができる駆動装置及びレンズ駆動装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、被駆動体を保持するホルダと、ホルダの移動を案内する案内部材と、コイルと、マグネットと、コイルに電圧を印加してホルダの移動を制御する駆動制御手段とを備え、コイルに電圧を印加して駆動力を付与し、案内部材とホルダとの間の摩擦によりホルダを減速させる駆動装置において、駆動制御手段はホルダを駆動させる電圧とホルダの慣性駆動を抑える電圧とを交互に印加させており、ホルダの慣性駆動を抑える電圧印加時間よりもホルダを駆動させる電圧印加時間を大きくしていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、駆動制御手段は始動位置から目的位置まで駆動する場合において、ホルダの慣性駆動を抑制する電圧の印加時間に対するホルダを駆動させる電圧の印加時間の比は、始動位置から目的位置の手前までに比べて、目的位置の手前から目的位置までの方が小さいことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、ホルダを駆動させる電圧はホルダの駆動を強めるように徐々に上昇させた後、ホルダの駆動を弱めるように徐々に下降させており、ホルダの慣性駆動を抑える電圧はホルダの慣性駆動の抑制を強めるように徐々に下降させた後、ホルダの慣性駆動の抑制を弱めるように徐々に上昇させていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載された発明は、被駆動体を保持するホルダと、ホルダの移動を案内する案内部材と、コイルと、マグネットと、コイルに電圧を印加してホルダの移動を制御する駆動制御手段とを備え、コイルに電圧を印加して駆動力を付与し、案内部材とホルダとの間の摩擦によりホルダを減速させる駆動装置において、駆動制御手段はホルダを駆動させる電圧を周期的に印加させており、ホルダを駆動させる電圧はホルダの始動電圧から徐々に下降させていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載された発明は、被駆動体を保持するホルダと、ホルダの移動を案内する案内部材と、コイルと、マグネットと、コイルに電圧を印加してホルダの移動を制御する駆動制御手段とを備え、コイルに電圧を印加して駆動力を付与し、案内部材とホルダとの間の摩擦によりホルダを減速させる駆動装置において、駆動制御手段はホルダを駆動させる電圧を周期的に印加させており、ホルダを駆動させる電圧はホルダの始動電圧まで徐々に上昇させていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の被駆動体はカメラ用のレンズであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、駆動制御手段によりコイルにホルダを駆動させる電圧を印加すると、案内部材とホルダとの間の摩擦力に抗してホルダが移動し始める。ホルダが移動し始めると、ホルダを駆動させる電圧の作用により、加速度が上昇しつづけて、電圧の印加を停止しても慣性力が作用し、案内部材とホルダとの間の摩擦力でホルダが減速する。本発明では、ホルダを駆動させる電圧に対して、ホルダの慣性駆動を抑える電圧と、案内部材とホルダとの間の摩擦力との両方がホルダに作用するので、ホルダが急激に減速する。よって、１パルス当たりのホルダ移動量を小さくでき且つ電圧においても減速するので、摩擦のばらつきによって生じる移動の誤差を抑えて精度良くホルダを移動させることができる。
【００１３】
請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、抑制電圧印加時間に対する駆動電圧印加時間の比は、始動位置から目的位置の手前までに比べて、目的位置の手前から目的位置までの方が小さくなっているので、ホルダが目的位置に近づくと１パルス当たりの移動量が小さくなり、ホルダを低速にすることができるので、狙いの停止位置に精度良く停止させることができる。
【００１４】
請求項３に記載された発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、電圧をホルダの駆動を強めるように徐々に上昇させるようにしたので、ホルダの駆動力が案内部材とホルダとの間の摩擦力を超えたときに、ホルダが移動し始めるようになるので、ホルダに急激な力が働かず、ホルダのスムーズな移動が可能となる。また、ホルダの駆動を弱めて慣性駆動の抑制を強めるように徐々に電圧を下げるようにしたので、ホルダの慣性駆動を長く保つことができ、駆動装置の消費電力を抑えることができる。
