(57)【要約】【課題】  小型で消費電力が小さく、低コストで製造可能であり、被駆動部材を複数のポジション間に高精度に駆動することができるレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】  レンズ素子と接続される第１の移動部と、第２の移動部と、第１の移動部に含まれる第１の永久磁石と、第２の移動部に含まれる第２の永久磁石と、第１の移動部及び第２の移動部を、保持する固定部とを備える。固定部は、第１の規制部と、第２の規制部と、第３の規制部と、コイル部とを含む。第２の移動部を、第２の規制部に当接させ、第１の移動部を、第１の規制部に当接する位置と、第２の移動部に当接する位置との間で移動させ、第１のポジションと第２のポジションとの間で駆動する一方、第１の移動部と第２の移動部とを一体化し、第２の移動部を、第２の規制部に当接する位置と、第３の規制部に当接する位置との間で移動させ、第２のポジションと第３のポジションとの間で駆動する。【選択図】  図２ 
2005312091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線上に順に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間で、被駆動部材を駆動する駆動装置であって、
前記被駆動部材と接続される第１の移動部と、
前記第１の移動部の移動方向に隣接して配置される第２の移動部と、
前記第１の移動部に含まれ、磁束を発生する第１の磁束発生部と、
前記第２の移動部に含まれ、磁束を発生する第２の磁束発生部と、
前記第１の移動部及び前記第２の移動部を、それぞれ前記被駆動部材の移動方向に沿って往復移動可能に保持する固定部とを備え、
前記固定部は、
前記第１の移動部を当接させて、前記第１の移動部の前記第２の移動部に対向しない側への移動を規制する第１の規制部と、
前記第２の移動部を当接させて、前記第２の移動部の前記第１の移動部に対向する側への移動を規制する第２の規制部と、
前記第２の移動部を当接させて、前記第２の移動部の前記第１の移動部に対向しない側への移動を規制する第３の規制部と、
外部から供給される電流に基づいて、磁束を発生するコイル部とを含み、
前記第１の磁束発生部と、前記第２の磁束発生部と、前記コイル部との相互の間に作用する磁気的な力により、前記第２の移動部を、前記第２の規制部に当接させるとともに、前記第１の移動部を、前記第１の規制部に当接する位置と、前記第２の移動部に当接する位置との間で移動させることにより、前記被駆動部材を、前記第１のポジションと前記第２のポジションとの間で駆動する一方、
前記磁気的な力により、前記第１の移動部と前記第２の移動部とを当接させて一体化し、前記第２の移動部を、前記第２の規制部に当接する位置と、前記第３の規制部に当接する位置との間で移動させることにより、前記被駆動部材を、前記第２のポジションと前記第３のポジションとの間で駆動することを特徴とする、駆動装置。
【請求項２】
前記第１の磁束発生部及び前記第２の磁束発生部の内、少なくとも一方は、発生した磁束を貫通可能な磁性部材を外部に配置する、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記第１の磁束発生部及び前記第２の磁束発生部は、いずれも永久磁石であり、
前記コイル部は、
前記第１の規制部近傍に設けられた第１のコイルと、
前記第３の規制部近傍に設けられた第２のコイルとを有する、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記永久磁石は、いずれも前記被駆動部材の移動方向に直交する方向に磁束を発生させる、請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記永久磁石は、いずれも前記被駆動部材の移動方向に平行な方向に磁束を発生させる、請求項３に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記第１の移動部は、前記第１の規制部及び前記第２の移動部の内、少なくとも一方と当接する際、前記第１の磁束発生部自体を当接させる、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記第１の移動部は、前記第１の規制部及び前記第２の移動部の内、少なくとも一方と当接する際、前記第１の磁束発生部の外部に配置された磁性部材を当接させる、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記第２の移動部は、前記第１の移動部と当接する際、前記第２の磁束発生部自体を当接させる、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記第２の移動部は、前記第１の移動部と当接する際、前記第２の磁束発生部の外部に配置された磁性部材を当接させる、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記第１のコイル及び前記第２のコイルの内、少なくとも一方は、発生した磁束を貫通可能な磁性部材と接続される、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記第１のコイル及び前記第２のコイルは、それぞれ異なる前記磁性部材と接続されており、
前記被駆動部材が前記第１のポジションにあるとき、前記第１の磁束発生部からの磁束が前記記第１のコイルに接続される磁性部材を貫通し前記第１の磁束発生部に戻り、
前記被駆動部材が前記第２のポジション及び第３のポジションのいずれか一方にあるとき、前記第１の磁束発生部からの磁束が、前記第２の磁束発生部と、前記第２のコイルに接続される磁性部材とを貫通する、請求項１０に記載の駆動装置
【請求項１２】
前記第１の磁束発生部及び前記第２の磁束発生部は、いずれもコイルであり、
前記コイル部は、前記第３の規制部近傍に設けられた第１のコイルを含む、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記移動部は、移動方向に直交する面内の回転を抑止するための回転抑止手段を含む、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記被駆動部材は、レンズ素子である、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記第１及び第２の移動部と、前記固定部は、いずれも前記レンズ素子の光軸に関して回転対称な中空の円筒形状を有する、請求項１４に記載の駆動装置。
