(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子に対して移動可能であり、複数の磁石および複数のコイルの一方を有する可動子と、
前記複数の磁石および前記複数のコイルの他方と、前記可動子に対して接触可能な接触部とを有する駆動部材と、
前記接触部と前記可動子を互いに接触させて付勢する、または、互いに離間する方向へ付勢する付勢機構と
を備え、
前記複数の磁石および前記複数のコイルは、前記可動子を前記駆動部材に対して、前記複数のコイルが配置される平面に沿って移動させる第１推力と、前記駆動部材を前記付勢機構の付勢に抗して前記可動子から離間または接触させる第２推力を出力するアクチュエータ。
【請求項２】
前記付勢機構は、前記接触部と前記可動子を互いに接触させることにより、前記複数のコイルが給電されていないときに前記可動子の移動を妨げる請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記複数のコイルに給電して前記第１推力および前記第２推力を出力させる制御回路を備える請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記制御回路は、前記複数のコイルの少なくとも一部のそれぞれに、前記第１推力を出力させる第１印加電流と前記第２推力を出力させる第２印加電流を給電する請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記複数の磁石は、複数の磁気パターンが着磁された多極マグネットである請求項１から４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記第１印加電流と前記第２印加電流は、複数の磁気パターンが着磁された多極マグネットの磁極ピッチに対して互いに１／４ピッチ分の位相ずれを有する請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記制御回路は、前記第１推力および前記第２推力の少なくとも一方を一定に保つべく、前記第１印加電流および前記第２印加電流の少なくとも一方を、前記可動子の位置に基づいて補正する請求項４または６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記制御回路は、前記接触部と前記可動子が接触した状態から離間した状態に移行させるときに印加する前記第２印加電流の電流値を、離間した状態で印加する前記電流値よりも大きくする請求項４、６および７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記付勢機構は、前記接触部において、前記複数の磁石と前記複数のコイルが互いに対向する方向に相対的に揺動させる揺動機構を有する請求項１から８のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記接触部に摩擦部材を有する請求項１から９のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記接触部のうち前記複数の磁石と接触する部位に強磁性体部を有する請求項１から１０のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のアクチュエータを備えたレンズ鏡筒であって、
前記可動子はレンズを保持するレンズ鏡筒。
【請求項１３】
前記可動子を前記駆動部材に対して少なくとも２つ有し、
前記可動子は、フォーカスレンズとズームレンズをそれぞれ保持する請求項１２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、レンズ鏡筒および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネットおよびコイルを有するリニアアクチュエータによりレンズを移動させる撮像装置がある（特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００４−１９１４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
