(57)【要約】【課題】  電磁力を利用した駆動装置において、駆動装置の電源を切った状態における移動部材の位置を安定させる。【解決手段】  撮像装置１００では、固定部材６と、レンズ１、２、３が固定され固定部材６に対して軸方向へ移動可能にかつ軸方向に当接可能に設けられたレンズ枠４と、レンズ枠４に設けられた第１永久磁石９と、レンズ枠４に設けられ第１永久磁石９と軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１ヨーク８と、固定部材６に設けられ第１永久磁石９および第１ヨーク８の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイル１０と、固定部材６に設けられ第１永久磁石９および第１ヨーク８の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された第２ヨーク１１とを備えている。【選択図】      図１
2006345589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、
被駆動部材が固定され、前記固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、
前記移動部材に設けられた第１永久磁石と、
前記移動部材に設けられ、前記第１永久磁石と軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方に対して軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第２磁性体と、
を備えた駆動装置。
【請求項２】
前記移動部材の軸方向前記第２磁性体側に設けられた少なくとも１つの第２永久磁石をさらに備えた、
請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記固定部材に設けられ、前記移動部材に対して前記第２磁性体と軸方向反対側に配置された少なくとも１つの第３永久磁石をさらに備えた、
請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項４】
固定部材と、
被駆動部材が固定され、前記固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、
前記固定部材に設けられた第１永久磁石と、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石に対して軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、
前記移動部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第２磁性体と、
前記移動部材の軸方向前記第２磁性体側に設けられた少なくとも１つの第２永久磁石と、
を備えた駆動装置。
【請求項５】
前記固定部材に設けられ、前記移動部材に対して前記第２磁性体と軸方向反対側に配置された少なくとも１つの第３永久磁石をさらに備えた、
請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記第２磁性体は、前記第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方と軸方向と垂直な方向の位置が実質的に同一である、
請求項１から５のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項７】
前記第２磁性体は、前記コイルと軸方向と垂直な方向の位置が実質的に同一である、
請求項１から６のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項８】
前記固定部材は、前記移動部材と軸方向に当接可能な第１固定部を有し、
前記第２磁性体は、前記第１固定部の前記移動部材と軸方向反対側に配置されている、
請求項１から７のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項９】
前記移動部材の軸方向前記第２磁性体側に設けられた位置検出用永久磁石と、前記固定部材に設けられ前記位置検出用永久磁石に軸方向と垂直な方向に対向して配置され前記位置検出用永久磁石を介して前記移動部材の軸方向位置を検出するための位置検出センサとをさらに備えた、
請求項１から８のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項１０】
固定部材と、
被駆動部材が固定され、前記固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、
前記移動部材に設けられた第１永久磁石と、
前記移動部材に設けられ、前記第１永久磁石と軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第４永久磁石と、
を備えた駆動装置。
【請求項１１】
前記移動部材の軸方向前記第４永久磁石側に設けられた少なくとも１つの第２永久磁石をさらに備えた、
請求項１０に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記固定部材に設けられ、前記移動部材に対して前記第４永久磁石と軸方向反対側に配置された少なくとも１つの第３永久磁石をさらに備えた、
請求項１０または１１に記載の駆動装置。
【請求項１３】
固定部材と、
被駆動部材が固定され、前記固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、
前記固定部材に設けられた第１永久磁石と、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石に対して軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、
前記移動部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第４永久磁石と、
前記移動部材の軸方向前記第４永久磁石側に設けられた少なくとも１つの第２永久磁石と、
を備えた駆動装置。
【請求項１４】
前記固定部材に設けられ、前記移動部材に対して前記第４永久磁石と軸方向反対側に配置された少なくとも１つの第３永久磁石をさらに備えた、
請求項１３に記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記第４永久磁石は、前記第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方と軸方向と垂直な方向の位置が実質的に同一である、
請求項１０から１４のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項１６】
前記第４永久磁石は、前記コイルと軸方向と垂直な方向の位置が実質的に同一である、
請求項１０から１５のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項１７】
前記固定部材は、前記移動部材と軸方向に当接可能な第１固定部を有し、
前記第４永久磁石は、前記第１固定部の前記移動部材と軸方向反対側に配置されている、
請求項１０から１６のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項１８】
前記移動部材の軸方向前記第４永久磁石側に設けられた位置検出用永久磁石と、前記固定部材に設けられ前記位置検出用永久磁石に軸方向と垂直な方向に対向して配置され前記位置検出用永久磁石を介して前記移動部材の軸方向位置を検出するための位置検出センサとをさらに備えた、
請求項１０から１７のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項１９】
固定部材と、
被駆動部材が固定され、前記固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、
前記移動部材に設けられた第１永久磁石と、
前記移動部材に設けられ、前記第１永久磁石に対して軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方と軸方向に対向して配置された少なくとも１つの第３永久磁石と、
を備えた駆動装置。
【請求項２０】
固定部材と、
被駆動部材が固定され、前記固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、
前記固定部材に設けられた第１永久磁石と、
前記固定部材に設けられ、前記第１永久磁石に対して軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、
前記移動部材に設けられ、前記第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、
前記移動部材に設けられた少なくとも１つの第２永久磁石と、
前記固定部材に設けられた少なくとも１つの第３永久磁石と、
を備えた駆動装置。
【請求項２１】
前記移動部材に設けられた位置検出用永久磁石と、前記固定部材に設けられ前記位置検出用永久磁石に軸方向と垂直な方向に対向して配置され前記位置検出用永久磁石を介して前記移動部材の軸方向位置を検出するための位置検出センサとをさらに備えた、
請求項１９または２０に記載の駆動装置。
【請求項２２】
前記固定部材は、前記第１磁性体の外周側に配置され、前記移動部材、前記第１永久磁石および前記第１磁性体の少なくともいずれか１つに軸方向と垂直な方向に当接する筒状の案内壁を有している、
請求項１から２１のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項２３】
撮像光学系の少なくとも一部を構成する少なくとも１つのレンズと、
前記撮像光学系の光路上に配置された撮像素子と、
前記撮像素子に対して前記レンズを光軸方向に駆動するための請求項１から２２に記載の駆動装置と、
を備えた撮像装置。
【請求項２４】
前記レンズは、前記撮像光学系において前記移動部材が前記固定部材と軸方向に当接した状態でパンフォーカス位置となるように配置されている、
請求項２３に記載の撮像装置。
【請求項２５】
前記固定部材に設けられた第１調節部材と、前記第２磁性体に設けられ前記第１調節部材に光軸方向に対向して配置された第２調節部材と、前記第１および第２調節部材のいずれか一方に光軸方向へ移動不能にかつ回転可能に設けられ、他方と光軸方向に螺合する第１調節ネジと、前記第１および第２調節部材の間に光軸方向へ弾性変形可能に配置された第１付勢部材とを有する調節機構をさらに備えた、
請求項２４に記載の撮像装置。
【請求項２６】
前記第１付勢部材は、弾性部材であり、
前記第１調節ネジは、前記第１付勢部材に挿嵌されている、
請求項２５に記載の撮像装置。
【請求項２７】