【請求項１６】
被写体を、電気的な画像信号に変換して出力可能な撮像装置であって、
前記被写体の光学的な像を形成する撮影レンズ系と、
前記撮影レンズ系が形成した光学的な像を、電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
前記撮影レンズ系に含まれる少なくとも１個のレンズ素子と、
前記撮影レンズ系の光軸方向に沿って順に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間で前記レンズ素子を駆動して、前記レンズ素子と前記撮像素子との間の間隔を変更するレンズ駆動装置と、
前記レンズ駆動装置を制御する制御部とを備え、
前記レンズ駆動装置は、
前記レンズ素子と接続される第１の移動部と、
前記第１の移動部の移動方向に隣接して配置される第２の移動部と、
前記第１の移動部に含まれ、磁束を発生する第１の磁束発生部と、
前記第２の移動部に含まれ、磁束を発生する第２の磁束発生部と、
前記第１の移動部及び前記第２の移動部を、それぞれ光軸方向に沿って往復移動可能に保持する固定部とを含み、
前記固定部は、
前記第１の移動部を当接させて、前記第１の移動部の前記第２の移動部に対向しない側への移動を規制する第１の規制部と、
前記第２の移動部を当接させて、前記第２の移動部の前記第１の移動部に対向する側への移動を規制する第２の規制部と、
前記第２の移動部を当接させて、前記第２の移動部の前記第１の移動部に対向しない側への移動を規制する第３の規制部と、
供給される電流に基づいて、磁束を発生するコイル部とを有し、
前記制御部は、
前記コイル部に供給される電流を制御して、前記第１の磁束発生部と、前記第２の磁束発生部と、前記コイル部とが生成する磁束を変化させることにより、相互に作用する磁気的な力を調整可能であり、
前記レンズ駆動装置は、
前記制御部により調整された前記磁気的な力により、前記第２の移動部を、前記第２の規制部に当接させるとともに、前記第１の移動部を、前記第１の規制部に当接する位置と、前記第２の移動部に当接する位置との間で移動させることにより、前記レンズ素子を、前記第１のポジションと前記第２のポジションとの間で駆動する一方、
前記制御部により調整された前記磁気的な力により、前記第２の移動部を、前記第１の移動部を当接させた状態で、前記第２の規制部に当接する位置と、前記第３の規制部に当接する位置との間で移動させることにより、前記レンズ素子を、前記第２のポジションと前記第３のポジションとの間で駆動することを特徴とする、撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動部材を直線上に順に離散的に配置された３個以上のポジションの間で移動させるための駆動装置に関し、特定的には、磁気的な力によって被駆動部材を駆動する駆動装置に関する。また、本発明は、上記駆動装置をレンズ駆動装置として適用した撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオムービーだけではなく、携帯電話機器やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等においても撮像装置を搭載した機器が普及してきている。最近では、これらの撮像装置において、焦点合わせや変倍などの高機能化も併せて進展しているため、撮影レンズ系に含まれるレンズ素子を駆動するための小型のレンズ駆動装置が要望されている。
【０００３】
レンズ駆動装置としては、従来から、電磁モータや超音波モータなどの駆動力によりレンズ素子を移動する構成が知られている。しかしながら、従来のモータを用いたレンズ駆動装置は、機構が複雑であるため大型で製造に必要なコストが高く、消費電力も大きいという問題があった。したがって、モータを用いたレンズ駆動装置は、特に携帯電話機器やＰＤＡ等の高い携帯性と低コスト化とが求められる機器に搭載される撮像装置に対して適切ではない。
【０００４】
そこで、モータよりも簡易な機構を持つプランジャーソレノイド等を利用して、光軸に平行な方向に配置される離散的な複数のポジション間でレンズ素子を移動させるレンズ駆動装置が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１は、プランジャーソレノイドを利用して、光軸に平行な方向に離散的に配置される３個のポジション間でレンズ素子を移動させるレンズ駆動装置を開示している。図１１は、特許文献１に記載された従来のレンズ駆動装置の構成を示す断面図である。図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、従来のレンズ駆動装置において、それぞれ、後述する可動プランジャーを駆動して、レンズ素子を直線上の異なる３つの位置に移動させた状態を示している。
【０００６】
従来のレンズ駆動装置７００は、ボビン７４３と、コイル７４４と、ヨーク７４５と、第１可動プランジャー７４６と、第２可動プランジャー７４７と、第１タケノコばね７４８と、第２タケノコばね７４９と、第１規制部材７５０と、第２規制部材７５１とを含む。
【０００７】
ボビン７４３は、非磁性材料からなる。ボビン７４３は、周囲にコイル７４４が巻き付けられている。また、ボビン７４３は、外側にヨーク７４５を保持する。第１可動プランジャー７４６及び第２可動プランジャー７４７は、ともに円柱状をなし、ボビン７４３内に直列配置される。第１可動プランジャー７４６及び第２可動プランジャー７４７は、ともに、それぞれの軸方向に移動可能に保持される。第１可動プランジャー７４６及び第２可動プランジャー７４７は、内部に磁束を貫通させることが可能な磁性部材からなる。
【０００８】
第１タケノコばね７４８は、第１可動プランジャー７４６をコイル７４４から突出させる方向へ付勢する。また、第２タケノコばね７４９は、第２可動プランジャー７４７をコイル７４４から突出させる方向へ付勢する。この結果、第１可動プランジャー７４６及び第２可動プランジャー７４７は、軸線方向において互いに離反する方向へ付勢される。
【０００９】
第１規制部材７５０は、第１可動プランジャー７４６が第１タケノコばねにより必要以上に突出することを規制する規制部材である。また、第２規制部材７５１は、第２可動プランジャー７４７が第２タケノコばねにより必要以上に突出することを規制する規制部材である。
【００１０】