リニアアクチュエータは、可動子の位置に基づいた帰還制御により、停止した可動子の位置を維持できる。しかしながら、可動子が移動していない期間も電力を消費する。また、電力が遮断された場合、リニアアクチュエータは可動子の位置を維持できない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、上記課題を解決すべく、本発明の第一態様として、固定子に対して移動可能であり、複数の磁石および複数のコイルの一方を有する可動子と、複数の磁石および複数のコイルの他方と、可動子に対して接触可能な接触部とを有する駆動部材と、接触部と可動子を互いに接触させて付勢する、または、互いに離間する方向へ付勢する付勢機構とを備え、複数の磁石および複数のコイルは、可動子を駆動部材に対して、複数のコイルが配置される平面に沿って移動させる第１推力と、駆動部材を付勢機構の付勢に抗して可動子から離間または接触させる第２推力を出力するアクチュエータが提供される。
【０００５】
また、本発明の第二態様として、上記アクチュエータを備えるレンズ鏡筒が提供される。更に、本発明の第三態様として、上記レンズ鏡筒を備える撮像装置が提供される。
【０００６】
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】アクチュエータ１００の斜視図である。
【図２】駆動部２４８および被駆動部３２８の水平断面図である。
【図３】駆動部２４８および被駆動部３２８の側面図である。
【図４】アクチュエータ１００の垂直断面図である。
【図５】アクチュエータ１００の垂直断面図である。
【図６】アクチュエータ１００の電気的構造を示すブロック図である。
【図７】第一の推力に係る駆動電流の波形を示すグラフである。
【図８】第二の推力に係る駆動電流の波形を示すグラフである。
【図９】アクチュエータ１００の垂直断面図である。
【図１０】アクチュエータ１０１の垂直断面図である。
【図１１】一眼レフカメラ５００の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、下記の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、アクチュエータ１００の斜視図である。アクチュエータ１００は、機器に対して固定される固定子２００と、固定子２００に対して移動する可動子３００とを備える。
【００１０】
固定子２００は、基盤２１０、支持部２２０、ガイドバー２３０および揺動部２４０を有する。基盤２１０は長方形であり、その長手方向と平行に、後述する可動子３００の位置を検出する場合に用いる位置センサ２１２が配される。
【００１１】
支持部２２０は、基盤２１０の長手方向両端から、互いに平行に、垂直に立ち上がる。支持部２２０は、後述するレンズ３１０に対する入射光および射出光を通過させる開口２２２をそれぞれ有する。一対の支持部２２０の各々において、互いに対向する面の開口２２２周囲には、レンズ枠ストッパ２２４、ガイドバー２３０、揺動部２４０の各端部が支持される。
【００１２】
一対のガイドバー２３０は、それぞれ両端において支持部２２０に対して固定される。これにより、ガイドバー２３０は、互いに平行に、また、基盤２１０に対してそれぞれ平行に配される。
【００１３】
レンズ枠ストッパ２２４は、支持部２２０の互いに対向する面から、ガイドバー２３０と平行に、他方の支持部２２０に向かって突出する。レンズ枠ストッパ２２４の先端に当接することにより、後述するレンズ枠３２０の移動範囲の一端が規定される。
【００１４】
揺動部２４０は、開口２２２に対して対称な位置に、互いに対向して配される。揺動部２４０の各々は、高さ方向の一端に設けられた揺動軸２４２を介して、支持部２２０から揺動自在に支持される。
【００１５】
図示の例では、図中で手前側の揺動部２４０は、その下端に揺動軸２４２が設けられている。よって、揺動部２４０が揺動した場合は、揺動部２４０の上端が、開口２２２の径方向に変位する。また、図中で奥側の揺動部２４０は、その上端に揺動軸２４２が設けられている。よって、揺動部２４０が揺動した場合は、揺動部２４０の下端が、開口２２２の径方向に変位する。
【００１６】
ただし、揺動部２４０の各々の揺動範囲は、開口２２２の径方向について揺動部２４０の外側において、支持部２２０に配された揺動部ストッパ２２６により制限される。また、揺動部２４０の各々において揺動する場合に変位する側の端部は、付勢部材２５０によりレンズ枠ストッパ２２４に結合される。
【００１７】