前記調節機構は、前記撮像素子に設けられ前記第１調節部材に光軸方向に対向して配置された第３調節部材と、前記第１および第３調節部材のいずれか一方に光軸方向へ移動不能にかつ回転可能に設けられ、他方と光軸方向に螺合する第２調節ネジと、前記第１および第３調節部材の間に光軸方向へ弾性変形可能に配置された第２付勢部材とをさらに有している、
請求項２５または２６に記載の撮像装置。
【請求項２８】
前記固定部材に設けられた第１調節部材と、前記撮像素子に設けられ前記第１調節部材に光軸方向に対向して配置された第３調節部材と、前記第１および第３調節部材のいずれか一方に光軸方向へ移動不能にかつ回転可能に設けられ、他方と光軸方向に螺合する第２調節ネジと、前記第１および第３調節部材の間に光軸方向へ弾性変形可能に配置された第２付勢部材とを有する調節機構をさらに備えた、
請求項２４に記載の撮像装置。
【請求項２９】
前記第２付勢部材は、弾性部材であり、
前記第２調節ネジは、前記第２付勢部材に挿嵌されている、
請求項２７または２８に記載の撮像装置。
【請求項３０】
固定部材と、被駆動部材が固定され前記固定部材に対して軸方向へ移動可能にかつ軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、前記移動部材に設けられた第１永久磁石と、前記移動部材に設けられ前記第１永久磁石と軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、前記固定部材に設けられ前記第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、前記固定部材に設けられ前記第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第２磁性体とを備えた駆動装置の制御方法であって、
前記駆動装置は、さらに前記移動部材を駆動する駆動部を含む制御手段を備え、
前記コイルへの通電を停止する前に、前記移動部材を軸方向前記第２磁性体側のストローク端またはその近傍まで移動させる移動工程と、
前記移動部材をストローク端またはその近傍まで移動させた後に、前記コイルへの通電を停止する停止工程と、
を含む駆動装置の制御方法。
【請求項３１】
固定部材と、被駆動部材が固定され前記固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、前記移動部材に設けられた第１永久磁石と、前記移動部材に設けられ前記第１永久磁石と軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、前記固定部材に設けられ前記第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、前記固定部材に設けられ前記第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第２磁性体とを備えた駆動装置の制御方法であって、
前記駆動装置は、さらに前記移動部材を駆動する駆動部を含む制御手段を備え、
前記コイルへの通電を停止する前に、前記移動部材の軸方向位置を検出する位置検出工程と、
前記位置検出工程で検出した前記移動部材の軸方向位置と予め設定された目標位置とを比較し、前記移動部材が前記目標位置よりも軸方向前記第２磁性体側に位置しているかどうかを判断する判断工程と、
前記判断工程での判断結果に応じて、前記移動部材の軸方向位置が前記目標位置よりも前記第２磁性体と反対側に位置している場合に、前記移動部材を前記目標位置まで軸方向前記第２磁性体側に移動させる移動工程と、
前記移動部材を前記目標位置まで移動させた後に、前記コイルへの通電を停止する停止工程と、
を含む駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動部材を直線方向に駆動することが可能な駆動装置、それを用いてレンズを光軸方向に駆動することが可能な撮像装置、および駆動装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタルスチルカメラやディジタルビデオムービーに代表されるディジタル撮像装置のコンパクト化やモバイル化に伴い、レンズと、それを駆動するアクチュエータの小型化が進んでいる。アクチュエータとしては、レンズを保持するレンズ枠を電磁力により駆動する電磁式リニア駆動装置が知られている。
この駆動装置は、ディジタル撮像装置だけでなく、例えば特許文献１のように往復動流体機械等にも利用されている。以下、特許文献１に記載の駆動装置について図２１を用いて説明する。
【０００３】
図２１に、従来の駆動装置の断面図を示す。この駆動装置は、ボビン３８と、２連の駆動コイル（電磁コイル）３９ａ、３９ｂと、ピストン４０（移動部材）と、第１永久磁石４１と、第２永久磁石４２と、保持枠体（固定部材）４３とから構成されている。ボビン３８は、絶縁樹脂製の筒状部材であり、保持枠体４３に固定されている。ボビン３８には、駆動コイル３９a、３９bがそれぞれ巻回されている。駆動コイル３９a、３９bは、互いに異なる向きに電流が流れるように結線されている。ピストン４０は、ボビン３８の内周側に軸方向に移動可能に配置されており、外周部に筒状の第１永久磁石４１が固定されている。第２永久磁石４２は、第１永久磁石４１の磁極との間で吸引力を発生させるための円環形状の永久磁石であり、駆動コイル３９ａ、３９ｂの外周側に配置されている。
【０００４】
駆動コイル３９ａ、３９ｂのうち、例えば駆動コイル３９ａは第１永久磁石４１のＳ極を含む端部の外周側に、駆動コイル３９ｂは第１永久磁石４１のＮ極を含む端部の外周側に、それぞれ配置されている。駆動コイル３９ａ、３９ｂに電流を流すことにより、ピストン４０による磁界と駆動コイル３９ａ、３９ｂの電流との相互作用で、フレミングの左手の法則に基づく電磁力がピストン４０に作用する。これにより、例えば図２１に示す極性では、ピストン４０が図中右側に移動する。また、駆動コイル３９ａ、３９ｂの電流を反転させれば付勢力の向きも反転し、ピストン４０は図中左側に移動する。したがって、駆動コイル３９ａ、３９ｂに例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電流を通電することで、ピストン４０を１秒間に５０回又は６０回往復動させることができる。
【０００５】
さらに、ボビン３８の外周側の中間位置に第２永久磁石４２を配置することで、ピストン４０をボビン３８の中間位置に戻す向きの磁気吸引力を発生させることができ、ピストン４０の往復運動を高速かつ円滑にすることができる。また、第１永久磁石４１の磁界の強さを適切に設定してピストン４０の往復振動の共振点を５０Ｈｚ又は６０Ｈｚに近づけることで、一層効率的なピストン４０の往復運動が得られる。
【特許文献１】特開平７−２５９７２９
【特許文献２】特開平７−２３８４４６
【特許文献３】特開平１１−１５０９７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、以上に述べた従来の駆動装置においては、移動部材の単純な往復運動のみを前提としており、かつ位置検出手段がないため、高速かつ高精度な位置決め制御が不可能である。また、移動部材は可動領域の略中心位置に付勢されるが、位置規制手段等が設けられていないためコイルへの通電を切断している状態において完全に位置固定することができない。
【０００７】
また、特許文献２のようにバネを用いて可動部を付勢する方法がある。しかし、この場合可動部を駆動するためにはアクチュエータはバネ力に対向する駆動力を発生する必要があり、その力は例えばバネが圧縮バネであれば可動部がバネを圧縮する方向に移動すればするほど大きくなるため、それだけアクチュエータの発生駆動力も必要となり、駆動装置全体が大型化してしまうという欠点がある。
【０００８】
さらに、特許文献３のように付勢機構を設けずに移動部材の位置決め制御を行うものもある。しかしこの場合コイルへの通電を切断している状態では、移動部材が案内手段に沿って自由に移動するため、駆動装置の電源を切った状態で持ち運ぶ時などに移動部材が固定部材と当接する。そのため、カタカタと接触音が発生し使用者に不快感を与えてしまう。また、移動部材を位置保持するには常時コイルに通電する必要があり消費電力が大きくなるといった欠点もある。
【０００９】
本発明の課題は、駆動装置の電源を切った状態において移動部材の位置を安定させることにある。
本発明の別の課題は、駆動装置の消費電力の低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の駆動装置では、固定部材と、被駆動部材が固定され固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、移動部材に設けられた第１永久磁石と、移動部材に設けられ、第１永久磁石と軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、固定部材に設けられ、第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、固定部材に設けられ、第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第２磁性体とを備えている。
【００１１】
第１永久磁石のＮ極から流出した磁束は、その大部分が第１磁性体に流入し、第１磁性体から第１永久磁石のＳ極に戻る。しかし、移動部材側の第１永久磁石と固定部材側のコイルとが対向して配置されており、第１磁性体をコイルが軸方向に貫通しているため、第１永久磁石の周辺には第１磁性体のない空間が存在する。この結果、第１磁性体のない空間から磁束の一部が軸方向に漏洩する。
【００１２】
しかし、この駆動装置では、第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置されているため、これらの漏洩磁束が第２磁性体に流入する。この結果、第１永久磁石と第２磁性体との間に磁気的吸引力が発生し、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的吸引力により移動部材が第２磁性体、すなわち固定部材と当接した状態で吸着される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００１３】
ここで、軸方向とは、移動部材の移動方向を意味している。また、軸方向と垂直な方向とは、移動部材の移動軸に垂直な方向を意味している。したがって、これらの表現は、各部材が筒状や環状であることを限定するものではない。
請求項２に記載の駆動装置は、請求項１おいて、移動部材の軸方向第２磁性体側に設けられた少なくとも１つの第２永久磁石をさらに備えている。
【００１４】