以上の構成において、レンズ駆動装置７００は、外部からコイル７４４へ電流を供給しない場合、図１１（Ａ）に示すように、第１可動プランジャー７４６は第１タケノコばね７４８の付勢力により、第１規制部材７５０に当接する位置に突出する。また、第２可動プランジャー７４７は、第２タケノコばね７４９の付勢力により、第２規制部材７５１に当接する位置に突出する。
【００１１】
一方、レンズ駆動装置７００は、外部からコイル７４４へ電流を供給し通電させた場合、コイル７４４が生成する磁束により、第１可動プランジャー７４６及び第２可動プランジャー７４７に軸線方向のコイル７４４の内部に吸引する力が作用する。
【００１２】
ここで、コイル７４４に所定小電流を通電した場合に発生する吸引力をαｇと、コイル７４４に所定大電流を通電した場合に発生する吸引力をβｇと、第１可動プランジャー７４６を吸引方向とは反対方向に付勢している第１タケノコばね７４８のばね力γｇと、第２可動プランジャー７４７を吸引力とは反対方向に付勢している第２タケノコばね７４９のばね力をδｇとする。
【００１３】
コイル７４４に所定大電流が通電されて、β＞γかつβ＞δの関係になった場合、図１１（Ｂ）に示すように、第１可動プランジャー７４６は、第１タケノコばね７４８の付勢力に抗して、図１１（Ａ）に示す先端が第１規制部材７５０に規制される位置から、図中下向きに移動（以下、下動という）する。同様に、第２可動プランジャー７４７は、第２タケノコばね７４９の付勢力に抗して、図１１（Ａ）に示す先端が第２規制部材７５１に規制される位置から図中上向きに移動（以下、上動という）する。
【００１４】
第２可動プランジャー７４７の下端部には胴付き部７４７ａが形成されている。第２可動プランジャー７４７は、胴付き部７４７ａの上端面がヨーク７４５の下端面７４５ａに当接する位置まで上動する。このため、第１可動プランジャー７４６は、その下端部が上動した第２可動プランジャー７４７の上端に当接する位置まで下動が許容され、それ以上の下動は第２可動プランジャー７４７との当接（吸着）によって規制される。
【００１５】
一方、コイル７４４に所定小電流が通電されて、α＞γかつα＜δの関係となった場合、図１１（Ｃ）に示すように、第１可動プランジャー７４６は、第１タケノコばね７４８の付勢力に抗して図１１（Ａ）に示す上動位置から下動する。しかしながら、第２可動プランジャー７４７は、タケノコばね７４９のばね力によって、図１１（Ａ）に示す下動位置からほとんど上動することができない。このため、第１可動プランジャー７４６は下動位置にある第２可動プランジャー７４７に当接するまで下動することが許容される。
【００１６】
以上のようにして、第１可動プランジャー７４６は、コイル７４４に通電されていない場合と、コイル７４４に所定大電流が通電された場合と、コイル７４４に所定小電流が通電された場合と、それぞれ順に図中下方に変化する。よって、第１可動プランジャー７４６を駆動対象であるレンズ素子を保持するレンズ枠に連結することにより、従来のレンズ駆動装置７００は、レンズ素子を３つの異なるポジション間で駆動することができる。
【特許文献１】特開２０００−１３４８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１に記載されたレンズ駆動装置は、動作に際して、第１タケノコばね７４８及び第２タケノコばね７４９の付勢力より大きい力をコイル７４４が生成する磁束により発生させなければならないので、駆動効率が低く消費電力が大きくなってしまうという課題があった。
【００１８】
また、特許文献１に記載されたレンズ駆動装置は、コイル７４４に所定小電流が通電した場合、第２可動プランジャー７４７が磁気的な力の影響により完全に静止しないので、位置決め精度を向上させることができないという課題があった。
【００１９】
さらに、特許文献１に記載されたレンズ駆動装置は、コイル７４４に所定大電流を通電した場合、小さい付勢力が作用している第１可動プランジャー７４６が、大きい付勢力が作用している第２可動プランジャー７４７よりも移動速度よりも大きくなるため、それに伴って移動量が大きくなるという課題があった。可動プランジャーの移動量が制約を受けると、レンズ素子の各ポジションを設定する際に制限を受けてしまう。
【００２０】
本発明の目的は、従来の課題に鑑み、小型で消費電力が小さく、低コストで製造可能であり、被駆動部材を複数のポジション間で高精度に駆動することができる駆動装置を提供することである。また、本発明の目的は、上記駆動装置を用いてレンズ素子を駆動するレンズ駆動装置を備えるコンパクトな撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的は、以下の駆動装置により達成される。
直線上に順に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間で、被駆動部材を駆動する駆動装置であって、被駆動部材と接続される第１の移動部と、第１の移動部の移動方向に隣接して配置される第２の移動部と、第１の移動部に含まれ、磁束を発生する第１の磁束発生部と、第２の移動部に含まれ、磁束を発生する第２の磁束発生部と、第１の移動部及び第２の移動部を、それぞれ被駆動部材の移動方向に沿って往復移動可能に保持する固定部とを備え、固定部は、第１の移動部を当接させて、第１の移動部の第２の移動部に対向しない側への移動を規制する第１の規制部と、第２の移動部を当接させて、第２の移動部の第１の移動部に対向する側への移動を規制する第２の規制部と、第２の移動部を当接させて、第２の移動部の第１の移動部に対向しない側への移動を規制する第３の規制部と、外部から供給される電流に基づいて、磁束を発生するコイル部とを含み、第１の磁束発生部と、第２の磁束発生部と、コイル部との相互の間に作用する磁気的な力により、第２の移動部を、第２の規制部に当接させるとともに、第１の移動部を、第１の規制部に当接する位置と、第２の移動部に当接する位置との間で移動させることにより、被駆動部材を、第１のポジションと第２のポジションとの間で駆動する一方、磁気的な力により、第１の移動部と第２の移動部とを当接させて一体化し、第２の移動部を、第２の規制部に当接する位置と、第３の規制部に当接する位置との間で移動させることにより、被駆動部材を、第２のポジションと第３のポジションとの間で駆動することを特徴とする。
【００２２】