レンズ枠ストッパ２２４は、揺動部２４０に対して、揺動軸２４２から遠い側において、開口２２２の周囲に配される。また、付勢部材２５０は、それ自体の長さが縮む方向に付勢されている。よって、揺動部２４０の一端は、開口２２２の径方向について内側に向かって付勢される。
【００１８】
可動子３００は、レンズ３１０、レンズ枠３２０、被駆動部カバー３３０を有する。レンズ枠３２０は、一対の開口２２２の間でレンズ３１０を保持する。
【００１９】
レンズ枠３２０の外周の一部には、被案内部３２２が装着される。被案内部３２２は、ガイドバー２３０が挿通される嵌合穴３２１を有する。嵌合穴３２１は、ガイドバー２３０の外径と略同じ形状と寸法を有する。これにより、レンズ３１０、レンズ枠３２０および被案内部３２２は、ガイドバー２３０の長手方向に摺動可能に、ガイドバー２３０から支持される。
【００２０】
なお、レンズ枠３２０の側部には、被案内部３２２に代えて、一対の被駆動部３２８が配される。しかしながら、図示の状態では、被駆動部３２８は、被駆動部カバー３３０により覆われている。そこで、被駆動部３２８については他の図を参照して説明する。
【００２１】
図２は、揺動部２４０に形成される駆動部２４８と、可動子３００に形成される被駆動部３２８との構造を示す水平断面図である。図２は、図１における片側の揺動部２４０を、その高さ方向中程で水平な面により切った様子を示す。図２において、図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００２２】
揺動部２４０においては、揺動部２４０の長手方向に配列された複数の駆動コイル２４４が駆動部２４８を形成する。駆動コイル２４４は、互いに同じ大きさおよび巻き数を有する。
【００２３】
可動子３００においては、駆動コイル２４４の配列方向と平行な方向に配列された複数の永久磁石３４０が被駆動部３２８を形成する。永久磁石３４０は、揺動部２４０の長手方向について互いに等しい幅を有し、一定の磁極ピッチＰ１を有する磁気パターンが着磁されて多極マグネットを形成している。多極マグネットは、磁気パターンの着磁以外に、単独磁石を貼り合わせ形成することもできる。
【００２４】
駆動コイル２４４および永久磁石３４０は、一定の間隔をおいて、互いに対向して配置される。図２のような磁石とコイルの配列の場合、被駆動部３２８における永久磁石３４０の同極間の磁極ピッチＰ１は、駆動コイル２４４の配列ピッチＰ２よりも大きい。
【００２５】
図３は、図２に示した駆動部２４８および被駆動部３２８の模式的側面図である。図３において、図１および図２と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００２６】
駆動部２４８において、駆動コイル２４４の各々は、紙面に平行な芯の回りに巻かれている。これにより、駆動コイル２４４の各々に駆動電流が流された場合、駆動コイル２４４の各々の内側と外側とを循環する磁束が生じて磁界が形成される。
【００２７】
駆動コイル２４４により生じた磁界は、特定の磁気パターンを有する永久磁石３４０と相互作用を生じる。ただし、駆動コイル２４４の磁界と永久磁石３４０との相互作用は、両者の位置関係により作用の方向が異なる。
【００２８】
図４は、アクチュエータ１００の垂直断面図であり、可動子３００を含まない、固定子２００の垂直断面を示す。図１から図３までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００２９】
既に説明した通り、揺動部２４０の各々は、揺動軸２４２について基盤２１０に対して揺動する。また、揺動部２４０の各々における揺動軸２４２と反対の端部は、図示のように、付勢部材２５０により、開口２２２の中心に向かって付勢されている。なお、揺動部２４０の一端には、高摩擦材料材層２４６が配されている。高摩擦材料層２４６の役割については後述する。
【００３０】
図５は、アクチュエータ１００の他の垂直断面図であり、可動子３００を含む面で切った断面を示す。図４と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００３１】
図５に示す断面においては、ヨーク３４２を備えた永久磁石３４０が、駆動コイル２４４と対向していることが判る。また、レンズ枠３２０の外周下側に配された被案内部３２２の構造が現れる。下側の被案内部３２２の下面には位置指標３２４が配される。位置指標３２４は、基盤２１０の上面に配された位置センサ２１２に対向しつつ、可動子３００と共に移動する。