この駆動装置では、移動部材に第２永久磁石が設けられているため、第１および第２永久磁石と第２磁性体との間に磁気的吸引力が発生する。そして、第１永久磁石に加えて第２永久磁石が設けられているため、第１永久磁石のみを設けている場合に比べて磁気的吸引力がより大きくなる。この結果、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的吸引力により移動部材が固定部材と当接した状態で吸着される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００１５】
請求項３に記載の駆動装置は、請求項１または２において、固定部材に設けられ、移動部材の第２磁性体と軸方向反対側に配置された少なくとも１つの第３永久磁石をさらに備えている。
この駆動装置では、固定部材に第３永久磁石が設けられているため、第１永久磁石と反発するように第３永久磁石を着磁した場合に、第１および第３永久磁石の間に軸方向の磁気的反発力が発生する。そして、第３永久磁石は移動部材の第２磁性体と軸方向反対側に配置されているため、第１および第３永久磁石の磁気的反発力は第１永久磁石および第２磁性体の磁気的吸引力と軸方向の同じ側に向かって作用し、移動部材に作用する磁気的付勢力がより大きくなる。この結果、移動部材に電磁力が作用していない場合に、これらの磁気的吸引力および反発力により移動部材が固定部材と当接した状態で吸着および押圧される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００１６】
請求項４に記載の駆動装置は、固定部材と、被駆動部材が固定され固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、固定部材に設けられた第１永久磁石と、固定部材に設けられ、第１永久磁石に対して軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、移動部材に設けられ、第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、固定部材に設けられ、第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第２磁性体と、移動部材の軸方向第２磁性体側に設けられた少なくとも１つの第２永久磁石とを備えている。
【００１７】
この駆動装置では、第１永久磁石からの漏洩磁束が第２磁性体に流入する。この結果、移動部材に設けられた第２永久磁石と第２磁性体との間に磁気的吸引力が発生し、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的吸引力により移動部材が第２磁性体、すなわち固定部材と当接した状態で吸着される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００１８】
請求項５に記載の駆動装置は、請求項４において、固定部材に設けられ、移動部材の第２磁性体と軸方向反対側に配置された少なくとも１つの第３永久磁石をさらに備えている。
この駆動装置では、固定部材に第３永久磁石が設けられているため、第１永久磁石と反発するように第３永久磁石を着磁した場合に、第１および第３永久磁石の間に軸方向の磁気的反発力が発生する。すなわち、第１永久磁石と第２磁性体との間に磁気的吸引力が発生するとともに、第１永久磁石と第３永久磁石との間に磁気的反発力が発生する。そして、第３永久磁石が移動部材の第２磁性体と軸方向反対側に配置されているため、磁気的吸引力と磁気的反発力とが軸方向の同じ側に向かって作用し、移動部材に作用する磁気的付勢力がより大きくなる。この結果、コイルによる磁気的付勢力が発生していない場合に、この磁気的吸引力および反発力により移動部材が固定部材と当接した状態でより確実に吸着および押圧される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００１９】
請求項６に記載に駆動装置は、請求項１から５のいずれかにおいて、第２磁性体が第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方と軸方向と垂直な方向の位置が実質的に同一である。
この駆動装置では、第１永久磁石からの漏洩磁束が確実に第２磁性体に流入するため、磁気的吸引力がより確実に発生する。
【００２０】
請求項７に記載の駆動装置は、請求項１から６のいずれかにおいて、第２磁性体はがコイルと軸方向と垂直な方向の位置が実質的に同一である。
この駆動装置では、第２磁性体がコイルと軸方向と垂直な方向の位置が実質的に同一であるため、第１磁性体がない空間と第２磁性体との軸方向と垂直な方向の位置が実質的に同一となる。これにより、第１永久磁石からの漏洩磁束が確実に第２磁性体に流入するため、磁気的吸引力がより確実に発生する。
【００２１】
請求項８に記載の駆動装置は、請求項１から７のいずれかにおいて、固定部材が移動部材と軸方向に当接可能な第１固定部を有している。第２磁性体は、第１固定部の移動部材と軸方向反対側に配置されている。
この駆動装置では、第２磁性体が第１固定部の移動部材と軸方向反対側に配置されているため、例えば第１永久磁石と第２磁性体との間の磁気的吸引力により移動部材が第１固定部に吸着されるが、第１永久磁石と第２磁性体とが直接接触することがない。この結果、移動部材を第１固定部から脱着する際の必要付勢力を小さくすることができ、駆動装置の消費電力を低減することができる。
【００２２】
請求項９に記載の駆動装置は、請求項１から８のいずれかにおいて、移動部材の軸方向第２磁性体側に設けられた位置検出用永久磁石と、固定部材に設けられ位置検出用永久磁石に軸方向と垂直な方向に対向して配置され位置検出用永久磁石を介して移動部材の軸方向位置を検出するための位置検出センサとをさらに備えている。
この駆動装置では、移動部材に位置検出用永久磁石が設けられているため、例えば位置検出用永久磁石を第２磁性体と吸引し合うように着磁した場合に、位置検出用永久磁石と第２磁性体との間に磁気的吸引力が発生する。すなわち、位置検出用としての永久磁石を利用して磁気的吸引力を得ることができる。
【００２３】
請求項１０に記載の駆動装置は、固定部材と、被駆動部材が固定され固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、移動部材に設けられた第１永久磁石と、移動部材に設けられ、第１永久磁石と軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、固定部材に設けられ、第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、固定部材に設けられ、第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第４永久磁石とを備えている。
【００２４】
この駆動装置では、第１および第４永久磁石の間に軸方向の磁気的吸引力が発生する。この結果、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的吸引力により移動部材が固定部材に吸着される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００２５】
請求項１１に記載の駆動装置は、請求項１０において、移動部材の軸方向第４永久磁石側に設けられた少なくとも１つの第２永久磁石をさらに備えている。
この駆動装置では、移動部材に第２永久磁石が設けられているため、第２永久磁石を第４永久磁石と吸引し合うように着磁した場合に、第２永久磁石と第４永久磁石との間に磁気的吸引力が発生する。そして、第１永久磁石に加えて第２永久磁石が設けられているため、第１永久磁石のみを設けている場合に比べて磁気的吸引力がより大きくなる。この結果、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的吸引力により移動部材が固定部材に吸着される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００２６】
請求項１２に記載の駆動装置は、請求項１０または１１において、固定部材に設けられ、移動部材に対して第４永久磁石と軸方向反対側に配置された少なくとも１つの第３永久磁石をさらに備えている。
この駆動装置では、固定部材に第３永久磁石が設けられているため、第１永久磁石と反発するように第３永久磁石を着磁した場合に、第１および第３永久磁石の間に軸方向の磁気的反発力が発生する。そして、第３永久磁石は移動部材の第４永久磁石と軸方向反対側に配置されているため、第１および第３永久磁石の磁気的反発力は第１および第４永久磁石の磁気的吸引力と軸方向の同じ側に向かって作用する。この結果、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的吸引力および反発力により移動部材が固定部材に吸着および押圧される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００２７】
請求項１３に記載の駆動装置は、固定部材と、被駆動部材が固定され固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、固定部材に設けられた第１永久磁石と、固定部材に設けられ、第１永久磁石に対して軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、移動部材に設けられ、第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、固定部材に設けられ、第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第４永久磁石と、移動部材の軸方向第４永久磁石側に設けられた少なくとも１つの第２永久磁石とを備えている。
【００２８】
この駆動装置では、第２永久磁石と第４永久磁石との間に磁気的吸引力が発生する。この結果、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的吸引力により移動部材が固定部材に吸着される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００２９】
請求項１４に記載の駆動装置は、請求項１３において、固定部材に設けられ、移動部材に対して第４永久磁石と軸方向反対側に配置された少なくとも１つの第３永久磁石をさらに備えている。
この駆動装置では、固定部材に第３永久磁石が設けられているため、第４永久磁石と反発するように第３永久磁石を着磁した場合に、第２および第４永久磁石の間に磁気的吸引力が発生するとともに、第３および第４永久磁石の間に軸方向の磁気的反発力が発生する。そして、第３永久磁石が移動部材に対して第４永久磁石と軸方向反対側に配置されているため、磁気的吸引力と磁気的反発力とが軸方向の同じ側に向かって作用し、移動部材に作用する磁気的付勢力がより大きくなる。この結果、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的吸引力および反発力により移動部材が固定部材により確実に吸着および押圧される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００３０】