本発明は、上記構成を備えているので、直線上に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間で、被駆動部材を精度よく駆動することが可能である。また、本発明は、特に固定部が第１乃至第３の規制部を含むので、各ポジションにおいて、機械精度に依存して高精度に位置決めを行うことができる。また、本発明は、簡易な構成で部材も少ないため低コストな駆動装置を実現することができる。また、本発明は、ばね等の機械的な付勢部材を含まないので、駆動効率がよく消費電力が小さい駆動装置を実現することができる。
【００２３】
好ましくは、第１の磁束発生部及び第２の磁束発生部の内、少なくとも一方は、発生した磁束を貫通可能な磁性部材を外部に配置する。本発明は、上記構成を備えているので、第１及び第２の磁束発生部が発生する磁束の密度や方向を制御することができる。したがって、各部材の配置自由度を向上させ、磁気的な力を必要な部分に効率よく生成することができる。
【００２４】
好ましくは、第１の磁束発生部及び第２の磁束発生部は、いずれも永久磁石であり、コイル部は、第１の規制部近傍に設けられた第１のコイルと、第３の規制部近傍に設けられた第２のコイルとを有する。本発明は、第１の磁束発生部及び第２の磁束発生部が永久磁石であるので、外部から電流を供給することなく磁束を発生することができる。したがって、本発明は、消費電力を小さくすることができる。また、各ポジションにおいて、コイルへの通電を終了しても第１及び第２の移動部の位置を保持することができる。
【００２５】
一例として、永久磁石は、いずれも被駆動部材の移動方向に直交する方向に磁束を発生させる。また、他の例として、永久磁石は、いずれも被駆動部材の移動方向に平行な方向に磁束を発生させる。
【００２６】
好ましくは、第１の移動部は、第１の規制部及び第２の移動部の内、少なくとも一方と当接する際、第１の磁束発生部自体を当接させてもよい。また、好ましくは、第１の移動部は、第１の規制部及び第２の移動部の内、少なくとも一方と当接する際、第１の磁束発生部の外部に配置された磁性部材を当接させてもよい。
【００２７】
好ましくは、第２の移動部は、第１の移動部と当接する際、第２の磁束発生部自体を当接させてもよい。また、好ましくは、第２の移動部は、第１の移動部と当接する際、第２の磁束発生部の外部に配置された磁性部材を当接させてもよい。
【００２８】
好ましくは、第１のコイル及び第２のコイルの内、少なくとも一方は、発生した磁束を貫通可能な磁性部材を含む。本発明は、上記構成を備えているので、第１及び第２のコイルが発生する磁束の密度や方向を制御することができる。したがって、各部材の配置自由度を向上させ、磁気的な力を必要な部分に効率よく生成することができるとともに、無通電状態で保持することが可能になる。
【００２９】
好ましくは、第１のコイル及び第２のコイルは、それぞれ異なる磁性部材と接続されており、被駆動部材が第１のポジションにあるとき、第１の磁束発生部からの磁束が第１のコイルに接続される磁性部材を貫通し第１の磁束発生部に戻り、被駆動部材が第２のポジション及び第３のポジションのいずれか一方にあるとき、第１の磁束発生部からの磁束が、第２の磁束発生部と、第２のコイルに接続される磁性部材とを貫通する。本発明は、上記構成を備えているので、被駆動部材を無通電状態においても、磁気的な力によって静止保持することができる。
【００３０】
第１の磁束発生部及び第２の磁束発生部は、いずれもコイルであり、コイル部は、第３の規制部近傍に設けられた第１のコイルを含む。本発明は、上記構成を備えているので、制御の容易なコイル間に作用する磁気的な力を調整することにより、各移動部を移動させることができる。したがって、特に移動方向及び移動方向に直交する方向の大きさを小さくすることができる。
【００３１】
移動部は、移動方向に直交する面内の回転を抑止するための回転抑止手段を含む。本発明は、以上の構成を備えているので、移動部を精度よく移動させることができる。
【００３２】
また、好ましくは、被駆動部材は、レンズ素子である。本発明は、以上の構成を備えているので、小型のレンズ駆動装置を実現することができる。
【００３３】
一例として、第１及び第２の移動部と、固定部は、いずれもレンズ素子の光軸に関して回転対称な中空の円筒形状を有する。本発明は、以上の構成を備えているので、レンズ素子を光軸方向に駆動する駆動装置を小型化することができる。また、第１及び第２の磁束発生部やコイル部を、レンズ素子の周方向に均一に配置することができるため、コイル等の取り付け位置誤差に基づく位置決め精度の低下、移動時の傾きによる移動誤差を防止することができる。
【００３４】
上記目的は、以下の撮像装置により達成される。
被写体を、電気的な画像信号に変換して出力可能な撮像装置であって、被写体の光学的な像を形成する撮影レンズ系と、撮影レンズ系が形成した光学的な像を、電気的な画像信号に変換する撮像素子と、撮影レンズ系に含まれる少なくとも１個のレンズ素子と、撮影レンズ系の光軸方向に沿って順に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間でレンズ素子を駆動して、レンズ素子と撮像素子との間の間隔を変更するレンズ駆動装置と、レンズ駆動装置を制御する制御部とを備え、レンズ駆動装置は、レンズ素子と接続される第１の移動部と、第１の移動部の移動方向に隣接して配置される第２の移動部と、第１の移動部に含まれ、磁束を発生する第１の磁束発生部と、第２の移動部に含まれ、磁束を発生する第２の磁束発生部と、第１の移動部及び第２の移動部を、それぞれ光軸方向に沿って往復移動可能に保持する固定部とを含み、固定部は、第１の移動部を当接させて、第１の移動部の第２の移動部に対向しない側への移動を規制する第１の規制部と、第２の移動部を当接させて、第２の移動部の第１の移動部に対向する側への移動を規制する第２の規制部と、第２の移動部を当接させて、第２の移動部の第１の移動部に対向しない側への移動を規制する第３の規制部と、供給される電流に基づいて、磁束を発生するコイル部とを有し、制御部は、コイル部に供給する電流を制御して、第１の磁束発生部と、第２の磁束発生部と、コイル部とが生成する磁束を変化させることにより、相互に作用する磁気的な力を調整可能であり、レンズ駆動装置は、制御部により調整された磁気的な力により、第２の移動部を、第２の規制部に当接させるとともに、第１の移動部を、第１の規制部に当接する位置と、第２の移動部に当接する位置との間で移動させることにより、レンズ素子を、第１のポジションと第２のポジションとの間で駆動する一方、制御部により調整された磁気的な力により、第２の移動部を、第１の移動部を当接させた状態で、第２の規制部に当接する位置と、第３の規制部に当接する位置との間で移動させることにより、レンズ素子を、第２のポジションと第３のポジションとの間で駆動することを特徴とする。