【００３２】
なお、位置指標３２４は、例えば磁化された磁性体により形成できる。また、位置センサ２１２は、基盤２１０の長手方向に配された複数のホール素子を有するホール素子アレイにより形成できる。更に、位置指標３２４をリニアスケールとし、位置センサ２１２をリニアエンコーダとすることもできる。
【００３３】
また、図４に示す断面の可動子３００においては、下側のガイドバー２３０が、被案内部３２２の長穴３２３に挿通されていることが判る。これにより、レンズ枠３２０が上側のガイドバー２３０に回りに回転することは抑制される。しかしながら、ガイドバー２３０の間隔の変動等により、レンズ枠３２０のガイドバー２３０に沿った摺動が妨げられることはない。
【００３４】
上記のような構造を有するアクチュエータ１００においては、既に説明したように、揺動部２４０の各々における揺動軸２４２と反対の端部が、付勢部材２５０により、レンズ３１０の中心に向かって付勢されている。これにより、揺動部２４０の一端は、レンズ枠３２０の一部に押し付けられている。
【００３５】
図示の例では、右側の揺動部２４０の上端が、レンズ枠３２０の外周面に当接した状態で、付勢部材２５０により付勢されている。また、左側の揺動部２４０の下端が、レンズ枠３２０の外周面に当接した状態で、付勢部材２５０により付勢されている。
【００３６】
よって、レンズ枠３２０のガイドバー２３０に沿った移動は、揺動部２４０とレンズ枠３２０との摩擦力により妨げられる。よって、可動子３００に対して駆動力が作用していない場合は、停止している可動子３００のガイドバー２３０に沿った方向の位置が、揺動部２４０により保持される。
【００３７】
なお、上記のような作用に鑑みて、揺動部２４０においてレンズ枠３２０に接触する面と、レンズ枠３２０において揺動部２４０に接触する領域は、それぞれ、高い摩擦係数を有する高摩擦材料層２４６、３２６を表面に有することが好ましい。あるいは、当該面および当該領域の表面性状を粗くして、表面の摩擦係数を高くしてもよい。これにより、可動子３００の静止位置を確実に保持できる。
【００３８】
図６は、アクチュエータ１００の電気的構造を示すブロック図である。アクチュエータ１００は、位置算出部４１０、演算部４２０および三相指令発生部４３０を有する駆動制御部４００を備える。
【００３９】
位置算出部４１０は、位置指標３２４の移動に伴って位置センサ２１２が検出したパルス信号から可動子３００の位置を算出する。演算部４２０は、目標位置を入力された場合に、位置算出部４１０が算出した可動子３００の位置を参照しつつ、可動子３００の目標位置までの距離および方向に応じた駆動量を決定する。
【００４０】
三相指令発生部４３０は、演算部４２０から受けた指示に基づいて、駆動コイル２４４に供給する駆動電流を発生する。ここで、三相指令発生部４３０は、軸方向推力指令発生部４３２と径方向推力指令発生部４３４との２系統を有する。軸方向推力指令発生部４３２および径方向推力指令発生部４３４は、それぞれが個別に、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の駆動電流を発生する。
【００４１】
複数の駆動コイル２４４は、個別に巻かれた上で、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相に結線される。軸方向推力指令発生部４３２および径方向推力指令発生部４３４がそれぞれ発生した軸方向推力指令および径方向指令は、加算した上で増幅されて、複数の駆動コイル２４４に駆動電流として供給される。これにより、駆動コイル２４４には、第一の推力と第二の推力とが発生する。
【００４２】
なお、図示の例では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相が３組示されるが、三相あるいは３組に限られないことはいうまでもない。また、駆動コイル２４４の結線も三相結線に限られるわけではなく、３相以上または２相の結線でもよい。更に、駆動コイル２４４の各々には、電流制御をする目的、または、過電流を検出する目的で、電流検出抵抗２４５を設けてもよい。
【００４３】