請求項１５に記載の駆動装置は、請求項１０から１４のいずれかにおいて、第４永久磁石が第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方と軸方向と垂直な方向の位置が実質的に同一である。
請求項１６に記載の駆動装置は、請求項１０から１５のいずれかにおいて、第４永久磁石がコイルと軸方向と垂直な方向の位置が実質的に同一である。
【００３１】
請求項１７に記載の駆動装置は、請求項１０から１６のいずれかにおいて、固定部材が移動部材と軸方向に当接可能な第１固定部を有している。第４永久磁石は、第１固定部の移動部材と軸方向反対側に配置されている。
この駆動装置では、第４永久磁石が第１固定部の移動部材と軸方向反対側に配置されているため、例えば第２永久磁石と第４永久磁石との間の磁気的吸引力により移動部材が第１固定部に吸着されるが、第２永久磁石と第４永久磁石とが直接接触することがない。この結果、移動部材を第１固定部から脱着する際の必要付勢力を小さくすることができ、駆動装置の消費電力を低減することができる。
【００３２】
請求項１８に記載の駆動装置は、請求項１０から１７のいずれかにおいて、移動部材の軸方向第４永久磁石側に設けられた位置検出用永久磁石と、固定部材に設けられ位置検出用永久磁石に軸方向と垂直な方向に対向して配置され位置検出用永久磁石を介して移動部材の軸方向位置を検出するための位置検出センサとをさらに備えている。
この駆動装置では、移動部材に位置検出用永久磁石が設けられているため、例えば位置検出用永久磁石と第４永久磁石とをそれぞれ吸引し合うように着磁した場合に、位置検出用永久磁石と第４永久磁石との間に磁気的吸引力が発生する。すなわち、位置検出用としての永久磁石を利用して、磁気的吸引力を得ることができる。
【００３３】
請求項１９に記載の駆動装置は、固定部材と、固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、移動部材に設けられた第１永久磁石と、移動部材に設けられ、第１永久磁石に対して軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、固定部材に設けられ、第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、固定部材に設けられ、第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方と軸方向に対向して配置された少なくとも１つの第３永久磁石とを備えている。
【００３４】
この駆動装置では、固定部材に第３永久磁石が設けられているため、第１永久磁石と反発するように第３永久磁石を着磁した場合に、第１および第３永久磁石の間に磁気的反発力が発生する。この結果、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的反発力により移動部材が固定部材に押圧される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００３５】
請求項２０に記載の駆動装置は、固定部材と、被駆動部材が固定され固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、固定部材に設けられた第１永久磁石と、固定部材に設けられ第１永久磁石に対して軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、移動部材に設けられ第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、移動部材に設けられた少なくとも１つの第２永久磁石と、固定部材に設けられた少なくとも１つの第３永久磁石とを備えている。
【００３６】
この駆動装置では、第２および第２永久磁石の間には軸方向に磁気的反発力が発生する。この結果、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的反発力により移動部材が固定部材に押圧される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００３７】
請求項２１に記載の駆動装置は、請求項１９または２０において、移動部材に設けられた位置検出用永久磁石と、固定部材に設けられ位置検出用永久磁石に軸方向と垂直な方向に対向して配置され位置検出用永久磁石を介して移動部材の軸方向位置を検出するための位置検出センサとをさらに備えている。
この駆動装置では、移動部材に位置検出用永久磁石が設けられているため、例えば位置検出用永久磁石と第３永久磁石とを互いに反発するように着磁した場合に、位置検出用永久磁石と第３永久磁石との間に磁気的反発力が発生する。この結果、移動部材に電磁力が作用していない場合に、この磁気的反発力により移動部材が固定部材に押圧される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動を防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００３８】
請求項２２に記載の駆動装置は、請求項１から２１のいずれかにおいて、固定部材が第１磁性体の外周側に配置され、移動部材、第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか１つに軸方向と垂直な方向に当接する筒状の案内壁を有している。
この駆動装置では、固定部材が案内壁を有しているため、固定部材と別部材として案内手段を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
【００３９】
請求項２３に記載の撮像装置は、撮像光学系の少なくとも一部を構成する少なくとも１つのレンズと、前記撮像光学系の光路上に配置された撮像素子と、撮像素子に対してレンズを光軸方向に駆動するための請求項１から２２に記載の駆動装置とを備えている。
この撮像装置では、請求項１から２２に記載の駆動装置を備えているため、例えばデジタルカメラ等で電源を切った状態でも移動部材が固定部材に吸着または押圧され、移動部材のガタつきを防止することができる。
【００４０】
請求項２４に記載の撮像装置は、請求項２３において、撮像光学系において移動部材が固定部材と軸方向に当接した状態で、パンフォーカス位置となるようにレンズが配置されている。
この撮像装置では、パンフォーカスで使用する際に電源を切った場合であっても、移動部材が固定部材に吸着または押圧されるため、パンフォーカス状態を保持できる。すなわち、消費電力の低減を図ることができる。
【００４１】
請求項２５に記載の撮像装置は、請求項２４において、固定部材に設けられた第１調節部材と、第２磁性体に設けられ第１調節部材に光軸方向に対向して配置された第２調節部材と、第１および第２調節部材のいずれか一方に光軸方向へ移動不能にかつ回転可能に設けられ、他方と光軸方向に螺合する第１調節ネジと、第１および第２調節部材の間に光軸方向へ弾性変形可能に配置された第１付勢部材とを有する調節機構をさらに備えている。
【００４２】
この撮像装置では、第１調節ネジおよび第１付勢部材により第１および第２調節部材の間の光軸方向の距離を調節することができる。すなわち、固定部材と第２磁性体との距離を調節することができる。これにより、第２磁性体による磁気的吸引力の設定を調節することができる。
請求項２６に記載の駆動装置は、請求項２５において、第１付勢部材が弾性部材であり、第１調節ネジが第１付勢部材に挿嵌されている。
【００４３】
請求項２７に記載の撮像装置は、請求項２５または２６において、調節機構が撮像素子に設けられ第１調節部材に光軸方向に対向して配置された第３調節部材と、第１および第３調節部材のいずれか一方に光軸方向へ移動不能にかつ回転可能に設けられ、他方と光軸方向に螺合する第２調節ネジと、第１および第３調節部材の間に光軸方向へ弾性変形可能に配置された第２付勢部材とをさらに有している。
【００４４】
この撮像装置では、第２調節ネジおよび第２付勢部材により第１および第３調節部材の間の光軸方向の距離を調節することができる。すなわち、固定部材と撮像素子との間の距離を調節することができる。
請求項２８に記載の撮像装置は、請求項２４において、固定部材に設けられた第１調節部材と、撮像素子に設けられ第１調節部材に光軸方向に対向して配置された第３調節部材と、第１および第３調節部材のいずれか一方に光軸方向へ移動不能にかつ回転可能に設けられ、他方と光軸方向に螺合する第２調節ネジと、第１および第３調節部材の間に光軸方向へ弾性変形可能に配置された第２付勢部材とを有する調節機構をさらに備えている。
【００４５】
この撮像装置では、第２調節ネジおよび第２付勢部材により第１および第３調節部材の間の光軸方向の距離を調節することができる。すなわち、固定部材と撮像素子との距離を調節することができる。
請求項２９に記載の駆動装置は、請求項２７または２８において、第２付勢部材が弾性部材であり、第２調節ネジが第２付勢部材に挿嵌されている。
【００４６】
請求項３０に記載の駆動装置の制御方法は、固定部材と、被駆動部材に固定され固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、移動部材に設けられた第１永久磁石と、移動部材に設けられ第１永久磁石と軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、固定部材に設けられ第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、固定部材に設けられ第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第２磁性体とを備えた駆動装置の制御方法である。駆動装置は、さらに移動部材を駆動する駆動部を含む制御手段を備えている。この制御方法は、コイルへの通電を停止する前に、移動部材を軸方向第２磁性体側のストローク端またはその近傍まで移動させる移動工程と、移動部材をストローク端またはその近傍まで移動させた後に、コイルへの通電を停止する停止工程とを含んでいる。
【００４７】
この制御方法では、移動部材を第２磁性体側のストローク端またはその近傍まで移動させてからコイルへの通電を停止するため、第１永久磁石と第２磁性体との間の磁気的吸引力が大きい状態で移動部材に電磁力が作用しなくなる。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動をより確実に防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【００４８】