【００３５】
本発明は、上記構成を備えているので、撮像装置において、レンズ駆動装置を用いて直線上に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間で、レンズ素子を精度よく駆動することが可能である。また、本発明は、特に固定部が第１乃至第３の規制部を含むので、レンズ駆動装置は、各ポジションにおいて、機械精度に依存して高精度に位置決めを行うことができる。また、本発明は、簡易な構成で部材も少ないため低コストなレンズ駆動装置を備える撮像装置を実現することができる。また、本発明は、ばね等の機械的な付勢部材を含まないので、駆動効率がよく消費電力が小さいレンズ駆動装置を備える撮像装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、本発明によれば、小型で消費電力が小さく、低コストで製造可能であり、被駆動部材を複数のポジション間で高精度に駆動することができる駆動装置を提供することができる。また、本発明によれば、上記駆動装置を用いてレンズ素子を駆動するレンズ駆動装置を備えるコンパクトな撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（実施の形態１）
図１は、本発明に係るレンズ駆動装置を適用した撮像装置の内部の構成と被写体との関係を示す模式図である。撮像装置は、撮影レンズ系２と、撮像素子３とを含む。撮影レンズ系２は、１枚あるいは複数のレンズ素子からなり、被写体１の光学的な像を形成する。撮像素子３は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）であり、撮影レンズ系２により形成された被写体１の光学的な像を受光面に受光し、電気的な画像信号に変換する。
【００３８】
図１（Ａ）は、風景等を撮影するときに相当し、物体距離が無限遠方に位置する場合の撮影レンズ系２の位置を表している。また、図１（Ｂ）は、撮影者自身等を撮影する（自分撮り）ときに相当し、物体距離が数十ｃｍから１ｍ程度である場合の撮影レンズ系２の位置を表している。また、図１（Ｃ）は、書類等を撮影するときに相当し、物体距離が１０ｃｍ程度である場合の撮影レンズ系２の位置を表している。
【００３９】
図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、撮像装置は、後述するレンズ駆動装置を用い、被写体１までの距離の変化に応じて撮影レンズ系２を移動させ、撮像素子３の受光面に形成される光学的な像の焦点合わせを行う。物体距離が無限遠方に位置する場合、撮影レンズ系２は、図１（Ａ）に示すように最も撮像素子３に近い第１のポジションに配置される。物体距離が数十ｃｍから１ｍ程度である場合、撮影レンズ系２は、図１（Ｂ）に示すように、第１のポジションより撮像素子３から離れた第２のポジションに配置される。物体距離が１０ｃｍ程度である場合、図１（Ｃ）に示すように最も撮像素子３に遠い第３のポジションに配置される。撮像装置は、撮影レンズ系２を、レンズ駆動装置を用いて第１〜第３のポジションに離散的に移動させて、それぞれのポジションで保持することが可能である。
【００４０】
図２は、本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置の側断面図の片側を示す。図中、一点鎖線は、撮影レンズ系２の光軸を示す。実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００は、撮影レンズ系２の光軸に関して回転対称の構成を備えている。レンズ駆動装置１００は、全体として、撮影レンズ系２の光軸を中心軸とする円柱状である。
【００４１】
レンズ駆動装置１００は、概略、固定部と、第１の移動部と、第２の移動部とからなり、固定部の内部に形成された空間内を、第１の移動部と第２の移動部とがそれぞれ撮影レンズ系２の光軸方向に移動可能な構造を有している。固定部は、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第１の磁性部材１１２と、第２の磁性部材１１３と、第１の規制部材１１６と、第２の規制部材１１７とからなる。第１の移動部は、移動レンズ枠１０４と、第１の永久磁石１０８と、第３の磁性部材１１４とからなる。第２の移動部は、第２の永久磁石１０９と、第４の磁性部材１１５と、第３の規制部材１１８とからなる。また、移動レンズ枠１０４は、被駆動部材である撮影レンズ系２を保持する。撮影レンズ系２は、レンズ素子１０５と、レンズ素子１０６と、レンズ素子１０７とからなる。
【００４２】
なお、第１の磁性部材１１２と、第２の磁性部材１１３と、第３の磁性部材１１４と、第４の磁性部材１１５とは、いずれも電磁鋼鉄からなり、内部に磁束を貫通させることが可能である。また、第１の規制部材１１６と、第２の規制部材１１７と、第３の規制部材１１８とは、いずれもポリカーボネイト樹脂からなる。
【００４３】
固定部において、第１の規制部材１１６は、撮影レンズ系２の光軸に直交する面を含む部分と、光軸に平行な円筒部分とを持つ。第１の規制部材１１６は、撮影レンズ系２の光軸に直交する面を含む部分に、第１の磁性部材１１２を保持する。第１の磁性部材１１２は、端面１１２ａにより、第１の規制部材１１６に固定される。第１の磁性部材１１２は、撮影レンズ系２の光軸に直交する方向の外向きに開口を持つ矩形断面を有しており、内部に第１のコイル１１０を保持する。第１の磁性部材１１２は、端面と平行な端面１１２ｂを持つ。第１のコイル１１０は、外部から供給される電流により撮影レンズ系２の光軸に平行な方向に磁界を形成するよう巻回されている。
【００４４】
第１の規制部材１１６は、撮影レンズ系２の第１のポジションを決定するための撮影レンズ系２の光軸に直交する端面１１６ａを有する。また、第１の規制部材１１６の内径は、端面１１６ａから遠い側で大きくなっており、内径が変化する部分に撮影レンズ系２の第２のポジションを決定するための撮影レンズ系２の光軸に直交する端面１１８ａを有する。
【００４５】
第２の規制部材１１７は、概略、撮影レンズ系２の光軸に直交する円板形状である。第２の規制部材１１７は、第２の磁性部材１１３を保持する。第２の磁性部材１１３は、端面１１３ｂにより、第２の規制部材１１７に固定される。第２の磁性部材１１３は、撮影レンズ系２の光軸に直交する方向の外向きに開口を持つ矩形断面を有しており、内部に第２のコイル１１１を保持する。第２の磁性部材１１３は、第２の規制部材１１７に固定される端面１１３ｂと、端面１１３ｂに平行な端面１１３ａとを持つ。第２のコイル１１１は、外部から供給される電流により撮影レンズ系２の光軸に平行な方向に磁界を形成するよう巻回されている。