図７は、軸方向推力指令発生部４３２が駆動コイル２４４に第一の推力を発生させる軸方向駆動電流の波形を時間の経過に沿って示すグラフである。図示のように、軸方向推力指令発生部４３２は、駆動コイル２４４に対して、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相の軸方向駆動電流を供給する。各相の軸方向駆動電流は正弦波状に周期的に変化する。このような軸方向駆動電流の位相は、位置算出部４１０が算出した可動子３００の位置に対応する。
【００４４】
また、各相の軸方向駆動電流は、相互に１／３周期ずつ位相がずれている。これにより、可動子３００の永久磁石３４０は、可動子３００の進行方向について先行する駆動コイル２４４の発生する磁界と引き付け合い、且つ、進行方向について後方の駆動コイル２４４と反発し合う。よって、駆動コイル２４４の配列された平面に沿って可動子３００を移動させる第一の推力が発生する。このように、軸方向推力指令発生部４３２は、駆動コイル２４４および永久磁石３４０の間に、第一の推力を発生させる軸方向駆動電流を供給する。
【００４５】
図８は、径方向推力指令発生部４３４が駆動コイル２４４に第二の推力を発生させる径方向駆動電流の波形を示すグラフである。図中に点線で示す正弦波は、軸方向推力指令発生部４３２が発生したＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相の軸方向駆動電流のうちのＷ相である。
【００４６】
これに対して、径方向推力指令発生部４３４は、軸方向駆動電流に対して、永久磁石３４０の磁極ピッチＰ１の１／４ピッチ分、位相が遅れた径方向駆動電流を発生する。なお、径方向推力指令発生部４３４は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の軸方向駆動電流のそれぞれに対応した３相の径方向駆動電流を発生する。
【００４７】
軸方向駆動電流と１／４ピッチ分の位相がずれた径方向駆動電流を供給された駆動コイル２４４の各々は、軸方向駆動電流を供給された場合と同様にそれぞれ磁界を発生する。しかしながら、駆動コイル２４４が径方向駆動電流により発生した磁界に対する永久磁石３４０の相対位置は、軸方向駆動電流により生じた磁界に対する相対位置と異なる。
【００４８】
このため、径方向駆動電流により生じた磁界は、永久磁石３４０に対する軸方向推力の発生には寄与しない。また、当該磁界を形成する磁束のうち、ガイドバー２３０の軸方向と直交する磁束が永久磁石３４０に支配的に作用する。
【００４９】
よって、径方向駆動電流により駆動コイル２４４に生じた磁界と永久磁石３４０との間には、付勢部材２５０の付勢力に抗して揺動部２４０を揺動させる反発力が生じる。この反発力は、揺動部２４０の高摩擦材料層２４６をレンズ枠３２０から離間させる第二の推力となる。
【００５０】
このように、径方向推力指令発生部４３４は、駆動コイル２４４および永久磁石３４０の間に、第二の推力を発生させる径方向駆動電流を駆動コイル２４４に供給する。第二の推力は、揺動部２４０を揺動させて揺動部２４０およびレンズ枠３２０を互いに離間させ、可動子３００をガイドバー２３０に対して移動可能な状態にする。
【００５１】
図９は、上記第二の推力が作用した場合の揺動部２４０を示す断面図である。図９は、図４と同じ視点から描かれている。
【００５２】
駆動コイル２４４および永久磁石３４０の間に第二の推力が生じた場合、揺動部２４０は、付勢部材２５０の付勢力に抗して揺動する。これにより、揺動部２４０は、レンズ枠３２０から離間するので、揺動部２４０とレンズ枠３２０との間の摩擦がなくなる。よって、可動子３００は、ガイドバー２３０に沿って円滑に摺動し得る状態になる。
【００５３】
なお、揺動した揺動部２４０は、揺動部ストッパ２２６に当接すると、それ以上の揺動が規制される。よって、拡がった揺動部２４０の先端が、可動子３００側の被駆動部カバー３３０に接触して、可動子３００の移動を妨げることはない。
【００５４】
既に説明した通り、駆動コイル２４４には、軸方向駆動電流も供給される。これにより、駆動コイル２４４および永久磁石３４０の間には、ガイドバー２３０の軸方向に作用する第一の推力も発生する。よって、可動子３００は、第一の推力により、駆動コイル２４４の配列された平面に沿って移動する。
【００５５】
このように、駆動制御部４００から径方向駆動電流が供給されている間は、第二の推力により揺動部２４０による可動子３００の制動が解除され、更に、第一の推力により可動子は軸方向に円滑に移動する。これにより、レンズ枠３２０とそれに保持されたレンズ３１０が移動する。