請求項３１に記載の駆動装置の制御方法は、固定部材と、被駆動部材に固定され固定部材に対して軸方向へ移動可能に、かつ、軸方向に当接可能に設けられた移動部材と、移動部材に設けられた第１永久磁石と、移動部材に設けられ第１永久磁石と軸方向と垂直な方向に対向して配置された第１磁性体と、固定部材に設けられ第１永久磁石および第１磁性体の軸方向と垂直な方向の間に配置されたコイルと、固定部材に設けられ第１永久磁石および第１磁性体の少なくともいずれか一方の軸方向一方側に配置された少なくとも１つの第２磁性体とを備えた駆動装置の制御方法である。駆動装置は、さらに移動部材を駆動する駆動部を含む制御手段を備えている。コイルへの通電を停止する前に、移動部材の軸方向位置を検出する位置検出工程と、位置検出工程で検出した移動部材の軸方向位置と予め設定された目標位置とを比較し、移動部材が目標位置よりも軸方向第２磁性体側に位置しているかどうかを判断する判断工程と、判断工程での判断結果に応じて、移動部材の軸方向位置が目標位置または目標位置よりも第２磁性体と反対側に位置している場合に、移動部材を目標位置まで軸方向第２磁性体側に移動させる移動工程と、移動部材を目標位置まで移動させた後にコイルへの通電を停止する停止工程とを含んでいる。
【００４９】
この制御方法では、移動部材を目標位置まで移動させた後にコイルの通電を停止するため、大きな磁気的吸引力を保持できる程度に目標位置を設定していれば、コイルへの通電を停止しても移動部材が固定部材に確実に吸着される。これにより、駆動装置の電源を切った状態において、固定部材と移動部材との相対移動をより確実に防止することができ、移動部材の位置の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明に係る駆動装置では、磁気的吸引力および反発力を利用することで、電源を切った状態における移動部材の位置の安定化を図ることができる。
また、本発明に係る駆動装置では、磁気的吸引力および反発力を利用することで、消費電力を低減させることができる。
さらに、本発明に係る駆動装置の制御方法では、上記の構成としているため、磁気的吸引力および反発力を利用する際に、駆動装置の電源を切った状態における移動部材の位置の安定化をより確実に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明に係る駆動装置について、以下に図面を参照しながら説明する。
Ａ．撮像装置の構成について
１．第１実施形態
（１）撮像装置の構成
図１に、本発明の第１実施形態としての撮像装置１００の断面概略図を示す。以下、図１の上側を光軸方向上側、下側を光軸方向下側と表現するが、これらは撮像装置１００の取付状態を限定するものではない。図１に示すように、撮像装置１００は、固定部材６と、レンズ枠４（移動部材）と、第１永久磁石９と、第１ヨーク８（第１磁性体）と、コイル１０と、第２ヨーク１１（第２磁性体）と、３枚のレンズ１、２、３とを備えている。
【００５２】
固定部材６は、撮像装置１００のケーシングの役割を果たす部材であり、第１固定部６ｂと、第２固定部６ｃと、第３固定部６ａとを有している。第３固定部６ａは、軸方向に延びる筒状の部分であり、各部材が内周側に収容されている。第１固定部６ｂおよび第２固定部６ｃは、例えば環状かつ板状の部分であり、後述するレンズ枠４の光軸方向両端に配置されている。第３固定部６ａは、第１および第２固定部６ｂ、６ｃを光軸方向に連結するためのもの筒状の部分である。レンズ枠４は、固定部材６の内部に配置された筒状の部材であり、固定部材に対して軸方向へ移動可能にかつ軸方向に当接可能に設けられている。具体的には、固定部材６には光軸方向（図１の上下方向）に延びるガイドポール７ａ、７ｂが設けられており、レンズ枠４に設けられた孔（図示せず）に嵌合している。固定部材６、レンズ枠４、第１永久磁石９、第１ヨーク８、第２ヨーク１１により駆動装置が構成されている。
【００５３】
またレンズ枠４の内部には、撮像光学系の一部を構成する被駆動部材としてのレンズ１、２、３が収容および固定されており、レンズ１、２、３は光軸方向に並設されている。レンズ２、３の間には、位置決め用のスペーサ５が配置されている。また、固定部材６の光軸方向下側には、レンズ３と対向するように撮像素子（図示せず）が撮像光学系の光路上に配置されている。
【００５４】
第１永久磁石９、第１ヨーク８およびコイル１０は、ボイスコイルモータ１６を構成している。この撮像装置１００は、磁石駆動方式であり、第１永久磁石９、第１ヨーク８がレンズ枠４に、コイル１０が固定部材６に、それぞれ固定されている。
第１ヨーク８は、レンズ枠４の外周部に固定された筒状の磁性体である。第１ヨーク８は、例えば１枚のプレートから一体成形されており、内周側筒状部８ａと、外周側筒状部８ｂと、中間部８ｃとを有している。内周側筒状部８ａおよび外周側筒状部８ｂは、光軸方向に延びる互いに径が異なる筒状の部分であり、光軸方向の一方に配置された中間部８ｃにより連結されている。内周側筒状部８ａは、レンズ枠４の外周部に固定されている。内周側筒状部８ａと外周側筒状部８ｂとの間には、軸方向と垂直な方向に隙間が確保されている。
【００５５】
第１永久磁石９は、外周側筒状部８ｂの内周面に固定された筒状の磁石であり、軸方向と垂直な方向に着磁されている。第１永久磁石９と内周側筒状部８ａとは、軸方向と垂直な方向に対向して配置されている。コイル１０は、固定部材６側の部材に巻回されており、第１永久磁石９および内周側筒状部８ａの軸方向と垂直な方向の間に配置されている。
以上に述べた第１永久磁石９、第１ヨーク８およびコイル１０により構成されるボイスコイルモータにより、固定部材６に対してレンズ枠４が光軸方向に駆動可能となっている。
【００５６】
また、この撮像装置１００は、第１ヨーク８以外にさらに第２ヨーク１１を備えている点に特徴を有している。具体的には、第２ヨーク１１は、環状かつ板状の磁性体であり、第１永久磁石９および第１ヨーク８からの漏洩磁束が流入可能なよう配置されている。より具体的には、第２ヨーク１１は、第１永久磁石９の光軸方向一方側に固定部材６の第１固定部６ｂを介して配置されており、第１固定部６ｂの光軸方向の端部に固定されている。第２ヨーク１１および第１永久磁石９の軸方向と垂直な方向の位置は、実質的に同一となっている。
【００５７】
（２）動作
次に、本実施形態の撮像装置１の駆動方法について説明する。コイル１０に通電した場合、第１永久磁石９とコイル１０との間に光軸方向の電磁力が発生する。この結果、第１永久磁石９とコイル１０とに光軸方向へ電磁力が作用する。この結果、固定部材６に対してレンズ枠４が光軸方向に駆動される。
【００５８】
この撮像装置１００では、ボイスコイルモータ１６で発生する電磁力以外に第２ヨーク１１により磁気的付勢力が発生する。具体的には、第１永久磁石９から発生する磁束は、例えば第１永久磁石９の外周側がN極であった場合、その大部分は接している第１ヨーク８に流入し、内周側のS極に戻る。しかし、磁束の一部は第１ヨーク８に流入せず、第１ヨーク８が存在しない空間、より詳細には第１永久磁石９の光軸方向下側の空間に漏洩する。
【００５９】
しかし、この撮像装置１００では、第１永久磁石９の光軸方向下側に第２ヨーク１１が配置されているため、これらの漏洩磁束が第２ヨーク１１に流入し、第１永久磁石９と第２ヨーク１１との間に磁気的吸引力が発生する。この結果、ボイスコイルモータ１６に電磁力が発生していない場合に、この磁気的吸引力によりレンズ枠４が固定部材６に吸着される。より詳細には、撮像装置１００の電源を切ると、レンズ枠４が光軸方向下側へ移動して、固定部材６の第１固定部６ｂに当接した状態で吸着される。この磁気的吸引力の大きさをレンズ枠４やボイスコイルモータ１６等の重量を支持できる程度に設定することで、撮像装置１００の電源を切っていても、レンズ枠４を第１固定部６ｂと一体にすることができる。これにより、撮像装置１００の電源を切った状態において、固定部材６とレンズ枠４との相対移動を防止することができ、レンズ枠４の位置の安定化を図ることができる。
【００６０】
また、本実施形態の撮像装置１００では、第２ヨーク１１を設けているため、圧縮バネ等の付勢手段を設ける場合に比べて、光軸方向の寸法を短縮することができる。
なお、本実施の形態において、磁束の発生源をボイスコイルモータ１６を構成する第１永久磁石９のみとしたが、これに限定されず、レンズ枠４に任意の方向に着磁された複数の永久磁石を取り付けてもよい。また、第２ヨーク１１を環状かつ板状の部材として記載しているが、複数の部材から構成されていてもよい。
【００６１】
２．第２実施形態
前述の第１実施形態では、第１永久磁石９と第２ヨーク１１との間に発生する磁気的吸引力を利用しているが、磁気的吸引力を大きくするためにさらに第２永久磁石２０を設けてもよい。図２に、本発明の第２実施形態としての撮像装置１００の断面概略図を示す。
図２に示すように、第２永久磁石２０は、環状の永久磁石であり、第１ヨーク８の内周側筒状部８ａの外周部であって光軸方向第２ヨーク１１側に固定されている。第２永久磁石２０の着磁方向は、いずれの方向であってもよい。
【００６２】
この場合、第１永久磁石９と第２ヨーク１１との間の磁気的吸引力に加えて、第２永久磁石２０と第２ヨーク１１との間にも磁気的吸引力が発生する。この結果、第１実施形態に比べて、より磁気的吸引力を大きくすることができる。これにより、撮像装置１００の電源を切った状態において、固定部材６とレンズ枠４との相対移動をより確実に防止することができ、レンズ枠４の位置の安定化を図ることができる。
【００６３】
３．第３実施形態
前述の第１実施形態では、磁気的吸引力のみを利用しているが、反発力を利用する場合も考えられる。図３に、本発明の第３実施形態としての撮像装置１の断面概略図を示す。
図３に示すように、本実施形態では第１実施形態の第２ヨーク１１に代えて、固定部材６側に第３永久磁石２１を設けている。第３永久磁石２１は、環状かつ板状の磁石であり、第２固定部６ｃの第１永久磁石９側に固定されている。言い換えると、第３永久磁石２１は、レンズ枠４に対して第１実施形態の第２ヨーク１１と光軸方向反対側に配置されている。また、第３永久磁石２１は、第１永久磁石９と互いに反発し合うように着磁されている。
【００６４】
この場合、第１永久磁石９および第１ヨーク８と第３永久磁石２１との間に磁気的反発力が発生するため、ボイスコイルモータ１６に電磁力が発生していない場合に、レンズ枠４は光軸方向下側に付勢され、第１固定部６ｂに当接した状態で押圧される。これにより、撮像装置１００の電源を切った状態において、固定部材６とレンズ枠４との相対移動を防止することができ、レンズ枠４の位置の安定化を図ることができる。
【００６５】
また、本実施形態に係る撮像装置１００では、第３永久磁石２１を設けているため、圧縮バネ等の付勢手段を設ける場合に比べて、光軸方向の寸法を短縮することができる。
４．第４実施形態