【００４６】
第２の規制部材１１７は、第１の規制部材１１６と接続される。また、第２の規制部材１１７は、撮影レンズ系２の第３のポジションを決定するための撮影レンズ系２の光軸に直交する端面１１７ａを有する。
【００４７】
第１の移動部において、移動レンズ枠１０４は、撮影レンズ系２の光軸に沿って形成された円筒部分と、光軸に垂直な面を持つフランジ部分とを有する。移動レンズ枠１０４は、円筒部分の内径側に撮影レンズ系２を構成する３枚のレンズ素子１０５〜１０７を保持する。また、移動レンズ枠１０４は、フランジ部分に第１の永久磁石１０８と第３の磁性部材１１４とを保持する。
【００４８】
第１の永久磁石１０８は、撮影レンズ系２の光軸に直交する方向の外向きに磁界を形成するように、撮影レンズ系２の外周方向にＮ極を向けて配置される。第１の永久磁石１０８は、第３の磁性部材１１４に接続される。第３の磁性部材１１４は、第１の永久磁石１０８のＮ極側を覆う撮影レンズ系２の光軸に平行な円筒部分と、移動レンズ枠１０４のフランジ部分を覆う部分とからなる断面Ｌ字状の形状を有する。第３の磁性部材１１４は、フランジ部分を覆う部分に端面１１４ａを有する。
【００４９】
第２の移動部において、第２の永久磁石１０９は、撮影レンズ系２の光軸に直交する方向の外向きに磁界を形成するように、撮影レンズ系２の内周方向にＮ極を向けて配置される。第２の永久磁石１０９は、第４の磁性部材１１５に接続される。第４の磁性部材１１５は、第２の永久磁石１０９のＳ極側を覆う撮影レンズ系２の光軸に平行な円筒部分と、第３の磁性部材１１４の端面１１４ａに対向する部分とからなる断面Ｌ字状の形状を有する。第４の磁性部材１１５は、端面１１４ａに対向する端面１１５ａを有する。
【００５０】
端面１１４ａと端面１１５ａとが対向しているので、第１の移動部は、第１の永久磁石の端面１０８ａと第１の規制部材１１６の端面１１６ａが当接する位置から、端面１１４ａと端面１１５ａとが当接する位置までの間に撮影レンズ系２の光軸に平行な方向の移動が規制される。
【００５１】
第３の規制部材１１８は、第４の磁性部材１１５の撮影レンズ系２の光軸に平行な円筒部分に固定される。第３の規制部材１１８は、第１の規制部材１１６の端面１１６ｂに対向する端面１１８ａと、第２の規制部材１１７の端面１１７ａに対向する端面１１８ｂとを持つ。端面１１８ａと端面１１６ｂとが対向し、及び端面１１８ｂと端面１１７ａとが対向しているので、第２の移動部は、端面１１８ａと端面１１６ｂとが当接する位置から、端面１１８ｂと端面１１７ａとが当接する位置までの間において、撮影レンズ系２の光軸に平行な方向の移動が規制される。
【００５２】
図３は、本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置の上面図である。図３に示すように、移動レンズ枠１０４は、外径部に回転抑止凹部１０４ａを持つ。また、第２の規制部材１１７は、内径部に回転抑止凸部１１７ｂを持つ。回転抑止凹部１０４ａと回転抑止凸部１１７ｂとが嵌め合わされることにより、移動レンズ枠１０４は、光軸まわりの回転が規制される。この結果、実施の形態１に係るレンズ駆動装置において、移動レンズ枠１０４を精度よく移動させることができる。
【００５３】
図４は、本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置の動作を磁気回路により説明する説明図である。図４（Ａ）は、本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置において、撮影レンズ系２が、図１（Ａ）に示した第１のポジションにあるときの磁気回路の構成を示す。図４（Ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置において、撮影レンズ系２が、図１（Ａ）に示した第１のポジションと、図１（Ｂ）に示した第２のポジションとの間を移動する際の磁気回路の構成を示す。図４（Ｃ）は、本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置において、撮影レンズ系２が、図１（Ｂ）に示した第２のポジションにあるときの磁気回路の構成を示す。図４（Ｄ）は、本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置において、撮影レンズ系２が、図１（Ｂ）に示した第２のポジションと、図１（Ｃ）に示した第３のポジションとの間を移動する際の磁気回路の構成を示す。図４（Ｅ）は、本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置において、撮影レンズ系２が、図１（Ｃ）に示した第３のポジションにあるときの磁気回路の構成を示す。
【００５４】
図４（Ａ）〜（Ｅ）において、レンズ駆動装置１００の磁気回路は、第１の永久磁石１０８と、第２の永久磁石１０９と、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第１の磁気部材１１２と、第２の磁気部材１１３と、第３の磁気部材１１４と、第４の磁気部材１１５とからなる。
【００５５】
図４（Ａ）において、間隙１１９は、第１の磁性部材１１２の第１の規制部材１１６に保持される側の端部と、第１の永久磁石１０８との間に形成される間隙である。また、間隙１２０は、第１の磁性部材１１２の第１の規制部材１１６から保持されない側の端部と、第１の永久磁石１０８との間に形成される間隙である。また、間隙１２１は、第１の磁性部材１１２の端面１１２ｂと、第３の磁性部材１１４との間に形成される間隙である。
【００５６】
間隙１２２は、第３の磁性部材１１４の端面１１４ａと第４の磁性部材１１５の端面１１５ａの間に形成される間隙である。また、間隙１２３は、第２の磁性部材１１３の端面１１３ａと、第４の磁性部材１１５との間に形成される間隙である。また、間隙１２４は、第２の磁性部材１１３の第２の規制部材１１７から保持されない側の端部と、第２の永久磁石１０９との間に形成される間隙である。また、間隙１２５は、第２の磁性部材１１３の第２の規制部材１１７に保持される側の端部と、第２の永久磁石１０９との間に形成される間隙である。
【００５７】