【００５６】
また、駆動制御部４００からの軸方向駆動電流の供給が絶たれた場合は、第一の推力が消滅するので、ガイドバー２３０および被案内部３２２の摺動摩擦により、可動子３００は速度が低下して停止状態に向かう。更に、径方向駆動電流の供給が絶たれると、第二の推力が消滅するので、付勢部材２５０の作用により揺動部２４０が揺動してレンズ枠３２０に接触する。これにより、可動子３００の静止位置が保持される。
【００５７】
なお、駆動コイル２４４の各々には、それぞれの両端を電気的に結合するショートブレーキスイッチを設けてもよい。これにより、可動子３００を停止させる場合に当該スイッチを投入すると、永久磁石３４０に対して移動する駆動コイル２４４に生じた逆起電力が可動部３００を直ちに停止させる。
【００５８】
なお、軸方向駆動電流および径方向駆動電流により発生した磁界が相互に作用して、可動子３００の移動に連れて第一の推力または第二の推力が変動する場合がある。そのような場合、演算部４２０は、第一の推力および第二の推力の少なくとも一方を一定に保つべく、三相指令発生部４３０に対する指示を補正してもよい。
【００５９】
即ち、軸方向駆動電流および径方向駆動電流により駆動コイル２４４が発生する磁界の特性は予め判っている。よって、位置算出部４１０が算出した可動子３００の位置に応じて指令を修正することにより、いずれかの推力を安定させることができる。
【００６０】
また、上記の例では、可動子３００に永久磁石３４０を配置し、揺動部２４０に駆動コイル２４４を配置した。しかしながら、可動子３００に駆動コイル２４４を配置し、揺動部２４０に永久磁石３４０を配置しても、同様の機能を有するアクチュエータ１００を形成できる。
【００６１】
更に、上記の例では、付勢部材２５０が揺動部２４０を、径方向内側に向かって付勢して、揺動部２４０がレンズ枠３２０をいわば把持する構造とした。しかしながら、揺動部２４０を径方向外側に向かって付勢し、揺動部２４０が被駆動部カバー３３０に接触することにより可動子３００を制動する構造としても、アクチュエータ１００と同様の機能を実現できる。
【００６２】
また更に、上記の例では、付勢部材２５０は、揺動部２４０およびレンズ枠３２０が互いに接触する方向に揺動部２４０を付勢する構造とした。しかしながら、用途によっては、径方向駆動電流を供給した場合に、第二の推力により可動子３００を制動する構造としてもよい。これにより、可動子３００の停止位置を高精度に制御できる。
【００６３】
図１０は、他の構造を有するアクチュエータ１０１の断面図であり、図４と同じ視点および状態で描かれる。このアクチュエータ１０１は、以下に説明する部分を除くと、既に説明したアクチュエータ１００と共通の構造を有する。そこで、アクチュエータ１００と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００６４】
アクチュエータ１０１は、付勢部材２５０が省かれ、揺動部２４０の内面に高磁性体材料層２４７が設けられている点に固有の構造を有する。図示の例では、高磁性体材料層２４７は、駆動コイル２４４の個々の内側に配され、永久磁石３４０に対向する。
【００６５】
高磁性体材料層２４７には、可動子３００の永久磁石３４０の磁力が作用するので、揺動部２４０は、レンズ枠３２０に吸着される。これにより、揺動部２４０とレンズ枠３２０とが接触して、可動子３００の移動を規制する。このように、アクチュエータ１０１は、付勢部材２５０を用いることなく、揺動部２４０により、可動子３００の位置を保持させることができる。
【００６６】
また、既に説明した通り、径方向推力指令発生部４３４が駆動コイル２４４に径方向駆動電流を供給した場合、駆動コイル２４４および永久磁石３４０の間には反発力が生じる。これにより、永久磁石３４０に吸着されていた揺動部２４０はレンズ枠３２０から離間するので、可動子３００は円滑に移動し得る状態になる。この状態で、軸方向推力指令発生部４３２が軸方向駆動電流を供給することにより、可動子３００は円滑に移動する。
【００６７】
なお、永久磁石３４０の磁力による揺動部２４０に対する吸着力は、永久磁石３４０と高磁性体材料層２４７との距離の二乗に反比例する。よって、第二の推力により揺動部２４０が僅かでも永久磁石３４０から遠ざかり始めると、永久磁石３４０による吸着力は急速に弱くなる。