前述の第３実施形態では、第１実施形態の第２ヨーク１１に代えて第３永久磁石２１を設けているが、図４に示すように第２ヨーク１１および第３永久磁石２１の両方を設けてもよい。具体的には、図４に示すように、第２ヨーク１１は第１実施形態と同様に固定部材６の第１固定部６ｂに固定されている。第３永久磁石２１は、第３実施形態と同様に第２固定部６ｃに固定されている。
【００６６】
この場合、第１永久磁石９と第２ヨーク１１との間に磁気的吸引力が発生するとともに、第１永久磁石９と第３永久磁石との間に磁気的反発力が発生する。すなわち、本実施形態では、これらの磁気的吸引力および反発力により、レンズ枠４に光軸方向下側への付勢力が作用することとなる。この結果、ボイスコイルモータ１６に電磁力が発生していない場合に、レンズ枠４が固定部材６に吸着および押圧される。より詳細には、撮像装置１００の電源を切ると、レンズ枠４が光軸方向下側へ移動して第１固定部６ｂに当接した状態で吸着および押圧される。これにより、撮像装置１００の電源を切った状態において、固定部材６とレンズ枠４との相対移動をより確実に防止することができ、レンズ枠４の位置の安定化を図ることができる。
【００６７】
なお、第４実施形態の撮像装置１００において、第２実施形態と同様に第２永久磁石２０を設けても同様の作用効果が得られる。この場合、第１永久磁石９と第２ヨーク１１との間の磁気的吸引力、あるいは第１永久磁石９と第３永久磁石２１との間の磁気的反発力を第２永久磁石２０によりさらに大きくすることができる。
５．第５実施形態
前述の実施形態では、撮像装置１００を磁石駆動方式としているが、コイル駆動方式であってもよい。図５に、本発明の第５実施形態としての撮像装置１００の断面概略図を示す。
【００６８】
本実施形態の撮像装置１００は、前述の第１実施形態とほぼ等しい構成を有しているが、コイルがレンズ枠（移動部材）側に設けられ、第１永久磁石が固定部材側に設けられている点で異なる。具体的には、図５に示すように第１永久磁石９および第１ヨーク８は固定部材６に固定されている。一方、コイル１０はレンズ枠４に固定されている。第２ヨーク１１は、第１実施形態と同様に、固定部材６の第１固定部６ｂに固定されている。
【００６９】
この撮像装置１００では、第１永久磁石９が固定部材６側に設けられているため、第２ヨーク１１を設けたとしてもレンズ枠４を固定部材６の第１固定部６ｂ側に吸着させることができない。したがって、本実施形態では、レンズ枠４に第２永久磁石１２が設けられている。具体的には、第２永久磁石１２は、環状かつ板状の磁石であり、レンズ枠４の光軸方向第２ヨーク１１側に固定されている。第２永久磁石１２は、第２ヨーク１１との間に磁気的吸引力が発生するように着磁されている。
【００７０】
この場合、第２永久磁石１２と第２ヨーク１１との間に発生する磁気的吸引力により、レンズ枠４が固定部材６に吸着される。これにより、撮像装置１００の電源を切った状態において、固定部材６とレンズ枠４との相対移動を防止することができ、レンズ枠４の位置の安定化を図ることができる。
また、ボイスコイルモータ１６を形成する第１ヨーク８と第１永久磁石９の合計重量に比べてコイル１０と第２永久磁石１２の合計重量の方が小さいため、レンズ枠４の軽量化を実現できる。これにより、ボイスコイルモータ１６の発生させるべき駆動力も低減させることができ、撮像装置の小型化を図ることができる。
【００７１】
また、本実施形態の撮像装置１００では、第２永久磁石１２および第２ヨーク１１を設けているため、圧縮バネ等の付勢手段を設ける場合に比べて、光軸方向の寸法を短縮することができる。
なお、本実施形態において、第２永久磁石１２をレンズ枠４に取り付けたが、これに限定されず、コイル１０等のレンズ枠４に固定されている部材に取り付けることにより、前述した原理は成立する。
【００７２】
６．第６実施形態
前述の第５実施形態では、磁気的吸引力のみを利用しているが、反発力を利用する場合も考えられる。図６に、本発明の第６実施形態としての撮像装置１の断面概略図を示す。
図６に示すように、本実施形態では第５実施形態の第２ヨーク１１に代えて、固定部材６側に第３永久磁石２１を設けている。第３永久磁石２１は、環状かつ板状の磁石であり、第２固定部６ｃの第１永久磁石９側に固定されている。言い換えると、第３永久磁石２１は、レンズ枠４に対して第５実施形態の第２ヨーク１１と光軸方向反対側に配置されている。また、第３永久磁石２１は、第２永久磁石１２との間に磁気的反発力が発生するよう着磁されている。
【００７３】
この場合、第２永久磁石１２と第３永久磁石２１との間に磁気的反発力が発生するため、ボイスコイルモータ１６に電磁力が発生していない場合に、レンズ枠４は光軸方向下側に付勢され、第１固定部６ｂに当接した状態で吸着される。これにより、撮像装置１００の電源を切った状態において、固定部材６とレンズ枠４との相対移動を防止することができ、レンズ枠４の位置の安定化を図ることができる。
【００７４】
また、本実施形態に係る撮像装置１００では、第３永久磁石２１を設けているため、圧縮バネ等の付勢手段を設ける場合に比べて、光軸方向の寸法を短縮することができる。
なお、第２永久磁石１２をレンズ枠４の第３永久磁石２１と反対側に設けられているが、レンズ枠４の第３永久磁石２１側に設けられていてもよい。
７．第７実施形態
前述の第６実施形態では、第２ヨーク１１に代えて第３永久磁石２１を設けているが、図７に示すように、第２ヨーク１１および第３永久磁石２１の両方を設けてもよい。具体的には、第２ヨーク１１は、第５実施形態と同様に固定部材６の第１固定部６ｂに固定されている。第３永久磁石２１は、第６実施形態と同様に第２固定部６ｃに固定されている。また、第２永久磁石１２は、第５実施形態と同様にレンズ枠４に固定されている。
【００７５】
この場合、第２永久磁石１２と第２ヨーク１１との間に磁気的吸引力が発生するとともに、第２永久磁石１２と第３永久磁石２１との間に磁気的反発力が発生する。すなわち、本実施形態では、これらの磁気的吸引力および反発力により、レンズ枠４に光軸方向下側への付勢力が作用することとなる。この結果、ボイスコイルモータ１６に電磁力が発生していない場合に、レンズ枠４が固定部材６に吸着および押圧される。より詳細には、撮像装置１００の電源を切ると、レンズ枠４が光軸方向下側へ移動して第１固定部６ｂと当接した状態で静止する。これにより、撮像装置１００の電源を切った状態において、固定部材６とレンズ枠４との相対移動をより確実に防止することができ、レンズ枠４の位置の安定化を図ることができる。
【００７６】
また、第１〜第７実施形態の撮像装置１００は、以上に述べた作用効果以外にも、以下に説明するような作用効果を得ることができる。図８に、レンズと撮像素子との位置関係を示す。図８（ａ）〜（ｃ）では、それぞれレンズと撮像素子との距離および合焦位置３３が異なる状態を示している。通常、撮像素子１５に対してレンズ３２の位置を変化させると、合焦位置３３が図８（ｂ）、（ｃ）に示すように変化する。しかし、単焦点レンズ等では、撮像素子１５に対してレンズ３２がある特定の位置にあるとき、より詳細にはレンズ３２が撮像素子１５に近づいた状態のとき、図８（ａ）の矢印に示すように、合焦位置３３からそれ以上遠方の範囲全域において合焦する。この状態がいわゆるパンフォーカスである。
【００７７】
パンフォーカス位置は、例えば遠方撮影時や動画撮影時において利用される。従来は、コイルに通電した状態で、レンズの位置をパンフォーカス位置に保持している。そのため、パンフォーカス撮影が長時間にわたり行われる場合、レンズを動かしていないにもかかわらず、長時間にわたりコイルに通電する必要がある。そのため、従来の撮像装置は、消費電力が増大する傾向にある。
【００７８】
しかし、この撮像装置１００では、レンズ枠４が固定部材６の第１固定部６ｂに当接した状態をレンズ１〜３のパンフォーカス位置となるように設定した場合、パンフォーカス撮影時に撮像装置１００に電流を供給しなくても、レンズの位置をパンフォーカス位置に保持することが可能となる。これにより、消費電力を大幅に低減することができる。
Ｂ．撮像装置の制御について
１．第８実施形態
前述の第１〜第７実施形態の撮像装置１００では、第２ヨーク１１、第２永久磁石１２および第３永久磁石２１を利用しているため、変位に応じた非線形の付勢力がレンズ枠４に作用する。したがって、付勢力が線形となる従来の付勢手段に比べて、駆動装置の制御手段にも工夫が必要となる。第１実施形態の撮像装置１００をもとに、本実施形態のレンズ枠４の位置決め制御について説明する。
【００７９】
位置決め制御を行う場合の撮像装置１００は、さらに駆動制御部５０を備えている。駆動制御部５０は、外部からの指令に応じてレンズ枠４の光軸方向の位置を調節するためのものである。図９に、駆動制御部５０のブロック図を示す。図９に示すように、駆動制御部５０は、位置検出部５１と、目標位置指令部５２と、差分演算部５３と、フィルタ処理部５４と、駆動部５５とから構成されている。
【００８０】
位置検出部５１は、レンズ枠４の光軸方向の位置を検出するためのものである。具体的には、図１０に示すように、位置検出用永久磁石１３と、位置検出センサ１４とを有している。位置検出用永久磁石１３は、環状の磁石であり、第１ヨーク８の外周側筒状部８ｂの外周部に固定されている。固定部材６は、第１固定部６ｂの外周側に断面がＬ字形状の支持部６ｄを有しており、位置検出センサ１４は支持部６ｄに位置検出用永久磁石１３と軸方向と垂直な方向に対向するように固定されている。位置検出センサ１４は、例えば貫通する磁束に応じた電圧を出力する、いわゆるホールセンサである。
【００８１】
目標位置指令部５２は、レンズ枠４の光軸方向の目標位置を外部からの指令により演算、出力するためのものである。差分演算部５３は、位置検出部５１から出力されたセンサ出力値と目標位置指令部５２から出力された目標値との差分を演算し、差分値として出力するためのものである。フィルタ処理部５４は、差分値の共振周波数を除去するために差分値に対してフィルタ処理を行い、処理値として出力するためのものである。駆動部５５は、処理値に応じてボイスコイルモータ１６の電磁力を調節するためのものであり、コイル１０に接続されている。
【００８２】
図９に示すように、まず目標位置指令部５２に目標値が入力され、差分演算部５３へ出力される。一方、位置検出センサ１４が位置検出用永久磁石１３からの磁束を検知し、差分演算部５３へセンサ出力値が出力される。具体的には、位置検出用永久磁石１３の光軸方向の位置が変化すると、位置検出センサ１４と位置検出用永久磁石１３の各磁極との距離が変化する。それに伴い位置検出センサ１４を貫通する磁束が変化する。その磁束の変化が位置検出センサ１４からセンサ出力値として出力される。そして、差分演算部５３により目標値とセンサ出力値との差分が演算される。
【００８３】
差分演算部５３から出力された差分値は、フィルタ処理部５４により種々のフィルタ処理が行われる。具体的には、例えば補償器５４ａにおいてリードラグフィルタ処理が行われ、さらに積分器５４ｂにおいて積分補償処理が行われる。これらのフィルタ処理を行った処理値は駆動部５５へ出力される。