また、図４（Ａ）〜（Ｅ）において、矢印１２６〜１３３は、永久磁石及びコイルのいずれかから発生して、各磁気部材の内部を貫通する磁束を表す。なお、符号は、図４Ａに代表して示し、他の図に必要部分のみ記載する。
【００５８】
図４（Ａ）において、撮影レンズ系２が、図１（Ａ）に示した第１のポジションにあるとき、第１の永久磁石１０８のＮ極から発生した磁束１２６は、第３の磁性部材１１４の内部を貫通して、間隙１２０に対向する端部まで達する。ここで、間隙１２０が小さいため、磁束１２６の大部分は、間隙１２０を介して第１の磁性体１１２の内部に侵入する。侵入した磁束１２６は、第１の磁性部材１１２の内部を貫通して、間隙１１９に対向する端部まで達する。ここで、間隙１１９が小さいため、第１の磁性部材１１２の内部を貫通した磁束１２６は、第１の永久磁石１０８のＳ極に戻される。
【００５９】
以上説明した磁束１２６は、間隙１１９および間隙１２１に磁気的引力を発生させる。すなわち、第１の永久磁石１０８は、第１の規制部材１１６側へ向けた磁気的な付勢力を受ける。このとき、第１の永久磁石１０８の端面１０８ａと第１の規制部材１１６の端面１１６ａとが当接し、第１の移動部は、静止保持される。このように、撮影レンズ系２が、図１（Ａ）に示した第１のポジションにあるとき、第１の移動部は、第１のコイル１１０及び第２のコイル１１１に通電することなく、第１の永久磁石１０８が生成する磁束１２６により静止保持される。なお、図４（Ａ）において、第１のポジションを、第３の磁性部材１１４の端面１１４ａを基準として一点鎖線で図示している。
【００６０】
次に、撮影レンズ系２が、図１（Ａ）に示した第１のポジションにあるときに、第１のコイル１１０に外部から電流を供給し、第４の磁性部材１１５に向けてＮ極を生成するよう通電する。通電の結果、図４（Ｂ）に示すように、第１のコイル１１０は、磁束１２７を生成する。磁束１２７は、磁束１２６と逆方向に第１の磁性部材１１２の内部を貫通する。磁束１２７が間隙１２１に対向する端部に達することにより、第１の永久磁石１０８が生成した磁束１２８は、第１の磁性部材１１２に侵入することができなくなる。磁束１２８の大部分は、磁束１２７に反発する結果、第４の磁性部材１１５に侵入する。侵入した磁束１２８は、第４の磁性部材１１５を貫通し、第２の永久磁石１０９のＳ極に戻される。さらに、磁束１２８は、第２の永久磁石１０９のＮ極から間隙１２４及び間隙１２５に達する。ここで、予め間隙１２４は、間隙１２５より小さくなるように構成されているので、磁束１２８は、間隙１２４を介して第２の磁性部材１１３の第２の規制部材１１７に保持されない側の端部から、第２の磁性部材１１３に侵入し、第２の磁性部材１１３を貫通する。
【００６１】
以上説明した磁束１２７及び磁束１２８は、間隙１２０と、間隙１２２と、間隙１２４とに磁気的引力を発生させ、間隙１１９と、間隙１２１と、間隙１２５とに磁気的斥力を発生させる。すなわち、第２の永久磁石１０９は、第２の規制部材１１７から遠ざかる方向に磁気的な付勢力を受ける。このとき、第３の規制部材１１８の端面１１８ａと第１の規制部材１１６の端面１１６ｂとが当接し、第２の移動部はその位置で静止保持される。一方、第１の永久磁石１０８は、第４の磁性部材１１５側へ向けた磁気的な付勢力を受ける。第１の移動部は、規制を受けないので、第４の磁性部材１１５へ向けて移動する。第３の磁性部材１１４の端面１１４ａと第４の磁性部材１１５の端面１１５ａとが当接すると、第１の移動部の移動が終了する。第４の磁性部材１１５の端面１１５ａが後述するように第２のポジションに固定されているので、第１の移動部は、移動の終了によって、図４（Ｃ）に一点鎖線で示す第２のポジションに対応する位置に達する。
【００６２】
なお、第１の移動部を第２のポジションに対応する位置で完全に停止させるため、第３の磁性部材１１４が、第４の磁性部材１１５を第２のポジションに対応する位置を超えて押さないようにする必要がある。すなわち、第１の永久磁石１０８が第１のコイル１１０から受ける磁気的な付勢力が、第２の永久磁石が磁束１２８により受ける磁気的な付勢力よりも小さくなるようにしなければならない。磁気的な付勢力のバランスを図るには、第１のコイル１１０に供給する電流を制御して、第１の磁性部材１１２に働く磁束１２７を調整すればよい。あるいは、第２のコイル１１１に外部から電流を供給して磁束１２８と同方向に新たな磁束を発生させてもよい。
【００６３】
次に、第３の磁性部材１１４の端面１１４ａと第４の磁性部材１１５の端面１１５ａとが当接した状態で、第１のコイル１１０の通電を終了する。通電を終了した結果、図４（Ｃ）に示すように、第１のコイル１１０は、磁束１２７を生成しなくなる。また、間隙１２１が大きくなるため、第１の永久磁石１０８が生成する磁束１２８のすべては第４の磁性部材１１５へ侵入し、第１の磁性部材１１２へは侵入しなくなる。したがって、通電が終了した状態においても、磁束１２８は、間隙１２０と、間隙１２２と、間隙１２４とに磁気的引力を発生させ、間隙１２１と、間隙１２５とに磁気的斥力を発生させる。
【００６４】
以上の結果、第３の永久磁石１１４の端面１１４ａと第４の磁性部材１１５の端面１１５ａとが当接した状態で、第１の移動部は、静止保持される。このように、撮影レンズ系２が、図１（Ｂ）に示した第２のポジションにあるとき、第１の移動部は、第１のコイル１１０及び第２のコイル１１１に通電することなく、第１の永久磁石１０８が生成する磁束１２８により静止保持される。
【００６５】
次に、撮影レンズ系２が、図１（Ｂ）に示した第２のポジションにあるときに、再び第１のコイル１１０に外部から電流を供給し、第４の磁性部材１１５に向けてＮ極を生成するよう通電する。通電の結果、図４（Ｄ）に示すように、第１のコイル１１０は、磁束１３１を生成する。磁束１３１は、第１の永久磁石１０８が生成する磁束１３１と間隙１２１で対向するように第１の磁性部材１１２の内部を貫通する。
【００６６】
なお、第１の移動部及び第２の移動部を第２のポジションに対応する位置を超えて移動させるため、第３の磁性部材１１４が、第４の磁性部材１１５を第２のポジションに対応する位置を超えて押すようにする必要がある。すなわち、第１の永久磁石１０８が第１のコイル１１０から受ける磁気的な付勢力が、第２の永久磁石が磁束１３１により受ける磁気的な付勢力よりも大きくなるようにしなければならない。磁気的な付勢力のバランスを図るには、第１のコイル１１０に供給する電流を制御して、第２の磁性部材１１２に働く磁束１３０を調整すればよい。あるいは、第２のコイル１１１に外部から電流を供給して磁束１３１と逆方向に新たな磁束を発生させてもよい。