【００１５】
請求項４に記載された発明によれば、駆動制御手段によりコイルにホルダを駆動させる電圧を印加すると、案内部材とホルダとの間の摩擦力に抗してホルダが移動し始める。本発明では、ホルダを駆動させる電圧を徐々に下降させているので、ホルダの慣性力を抑制することができる。よって、１パルス当たりのホルダ移動量を小さくできるので、摩擦のばらつきによって生じる移動の誤差を抑えて精度良くホルダを移動させることができる。
【００１６】
請求項５に記載された発明によれば、駆動制御手段によりコイルにホルダを駆動させる電圧を印加すると、案内部材とホルダとの間の摩擦力に抗してホルダが移動し始める。本発明では、ホルダを駆動させる電圧を徐々に印加しているので、ホルダの慣性力を抑制することができる。よって、１パルス当たりのホルダ移動量を小さくできるので、摩擦のばらつきによって生じる移動の誤差を抑えて精度良くホルダを移動させることができる。
【００１７】
請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、被駆動体をカメラ用のレンズとすることで、レンズを正確且つ素早く移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図５は本発明の第１の実施形態に係る駆動装置を示している。なお、図１はレンズホルダが始動位置から目的位置まで駆動する場合の印加電圧を示すグラフ、図２はレンズホルダが目的位置から始動位置まで駆動する場合の印加電圧を示すグラフ、図３は図４のＡ−Ａ断面図、図４は本実施の形態に係る駆動装置の横断面図、図５は本実施の形態に係る駆動装置の分解斜視図をそれぞれ示している。
【００１９】
本実施形態に係るレンズ駆動装置（駆動装置）１は、コイル可動型のレンズ駆動装置であり、レンズ２を保持するレンズホルダ（ホルダ）４と、レンズホルダ４に固定された円筒状のコイル１５と、レンズホルダ４の移動を案内する一対のシャフト（案内部材）５、６と、外側ヨーク３と、外側ヨーク３の内周に設けた円筒状のマグネット７と、コイル１５の内周側には横断面円弧状からなる一対の内側ヨーク１１、１３と、レンズホルダ４の駆動を制御する駆動制御手段３３を設けている。
【００２０】
レンズホルダ４は、その中央に円形状の孔を形成しており、かかる孔にレンズ２が保持されている。レンズホルダ４には横断面が円形のシャフト５、６の挿通孔１７、１９が形成されている。尚、シャフト５、６は挿通孔１７、１９に対して遊嵌状態で挿通されている。また、レンズホルダ４はコイル１５の内周との間で円弧状の案内孔２１、２３を形成しており、案内孔２１、２３内で円弧状の内側ヨーク１１、１３を保持している。
【００２１】
外側ヨーク３は円筒状であり、外側ヨーク３の一端側開口部３ａにはヨーク固定部９が配設されている。ヨーク固定部９は磁性体からなり、内側ヨーク１１、１３の軸方向の一端部が支持される一対の円弧状のスリット９ａ、９ｂと、一対のシャフト５、６の軸方向の一端部を支持する一対の円形の支持孔９ｃ、９ｄと、ヨーク固定部９の中央に形成された円形状の貫通孔９ｅとを有している。尚、外側ヨーク３の他端側開口部３ｂにも、ヨーク固定部１０が配設されており、かかるヨーク固定部１０に、内側ヨーク１１、１３の軸方向の他端部が支持される一対の円弧状のスリット１０ａ、１０ｂと、一対のシャフト５、６の軸方向の他端部を支持する一対の円形の支持孔１０ｃ、１０ｄと、ヨーク固定部１０の中央に形成された円形状の貫通孔１０ｅとを有している。
【００２２】
レンズホルダ４の外周面には磁気センサ２９が設けられており、磁気センサ２９の対向位置にあるマグネット７の磁束密度を検知して、その検知信号を駆動制御手段３３に送信している。
【００２３】
マグネット７は、軸方向の両端部（軸方向の一端部７ｃ、軸方向の他端部７ｄ）がヨーク固定部９、１０に当接している。またマグネット７は、周方向の一部に隙間２５を形成しており、外側ヨーク３の内周面が露出した状態となっている。
【００２４】
コイル１５は、レンズホルダ４の外周に沿って設けられており、レンズホルダ４に固定されてレンズホルダ４と一体となって、光軸方向に移動するようになっている。コイル１５の外周面には横断面円弧状の磁性体でできた引き寄せ部材２７が固着されており、引き寄せ部材２７は半径方向外側に突出して隙間２５内に位置している。引き寄せ部材２７はマグネット７の隙間２５を介して対抗するマグネット７の両端部の何れか一方の端部７ａ側に引き付けられるようになっている。そして、レンズホルダ４の一方の挿通孔１９の内周面１９ａの一端に一方のシャフト６の外周が当接し、他方の挿通孔１７の内周面１７ａの他端にシャフト５の外周５ａが当接するようになっている。