駆動部５５は、処理値に応じた電磁力が発生するようにボイスコイルモータ１６のコイル１０への通電量を調節する。ここで、本発明に係る撮像装置１００のように、移動側の部材であるレンズ枠４に対して常に付勢力が作用している場合、レンズ枠４を静止させるにはその付勢力と釣り合う電磁力をボイスコイルモータ１６により発生させる必要がある。言い換えると、ボイスコイルモータ１６の電磁力の大きさを調節することで、レンズ枠４の光軸方向の位置を調節することが可能となる。したがって、この場合、駆動部５５により決定された通電量に応じてボイスコイルモータ１６に電磁力が発生し、そして第１永久磁石９および第２ヨーク１１の間に発生する磁気的吸引力と電磁力とが釣り合う位置でレンズ枠４が静止する。再度レンズ枠４の光軸方向の位置が位置検出部５１により検出され、目標値との差分により前述の流れでレンズ枠４の位置が調節される。このように、この撮像装置１００では、フィードバック制御によりレンズ枠４の位置決め制御が行われる。
【００８４】
ここで、駆動部５５についてさらに詳細に説明する。駆動部５５では、処理値に応じてコイル１０の通電量が調節されるが、前述のようにレンズ枠４に作用する付勢力が非線形であるため、駆動部５５におけるブロックが従来と異なる。図１１（ａ）にバネ等の付勢力が線系である付勢手段を用いた駆動部のブロック図、図１１（ｂ）にその周波数特性を示す。図１１（ｃ）に撮像装置１００のように、付勢力が非線形である付勢手段を用いた駆動部５５のブロック図、図１１（ｄ）にその周波数特性を示す。
【００８５】
まず従来のように付勢力が線形である場合について説明する。図１１（ａ）に示すように、フィルタ処理部から出力された処理値は、駆動力Ｆ１として駆動部に入力され、駆動力F１と後述する付勢力Ｆ２との差分が演算される。そして算出された力を移動部材（レンズ枠４およびレンズ枠４に取り付けられている部材）の合計質量ｍで除する。これにより算出された力がレンズ枠４の加速度ａに変換される。その加速度ａを積分演算部５５ｃにおいて二回積分する。これにより加速度ａがレンズ枠４の変位Ｘに変換される。すなわち、駆動部５５は、駆動力Ｆ１からレンズ枠４の変位Ｘを演算により算出している。そして変位Ｘに付勢手段のバネ定数Kを乗ずることでレンズ枠４に作用する付勢力Ｆ２に変換される。この付勢力Ｆ２を駆動力F１から減じてフィードバックすることで、レンズ枠４に作用する力の合力に変換される。以上のように、従来の駆動部では、フィードバック制御により電磁力を調節している。なお、図１１（ｃ）においては、前述したバネ定数は負の値であり、かつレンズ枠４の位置によって変化するため、変位Xの関数で表される。
【００８６】
次に、バネ等の線系である付勢手段を用いた駆動部と、撮像装置１００のように、磁気的吸引力等の非線形である付勢手段を用いた駆動部との付勢力について、図１２を用いて説明する。グラフ線２２はバネ等の線系である付勢手段を用いた駆動部にかかる付勢力と位置との関係を示しており、グラフ線２３は磁気的吸引力等の非線形である付勢手段を用いた駆動部にかかる付勢力と位置との関係を示している。グラフ線２２の傾き、すなわちバネ定数は、移動部材の位置に関係なく一定である。これにより、移動部材にかかる付勢力は移動部材の位置に比例して増加する。一方グラフ線２３の傾き、つまりバネ定数は、移動部材の位置により変化する。さらにバネ定数の値は負であるため、駆動力と付勢力とのつりあい点において不安定となる。
【００８７】
以上の内容を踏まえ、駆動部の周波数特性について図１１（ｂ）および図１１（ｄ）を用いて説明する。式２８は駆動部の周波数特性を示したグラフ線の式であり、式２９a〜２９ｄおよび３０はグラフ線２８における折れ点を結ぶグラフ線の式である。図１１（ｂ）では、式２８において、Kの値がｍＳ2の値と等しいとき、分母は零となり発散する。その点がいわゆる共振点である。一方、図１１（ｄ）においてK（ｘ）の値はレンズ枠４の位置により変化する。その様子を図１１（ｂ）、（ｄ）に示す。ここで、バネ定数は−K（ｘ）であらわされ、その値は常に負である。よって式２８の分母が零になることはなく、共振点は存在せず、図１１（ｄ）に示すような特性となる。
【００８８】
しかし、駆動部自体に共振点が存在しなくとも、制御回路においてフィードバックを行う場合には必ず共振点が発生する。そこで図９に示すように、補償器５４ａや積分器５４ｂのようなフィルタ処理が必要となる。バネ等の線系である付勢手段を用いた駆動部においては、駆動部の制御帯域に共振周波数を存在させないようにするため、補償器５４ａにおける周波数ωｃ２と周波数ωｃ３との間に駆動部の共振点が存在するように周波数ωｃ２と周波数ωｃ３との値を設定する。一方、磁気的吸引力等の非線形である付勢手段を用いた駆動部においては、その共振点がレンズ枠４の位置により変化するため、変化する帯域全体にフィルタ処理を行うか、レンズ枠４の位置に応じてフィルタの周波数ωｃ２と周波数ωｃ３との値を変化させるなどしてフィルタ処理を行う必要がある。また、逆に言えば、共振点がないため、任意の帯域に自由にフィルタ処理を行うことができる。これらを実現することで、磁気的吸引力等の非線形である付勢手段を用いた駆動部においても、位置決め制御が可能となる。以上に述べた制御方法等は、第２〜第７実施形態においても同様に適用可能である。
【００８９】
以上に述べたように、駆動制御部５０では、非線形の磁気的付勢力に対応したフィードバック制御やフィルタ処理を行っているため、レンズ枠４の位置決め制御を精度よく行うことができる。また、磁気的吸引力および反発力を併用した場合に比べて、磁気的吸引力のみを利用した場合の方がさらに位置決め制御の精度を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、図１０に示すように位置検出用永久磁石１３を第１ヨーク８に、位置検出センサ１４を支持部６ｄに取り付けているが、このように配置することで位置検出用永久磁石１３に第２実施形態の第２永久磁石１２と同様の機能を持たせることができる。すなわち、レンズ枠４を固定部材６に吸着または押圧させるために位置検出用永久磁石１３を利用することができる。
【００９０】
また、位置検出用永久磁石１３および位置検出センサ１４の配置等はこれに限定されず、位置検出用永久磁石１３および位置検出センサ１４のいずれか一方を固定部材６に、他方をレンズ枠４に互いに対向するように配置すれば、いずれの取付位置であってもよい。例えば、コイル駆動方式である第５実施形態に位置検出用永久磁石１３および位置検出センサ１４を設けた場合、図１３に示すように第２ヨーク１１に位置検出センサ１４、支持部６ｄに位置検出用永久磁石１３を固定してもよい。この場合も、位置検出用永久磁石１３と第２ヨーク１１との間に磁気的吸引力が発生するため、レンズ枠４を固定部材６に吸着または押圧させるために位置検出用永久磁石１３を利用することができる。
【００９１】
さらに、図１４および図１５に示すように、位置検出用永久磁石１３と位置検出センサ１４とを光軸方向に対向するように配置してもよい。この場合も、レンズ枠４を固定部材６に吸着または押圧させるために、位置検出用永久磁石１３を利用することができる。
２．第９実施形態
また、前述のように第２ヨーク１１等の磁気的吸引力は、距離が離れるほど小さくなる。したがって、撮像装置１００の電源を切る際にレンズ枠４が光軸方向上側にある場合、吸引力が小さくなりレンズ枠４が第１固定部６ｂに吸着されないことが考えられる。そのため、本実施形態の撮像装置１００では、電源を切る際の制御方法が従来と異なっている。ここでは、前述の第１実施形態の撮像装置１００をもとに、本実施形態としての制御方法について説明する。
【００９２】
図１６に、本実施形態の撮像装置１００の電源オフ時のフロー図を示す。図１６に示すように、この制御方法は、移動工程Ｓ１と、停止工程Ｓ２とを含んでいる。移動工程Ｓ１では、電源オフ指令が駆動部５５に送られると、駆動部５５によりコイル１０が通電されレンズ枠４が電磁力により光軸方向下側へ駆動される。
停止工程Ｓ２では、コイル１０への通電を停止する。この場合、位置検出を行っていないため、レンズ枠４の移動距離は例えばコイル１０への通電時間等で設定する。時間の設定は、予め駆動部５５内で行われていてもよいし、他の設定手段により行われていてもよい。設定時間が長い場合は、レンズ枠４はストローク端まで移動して第１固定部６ｂに当接した後、第１固定部６ｂに対してさらに押圧される。設定時間が短い場合は、レンズ枠４はストローク端に配置されている第１固定部６ｂの近傍で停止する。また、電源オフ指令時のレンズ枠４の位置が第１固定部６ｂに近ければ、設定時間が短くてもレンズ枠４を第１固定部６ｂに当接させることができる。
【００９３】
以上のように、電源オフ時にレンズ枠４を第１固定部６ｂに当接させるか、あるいは第１固定部６ｂの近傍まで移動させることで、第１永久磁石９と第２ヨーク１１との間の距離が小さくなるため、電源オフ時において両部材間に発生する磁気的吸引力を大きくすることができる。これにより、撮像装置１００の電源を切った状態において、固定部材６とレンズ枠４との相対移動をより確実に防止することができ、レンズ枠４の位置の安定化を図ることができる。
【００９４】
３．第１０実施形態
また、前述の第９実施形態では位置検出を行っていないが、位置検出を行う場合も考えられる。ここでは、前述の第８実施形態の撮像装置１００をもとに、本実施形態としての制御方法について説明する。
図１７に、第１０実施形態としての電源オフ時のフロー図を示す。図１７に示すように、本実施形態の制御方法は、位置検出工程Ｓ１１と、判断工程Ｓ１２と、移動工程Ｓ１３と、停止工程Ｓ１４とを含んでいる。
【００９５】
位置検出工程Ｓ１１では、電源オフ指令が位置検出部５１に送られると、位置検出部５１においてレンズ枠４の光軸方向の位置が検出される。判断工程Ｓ１２では、位置検出工程Ｓ１１で検出したレンズ枠４の軸方向位置と予め設定された目標位置とを比較し、レンズ枠４が目標位置よりも光軸方向第２磁性体側に位置しているかどうかを判断する。この場合、目標位置は、例えばレンズ枠４が第１固定部６ｂに当接する位置や第１固定部６ｂ近傍の位置である。そして、その判断結果が駆動部５５に送られる。
【００９６】
移動工程Ｓ１３では、判断工程Ｓ１２での判断結果に応じて、レンズ枠４が目標位置よりも第２ヨーク１１と反対側に位置している場合に、レンズ枠４を第２ヨーク１１側に移動させる。なお、レンズ枠４が目標位置にある場合や目標位置よりも第２ヨーク１１側に位置している場合は、レンズ枠４を移動させる必要がないため移動工程Ｓ１３および停止工程Ｓ１４は省略される。停止工程Ｓ１４では、移動工程Ｓ１３でレンズ枠４を移動させた場合において、レンズ枠４が目標位置に到達した時点でコイル１０の通電を停止する。
【００９７】
以上のように、電源オフ時にレンズ枠４を目標位置まで移動させることで、第１永久磁石９と第２ヨーク１１との間の距離が小さくなるため、電源オフ時において両部材間に発生する磁気的吸引力を大きくすることができる。これにより、撮像装置１００の電源を切った状態において、固定部材６とレンズ枠４との相対移動をより確実に防止することができ、レンズ枠４の位置の安定化を図ることができる。