【００６８】
従って、揺動部２４０がレンズ枠３２０から離間し始めれば、径方向駆動電流を減少させて第二の推力を弱くしても、可動子３００の制動が解かれた状態を維持できる。これにより、径方向推力指令発生部４３４が発生する径方向駆動電流を減少させて、アクチュエータ１０１の消費電力を節約できる。
【００６９】
また、上記のように、永久磁石３４０の磁力による吸引力は、吸引の対象が永久磁石３４０に接している場合に著しく高い。よって、揺動部２４０のうち、永久磁石３４０に接触する部分があれば、当該接触する部位に高磁性体材料層２４７を設けることにより、揺動部２４０をレンズ枠３２０に強く接触させることができる。
【００７０】
図１１は、一眼レフカメラ５００の模式的断面図である。一眼レフカメラ５００は、レンズ鏡筒６００およびカメラボディ７００を含む。
【００７１】
レンズ鏡筒６００は、固定筒６１０と、レンズ６２０、６３０、６４０とを有する。固定筒６１０の後端は、レンズマウント６５０を介して、カメラボディ７００のボディマウント７５０と結合される。レンズマウント６５０およびボディマウント７５０の結合は、特定の操作により解除できる。これにより、カメラボディ７００には、同じ規格のレンズマウント６５０を有する他のレンズ鏡筒６００を装着できる。
【００７２】
レンズ鏡筒６００において、カメラボディ７００から最も遠いレンズ６２０は、固定筒６１０から直接に支持される。これに対して、他のレンズ６３０，６４０は、固定筒６１０対して移動するレンズ枠３２０により支持される。
【００７３】
即ち、レンズ６３０、６４０は、それぞれ独立したレンズ枠３２０に保持される。レンズ枠３２０の各々は、その外周に被案内部３２２を装着される。更に、被案内部３２２は、固定筒６１０に対して固定された一対のガイドバー２３０を挿通されており、レンズ鏡筒６００の長手方向に、ガイドバー２３０に案内されつつ摺動する。
【００７４】
なお、断面図には現れないが、固定筒６１０の紙面に対して手前側および奥側には、それぞれが駆動コイル２４４を備えた揺動部２４０が配される。また、レンズ枠３２０の手前側および奥側には、それぞれ、永久磁石３４０が配される。
【００７５】
これにより、レンズ６３０を保持したレンズ枠３２０を含む第一の可動子３０１と、レンズ６３０を保持したレンズ枠３２０を含む第二の可動子３０２とを有するアクチュエータ１００が、レンズ鏡筒６００に形成される。以下、図９までに示したアクチュエータ１００と共通な要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００７６】
被案内部３２２の各々の底部には、位置指標３２４が個別に装着される。また、固定筒６１０の底面には、位置センサ２１２が配される。よって、位置算出部４１０は、第一の可動子３０１および第二の可動子３０２の位置を個別に算出できる。また、三相指令発生部４３０は、算出された位置情報に基づいて、それぞれが第一の推力を発生させる２組の三相駆動電流を含む軸方向駆動電流を発生することにより、第一の可動子３０１および第二の可動子３０２を個別に移動させる。
【００７７】
なお、駆動制御部４００は、第一の可動子３０１および第二の可動子３０２のいずれか一方が移動している間は、揺動部２４０を揺動させる第二の推力を発生し続け、第一の可動子３０１および第二の可動子３０２が両方とも停止した場合に、第二の推力も停止する。これにより、電源が遮断されても、第一の可動子３０１および第二の可動子３０２の停止位置は保持される。
【００７８】
なお、レンズ６３０は、レンズ鏡筒６００の倍率を変化させる場合に移動するズームレンズのひとつであり得る。また、レンズ６４０は、レンズ鏡筒６００の焦点位置を変化させる場合に移動するフォーカシングレンズのひとつであり得る。
【００７９】
カメラボディ７００は、レンズ鏡筒６００に対してボディマウント７５０の背後において、筐体７１０の内部に、メインミラー７２０およびサブミラー７２２を備える。また、メインミラー７２０の下方に合焦光学系７３０を、メインミラー７２０の上方にピント板７４２を、それぞれ備える。ピント板７４２の更に上方には、ペンタプリズム７４４およびファインダ光学系７４６が配される。
【００８０】
更に、メインミラー７２０の後方には、フォーカルプレンシャッタ７９０、ローパスフィルタ７８２および撮像素子７８０が順次配される。撮像素子７８０の背後には、システム制御部７７２、画像処理部７７４等が実装された主基板７７０が配される。