【００２５】
駆動制御手段３３は、磁束密度とレンズホルダ４の軸方向の位置との関係をメモリ内に有しており、磁気センサ２９からの検知信号を受けると、検知信号とメモリ内のデータと比較して、レンズホルダ４の位置を検出すると共に、レンズホルダ４に応じてコイル１５に印加する電圧を制御している。すなわち、レンズホルダ４の始動位置３５から焦点位置３７の手前までは、駆動制御手段３３はレンズホルダ４を駆動させる電圧の印加時間（駆動電圧印加時間）とレンズホルダ４の慣性駆動を抑える電圧の印加時間（抑制電圧印加時間）との比（以下、単にデューティー比とも言う）Ａ１：Ｂ１＝８：２で制御しており、焦点位置３７の手前から焦点位置３７までは、デューティー比Ａ２：Ｂ２＝６：４になるように制御している。
【００２６】
一方、レンズホルダ４が焦点位置３７から始動位置３５まで戻る場合、焦点位置３７から始動位置３５の手前までは、駆動制御手段３３はデューティー比Ａ３：Ｂ３＝８：２になるように制御しており、始動位置３５の手前から始動位置３５までは、デューティー比Ａ４：Ｂ４＝６：４になるように制御している。
【００２７】
次に、本実施の形態にかかる作用及び効果を説明する。コイル１５に電圧を印加するとコイル１５に流れる電流とマグネット７が形成する磁界とにより誘起される電磁力により、レンズホルダ４がシャフト５、６の軸方向に移動する。レンズホルダ４が始動位置３５から焦点位置３７まで駆動する場合、レンズホルダ４の始動位置３５から焦点位置３７の手前までは、デューティー比が８：２になるような電圧が印加されており、１パルス当たりの移動量が大きく、レンズホルダ４は高速で移動する。そして、レンズホルダ４が焦点位置３７の手前までくると、デューティー比が６：４になるように電圧が変化して１パルス当たりの移動量が小さくなりレンズホルダ４は低速移動になり、その後焦点位置３７で停止する。
【００２８】
レンズホルダ４が焦点位置３７から始動位置３５まで戻る場合、焦点位置３７から始動位置３５の手前までは、デューティー比が８：２になるような電圧が印加されており、１パルス当たりの移動量が大きく、レンズホルダ４は高速で移動する。レンズホルダ４が始動位置３５の手前までくると、デューティー比が６：４になるように電圧が変化し、１パルス当たりの移動量が小さくレンズホルダ４は低速移動になり、その後始動位置３５で停止する。
【００２９】
本実施の形態では、レンズホルダ４を駆動させる電圧に対して、レンズホルダ４の慣性駆動を抑える電圧と、シャフト５、６とレンズホルダ４との間の摩擦力との両方がレンズホルダ４に作用するので、レンズホルダ４が急激に減速する。よって、１パルス当たりのホルダ移動量を小さくでき且つ電圧においても減速するので、摩擦のばらつきによって生じる移動の誤差を抑えて精度良くレンズホルダ４を移動させることができる。
【００３０】
駆動制御手段３３は始動位置３５から焦点位置３７の手前までの間は、駆動電圧時間と抑制電圧時間の比（Ａ１：Ｂ１）を高くしているので、１パルス当たりの移動量を増やしてレンズホルダ４を高速で移動させて移動時間の短縮化を図ることができる。その後、焦点位置３７の手前を過ぎると、駆動電圧時間と抑制電圧時間の比（Ａ２：Ｂ２）を低くしてあるので、１パルス当たりの移動量が小さく、レンズホルダ４を低速にすることができるので、レンズホルダ４を狙いの停止位置に精度良く停止させることができる。
【００３１】
次に図６において、本発明の第２実施の形態について説明する。尚、以下の説明において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では上述の第１実施の形態と異なる点を主に説明する。
【００３２】
第２の実施形態に係る駆動装置１は、駆動制御手段３３によるコイル１５への印加電圧のうち、レンズホルダ４を駆動させる電圧はレンズホルダ４の駆動を強めるように徐々に上昇させた後、レンズホルダ４の駆動を弱めるように徐々に下降させており、レンズホルダ４の慣性駆動を抑える電圧は、レンズホルダ４の慣性駆動の抑制を強めるように徐々に下降させた後、レンズホルダ４の慣性駆動の抑制を弱めるように徐々に上昇させている。
【００３３】