【００９８】
Ｃ．その他の構成について
１．第１１実施形態
前述のように、レンズ枠４と固定部材６の第１固定部６ｂとが当接した状態をレンズ１〜３のパンフォーカス位置に設定することで、消費電力の低減を図ることができる。これを実現するためには、実際には組み付け時において撮像素子と固定部材６との光軸方向の距離を調節する必要がある。従来の撮像装置では、組み付け時において撮像素子と固定部材との間の距離を調節する必要性がほとんどないため、調節できる構成とはなっていない。また、前述のように、例えば第２ヨーク１１と第１永久磁石９との距離を容易に調節できれば、両部材間に発生する磁気的吸引力の設定を調節することができる。
【００９９】
そこで、前述の第１〜第８実施形態の撮像装置１００において、調節機構６０を設けた場合も考えられる。図１８に、本発明の第１１実施形態としての撮像装置１００の断面概略図を示す。
図１８に示すように、撮像装置１００は、撮像素子１５と、調整機構６０とをさらに備えている。撮像素子１５は、レンズ３と対向するように撮像光学系の光路上に配置されている。調節機構６０は、第１調節部材６１と、第２調節部材６２と、第１調節ネジ６４と、第１コイルスプリング６６とを備えている。第１調節部材６１は、固定部材６に設けられた板状の部材である。具体的には、第１調節部材６１は、第１固定部６ｂの外周部から軸方向と垂直な方向の外方へ突出した板状の部材であり、第１固定部６ｂの外周部に固定されている。第２調節部材６２は、撮像素子１５に固定されており、第１調節部材６１と光軸方向に対向して配置されている。第１調節ネジ６４は、第１調節部材６１に光軸方向へ移動不能にかつ回転可能に設けられており、第２調節部材６２と光軸方向に螺合している。具体的には、第１調節ネジ６４は、頭部６４ａと、軸部６４ｂと有している。頭部６４ａは、軸部６４ｂの一端に形成されており、軸部６４ｂよりも外径が大きい。頭部６４ａは、第１調節部材６１と当接している。軸部６４ｂは、第２調節部材６２と螺合する部分にのみネジ加工が施されており、第１調節部材６１を貫通する部分にはネジ加工は施されていない。第１コイルスプリング６６は、第１および第２調節部材６１、６２の間に光軸方向へ弾性変形可能に配置されている。第１調節ネジ６４は、第１および第２調節部材６１、６２の間で圧縮された状態で第１コイルスプリング６６に挿嵌されている。
【０１００】
図１９（ａ）に調節機構６０の正面図、図１９（ｂ）に断面図を示す。第２調節部材６２と第１調節ネジ６４とは、螺合部分により軸方向の相対移動が規制されている。また、第２調節部材６２は、第１コイルスプリング６６により図中右側へ付勢されているため、第１調節部材６１と第１調節ネジ６４の頭部６４ａとは軸方向に当接した状態で軸方向の相対移動が規制されている。この状態で第１調節ネジ６４を白抜き矢印方向に回すと、螺合部分により第２調節部材６２が第１調節部材６１に対して黒矢印方向に相対移動する。この結果、第１調節部材６１と第２調節部材６２との軸方向の距離を容易に調節することができる。すなわち、固定部材６と撮像素子１５との間の距離を容易に調節することができる。これにより、組み付け時において、レンズ１〜３のパンフォーカス位置の調節を容易に行うことができる。
【０１０１】
同様の原理により、固定部材６と第２ヨーク１１との距離を調節することが可能となる。つまりレンズ枠４が固定部材６に当接している状態での第１永久磁石９と第２ヨーク１１との距離の調節が可能となる。これにより、レンズ枠４と固定部材６とが当接している状態での付勢力を調節することが可能となり、最適な付勢力を発生させることができる。
また、同様の原理により、第２ヨーク１１と撮像素子１５との距離を調節することが可能となる。つまり、固定部材６と撮像素子１５との位置関係が、レンズ枠４と第１固定部６ｂとの当接位置においてパンフォーカス位置となることが成立している状態のとき、付勢力のみを調節することが可能となる。
【０１０２】
以上のように、調節機構６０により、パンフォーカス位置や第２ヨーク１１による磁気的付勢力の大きさを容易に調節することができ、撮像装置１００を量産するときなどにおいて、タクトを減らし、かつ、歩留まりを向上させることが可能となる。
なお、本実施形態において、第１調節部材６１が固定部材６に設けられているが、これに限定されず、第１調節部材６１と第２調節部材６２とを互いを入れ替えてもよい。また、本実施の形態において、図１８に示すような調節機構６０を撮像装置１００に取り付けることとしたが、これに限定されず、その他の調節機構６０を用いてもよい。
【０１０３】
また、本実施の形態において、固定部材６と第２ヨーク１１との距離、固定部材６と撮像素子１５との距離および第２ヨーク１１と撮像素子１５との距離それぞれを調節可能とすることとしたが、これに限定されず、その他の部材間においても前述と同様の調節機構６０を設けてもよい。
また、本実施の形態において、図１８では調節機構６０を一箇所にしか設けていないが、これに限定されず、ある２つの部材間距離を調節するために、複数の調節機構６０を設けてもよい。
【０１０４】
また、本実施の形態において、固定部材６と第２ヨーク１１との距離を調節することによって付勢力の大きさを調節したが、これに限定されず、第２ヨーク１１の厚みや形状を変える、もしくは第１永久磁石９の大きさ、形状および材料を変えることによって調節してもよい。
２．第１２実施形態
前述の実施形態では、レンズ枠４の案内手段をガイドポール７ａ、７ｂとして記載しているが、別の案内手段も考えられる。図２０に、本発明の第１２実施形態としての撮像装置１００の断面概略図を示す。
【０１０５】
図２０に示すように、本実施形態の固定部材６は、案内手段として案内壁６ｅを有している。具体的には、案内壁６ｅは、第１固定部６ｂの外周側から光軸方向に延びる筒状の部分であり、内周側に第１ヨーク８が挿嵌されている。この結果、ガイドポールを設けなくても、レンズ枠４を固定部材６に対して精度よく案内することができる。これにより、部品点数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態において、固定部材６に案内壁６ｅを設け、第１ヨーク８と摺動させることでレンズ枠４を案内したが、これに限定されず、第１ヨーク８以外のレンズ枠４あるいはレンズ枠４に固定されるいずれの部材と摺動させてもよい。また、案内壁６ｅを第１固定部６ｂに設けているが、第２固定部６ｃに設けてもよい。
Ｄ．その他の実施形態
１．位置検出センサ
前述の実施形態において、位置検出センサ１４をホールセンサとし、位置検出用永久磁石１３を１つの永久磁石としたが、これに限定されず、ＭＲセンサやパターン着磁された磁石等を用いてもよいし、その他の位置検出手段を用いて位置検出を行ってもよい。
【０１０７】
２．フィルタ処理部
前述の実施形態において、フィルタ処理部５４が補償器５４ａおよび積分器５４ｂを有しているとして記載しているが、これに限定されず、その他様々なフィルタ処理を行ってもよい。
３．第２ヨーク
前述の実施形態では、固定部材６に第２ヨーク１１を配置することで付勢力を発生させているが、これに限定されず、第２ヨーク１１の代わりに永久磁石（第４永久磁石）を設けてもよい。この場合、第４永久磁石を適切に着磁することで、第２ヨーク１１を設けた場合と同様の作用効果を得ることができる。なお、第４永久磁石の配置等については、各図面の第２ヨーク１１と同様である。
【０１０８】
４．第２および第３永久磁石
前述の実施形態では、第２永久磁石１２、２０および第３永久磁石２１が環状であるとして記載しているが、これに限定されず、例えば直方体等のいずれの形状であってもよい。また、複数の永久磁石から構成されていてもよい。
５．ボイスコイルモータ
前述の実施形態は、ボイスコイルモータ１６の構成を限定するものではない。例えば、第１永久磁石９を１つの磁石としてるが、これに限定されず、複数の永久磁石であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明に係る駆動装置であれば、電源を切った状態であっても移動側の部材の位置の安定化を図ることができ、かつ光軸方向の寸法を短縮することが可能となる。また、消費電力の低減も図ることができるため、撮像光学系の駆動装置として産業上利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１実施形態としての撮像装置１００の断面概略図。
【図２】本発明の第２実施形態としての撮像装置１００の断面概略図。
【図３】本発明の第３実施形態としての撮像装置１００の断面概略図。
【図４】本発明の第４実施形態としての撮像装置１００の断面概略図。
【図５】本発明の第５実施形態としての撮像装置１００の断面概略図。
【図６】本発明の第６実施形態としての撮像装置１００の断面概略図。
【図７】本発明の第７実施形態としての撮像装置１００の断面概略図。
【図８】撮像素子とレンズとの位置と合焦距離との関係図。
【図９】本発明の第８実施形態としての撮像装置１００の制御ブロック図。
【図１０】本発明の第８実施形態としての撮像装置１００の断面概略図。
【図１１】ブロック図および周波数特性の比較図。
【図１２】付勢力特性の比較図。
【図１３】本発明の第８実施形態の変形例。
【図１４】本発明の第８実施形態の変形例。
【図１５】本発明の第８実施形態の変形例。
【図１６】本発明の第９実施形態としての撮像装置１００の電源オフ時におけるフロー図。
【図１７】本発明の第１０実施形態としての撮像装置１００の電源オフ時におけるフロー図。
【図１８】本発明の第１１実施形態としての撮像装置１００の断面概略図。
【図１９】調節機構６０の正面図および断面図。
【図２０】本発明の第１２実施形態としての撮像装置１００の断面概略図。
【図２１】従来の撮像装置の断面概略図。
【符号の説明】
【０１１１】
１００  撮像装置
１〜３  レンズ
４  レンズ枠（移動部材）
６  固定部材
６ａ  筒状部
６ｂ  第１固定部
６ｃ  第２固定部
７a  ガイドポール
７ｂ  ガイドポール
８  第１ヨーク（第１磁性体）
９  第１永久磁石
１０  コイル
１１  第２ヨーク（第２磁性体）
１２、２０  第２永久磁石
１３  位置検出用永久磁石
１４  位置検出センサ
１５  撮像素子
１６  ボイスコイルモータ
２１  第３永久磁石
５０  駆動制御部
６０  調節機構
６１  第１調節部材
６２  第２調節部材
６４  第１調節ネジ
６６  第１コイルスプリング（第１付勢部材）
Ｓ１１  位置検出工程
Ｓ１２  判断工程
Ｓ１、Ｓ１３  移動工程
Ｓ２、Ｓ１４  停止工程
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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