【００８１】
メインミラー７２０はメインミラー保持枠７２１に保持される。メインミラー保持枠７２１は、メインミラー揺動軸７２３を介して、筐体７１０から軸支される。サブミラー７２２はサブミラー保持枠７２７に保持される。サブミラー保持枠７２７は、サブミラー揺動軸７２９を介して、メインミラー保持枠７２１の下面側に軸支される。
【００８２】
メインミラー７２０は、レンズ鏡筒６００から入射した被写体光束の光路上に傾斜して配置される斜設状態と、被写体光束を避けて上昇する退避位置との間を揺動する。斜設状態にあるメインミラー７２０は、入射光の大半をピント板７４２に向かって反射する。ピント板７４２は、レンズ鏡筒６００のレンズ６２０、６３０、６４０が合焦した場合に像を結ぶ位置に配されて当該像を可視化する。
【００８３】
ピント板７４２に結像された画像は、ペンタプリズム７４４を介してファインダ光学系７４６から観察される。ペンタプリズム７４４を通すことにより、ファインダ光学系７４６では、ピント板７４２上の像を正立正像として見ることができる。
【００８４】
メインミラー７２０は、入射光の一部を透過するハーフミラー領域を有する。これにより、サブミラー７２２は被写体光束の一部を受けて、合焦光学系７３０に向かって反射する。合焦光学系７３０は、入射した被写体光束の一部を合焦センサに導く。これにより、カメラボディ７００は、レンズ鏡筒６００を合焦させる場合の、可動子３０１の目標位置を決定できる。
【００８５】
なお、メインミラー７２０が上昇して退避状態になった場合は、サブミラー７２２も被写体光束の光路から退避する。よって、入射した被写体光束は、フォーカルプレンシャッタ７９０に直接に入射する。更に、フォーカルプレンシャッタ７９０が開いている場合、被写体光束は、ローパスフィルタ７８２を通過した後、撮像素子７８０に入射する。
【００８６】
撮像素子７８０は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子により形成される。撮像素子７８０は、受光した被写体像を電気信号に変換して出力する。撮像素子７８０から出力された電気信号は、画像処理部７７４において画像データに変換される。こうして、被写体光束に対応した画像データが獲得される。画像処理部７７４と共に主基板７７０に実装されたシステム制御部７７２は、メインミラー７２０、サブミラー７２２、フォーカルプレンシャッタ７９０等の動作シーケンスを制御する。
【００８７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００８８】
１００、１０１  アクチュエータ、２００  固定子、２１０  基盤、２１２  位置センサ、２２０  支持部、２２２  開口、２２４  レンズ枠ストッパ、２２６  揺動部ストッパ、２３０  ガイドバー、２４０  揺動部、２４２  揺動軸、２４４  駆動コイル、２４５  電流検出抵抗、２４６、３２６  高摩擦材料層、２４７  高磁性体材料層、２４８  駆動部、２５０  付勢部材、３００、３０１、３０２  可動子、３１０  レンズ、３２０  レンズ枠、３２１  嵌合穴、３２２  被案内部、３２３  長穴、３２４  位置指標、３２８  被駆動部、３３０  被駆動部カバー、３４０  永久磁石、３４２  ヨーク、４００  駆動制御部、４１０  位置算出部、４２０  演算部、４３０  三相指令発生部、４３２  軸方向推力指令発生部、４３４  径方向推力指令発生部、５００  一眼レフカメラ、６００  レンズ鏡筒、６１０  固定筒、６２０、６３０、６４０  レンズ、６５０  レンズマウント、７００  カメラボディ、７１０  筐体、７２０  メインミラー、７２１  メインミラー保持枠、７２２  サブミラー、７２３、７２９  揺動軸、７２７  サブミラー保持枠、７３０  合焦光学系、７４２  ピント板、７４４  ペンタプリズム、７４６  ファインダ光学系、７５０  ボディマウント、７７０  主基板、７７２  制御部、７７４  画像処理部、７８０  撮像素子、７８２  ローパスフィルタ、７９０  フォーカルプレンシャッタ
【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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