このように、レンズホルダ４の駆動を強めるように徐々に上昇させるようにしたので、レンズホルダ４の駆動力が摩擦力を超えたときに、レンズホルダ４が移動し始めるようになるので、レンズホルダ４に急激な力が働かず、レンズホルダ４のスムーズな移動が可能となる。また、レンズホルダ４の駆動を弱めて慣性駆動の抑制を強めるように徐々に電圧を下げるようにしたので、レンズホルダ４の慣性駆動を長く保つことができ、レンズ駆動装置１の消費電力を抑えることができる。
【００３４】
次に図７において、第３の実施形態に係るレンズ駆動装置１について説明する。第３の実施形態に係るレンズ駆動装置１では、駆動制御手段３３によるコイル１５への印加電圧のうちレンズホルダ４を駆動させる電圧を周期的に印加させており、レンズホルダ４を駆動させる電圧はレンズホルダ４の始動電圧から徐々に下降させている。
【００３５】
本実施の形態では、レンズホルダ４を駆動させる電圧を徐々に下降させているので、レンズホルダ４の慣性力を抑制することができる。よって、１パルス当たりのホルダ移動量を小さくできるので、摩擦のばらつきによって生じる移動の誤差を抑えて精度良くレンズホルダ４を移動させることができる。
【００３６】
また、レンズホルダ４を駆動させる電圧をレンズホルダ４の始動電圧から徐々に下げるようにしたので、レンズホルダ４の慣性駆動を長く維持でき、レンズ駆動装置１の消費電力を抑えることができる。
【００３７】
次に図８において、第４の実施形態に係るレンズ駆動装置１について説明する。第４の実施形態に係るレンズ駆動装置１では、駆動制御手段３３によるコイル１５への印加電圧のうちレンズホルダ４を駆動させる電圧を周期的に印加させており、レンズホルダ４を駆動させる電圧はレンズホルダ４の始動電圧まで徐々に上昇させている。
【００３８】
本実施の形態では、レンズホルダ４を駆動させる電圧を徐々に印加しているので、レンズホルダ４の慣性力を抑制することができる。よって、１パルス当たりのホルダ移動量を小さくできるので、摩擦のばらつきによって生じる移動の誤差を抑えて精度良くレンズホルダ４を移動させることができる。
【００３９】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは言うまでもない。図９に示すように、コイル１５への印加電圧を低周波（Ｓ）と高周波（Ｔ）（２０ｋＨｚ以上）との間で切換できるようにしても良く、高周波数帯を用いた場合、パルスによる騒音を減らすことができる。
【００４０】
レンズホルダ４とシャフト５、６との間に弾性部材を設け、シャフト５、６に対するレンズホルダ４の移動を抑制するようにしても良い。
【００４１】
駆動電圧時間と抑制電圧時間の比は、抑制電圧時間よりも駆動電圧時間が大きくなる範囲で任意の値に設定しても良い。
【００４２】
駆動装置はカメラに限らず、工作機械や医療機器の駆動装置に用いるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】レンズホルダが始動位置から焦点位置まで駆動する場合の印加電圧を示すグラフである。
【図２】レンズホルダが焦点位置から始動位置まで駆動する場合の印加電圧を示すグラフである。
【図３】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本実施の形態に係る駆動装置の横断面図である。
【図５】本実施の形態に係る駆動装置の分解斜視図である。
【図６】第２実施の形態に係る駆動装置においてコイルに印加する電圧を示すグラフである。
【図７】第３実施の形態に係る駆動装置においてコイルに印加する電圧を示すグラフである。
【図８】第４実施の形態に係る駆動装置においてコイルに印加する電圧を示すグラフである。
【図９】変形例に係る駆動装置のコイルに印加する電圧を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１              駆動装置(レンズ駆動装置)
２              レンズ（被駆動体）
４              ホルダ（レンズホルダ）
５、６          案内部材（シャフト）
７              マグネット
１５            コイル
３３            駆動制御手段
【図１】
2006220776.tif 000003
【図２】
2006220776.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006220776.tif 000009
【図８】
2006220776.tif 000010
【図９】
2006220776.tif 000011