【００６７】
以上の結果、磁束１３０及び磁束１３１を発生させることにより、第１の移動部及び第２の移動部は、第１の規制部材１１７へ向けて一体的に移動する。第１の移動部及び第２の移動部は、第３の規制部材１１８の端面１１８ｂと第１の規制部材１１７の端面１１７ａが当接するまで移動する。第１の移動部及び第２の移動部は、移動の終了によって、図４（Ｅ）に一点鎖線で示す第３のポジションに対応する位置に達する。
【００６８】
次に、第３の規制部材１１８の端面１１８ｂと第１の規制部材１１７の端面１１７ａが当接した状態で、第１のコイル１１０の通電を終了する。通電を終了した結果、図４（Ｅ）に示すように、第１の永久磁石１０８は、Ｎ極から磁束１３３を生成する。磁束１３３は、第３の磁性部材１１４から第４の磁性部材１１５へ侵入して、第４の磁性部材の内部を貫通する。このとき、間隙１２４が大きくなり間隙１２３と間隙１２５とが小さくなるため、磁束１３３は間隙１２５を介して第２の磁性部材１１３へ侵入し貫通する。さらに、磁束１３３は、間隙１２３を介して第４の磁性部材１１５へ戻される。また、一方、間隙１１９が大きくなり間隙１２０が小さくなるため、第１の磁性部材１１２は、内部に新たな磁束１３２を生成する。したがって、通電が終了した状態においても、磁束１３２及び磁束１３３は、間隙１２０と、間隙１２２と、間隙１２３と、間隙１２５とに磁気的引力を発生させ、間隙１１９と、間隙１２１と、間隙１２４とに磁気的斥力を発生させる。
【００６９】
以上の結果、第１の移動部及び第２の移動部は、第３の磁性部材１１４の端面１１４ａと第４の磁性部材１１５の端面１１５ａが当接した状態で、静止保持される。このように、撮影レンズ系２が、図１（Ｃ）に示した第３のポジションにあるとき、第１の移動部及び第２の移動部は、第１のコイル１１０及び第２のコイル１１１に通電することなく、第１の永久磁石１０８及び第２の永久磁石１０９が生成する磁束１３２及び磁束１３３により静止保持される。
【００７０】
なお、撮影レンズ系２が第３のポジションに静止保持された状態から、第２のポジション及び第１のポジションへ順次移動させる場合、上記の例とは全く逆方向に磁気的な力を生成すればよい。本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置の磁気回路は、第１のコイル及び第２のコイルはそれぞれ第２のポジションに対応する位置に対して対称配置されているから、コイルを通電することにより生成される磁界の向きを変更することにより、今まで説明した磁気回路の駆動制御と全く逆方向に磁気的な付勢力を生成することが可能である。
【００７１】
具体的には、撮影レンズ系２が第３のポジションにあるとき、第２のコイル１１１に第３の磁性部材１１４に向けてＳ極を生成するよう通電する。通電することにより、第１の移動部及び第２の移動部は、第３のポジションに対応する位置から第２のポジションに対応する位置へ移動する。また、撮影レンズ系２が第２のポジションにあるとき、第１のコイル１１０に第４の磁性部材１１５に向けてＳ極を生成するよう通電する。このとき、第１のコイル１１０の生成する磁束による付勢力が、第１の永久磁石１０８及び第２の永久磁石１０９の間に作用する磁気的な力より大きくなるように設定することにより、第３の磁性部材１１４と第４の磁性部材１１５との間の当接をはずして第１の移動部のみを駆動することが可能になる。その後、第１の移動部は、第１のポジションに対応する位置まで移動し、静止保持される。
【００７２】
以上説明したように、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第１の永久磁石１０８と、第２の永久磁石１０９との間相互に作用する磁気的な力を適宜調整可能であるため、直線上に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間で、レンズ素子を精度よく駆動することが可能である。特に、実施の形態１に係るレンズ駆動装置において、第１のポジションは、第１の永久磁石１０８の端面１０８ａと第１の規制部材１１６の端面１１６ａとの当接により決定される。同様に、第２のポジションは、第３の磁性部材１１４の端面１１４ａと第４の磁性部材１１５ａとの当接により決定される。同様に、第３のポジションは、第３の規制部材１１８の端面１１８ｂと第２の規制部材１１７の端面１１７ａとの当接により決定される。このように、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、すべてのポジションが、機械的な位置決めによって決定されるため、従来のレンズ駆動装置と比較して位置決め精度が高く、ポジションの配置の設計自由度が大きい。
【００７３】
また、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、永久磁石やコイルなどの安価な部材のみで構成できるため、低コストなレンズ駆動装置を提供することができる。また、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、ばね等の機械的な付勢部材を含まないので、駆動効率がよく消費電力が小さいレンズ駆動装置を実現することができる。
【００７４】
また、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、第１及び第２の永久磁石を含むため、第１及び第２のコイルへの通電を終了しても、各ポジションに第１の移動部を静止保持することができる。したがって、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、無通電状態でレンズ素子を各ポジションに静止保持することが可能になり、駆動する際に必要な電力のみでレンズ駆動装置を動作させることができる。
【００７５】
また、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、撮影レンズ系２が第１のポジションにあるとき、第１の磁束発生部からの磁束が第１のコイルに接続される磁性部材を貫通し第１の磁束発生部に戻り、撮影レンズ系２が第２のポジション及び第３のポジションのいずれか一方にあるとき、第１の磁束発生部からの磁束が、第２の磁束発生部と、第２のコイルに接続される磁性部材とを貫通するよう構成されている。したがって、第１及び第２のコイルへの通電を終了しても、各ポジションに第１の移動部を静止保持することができる。このため、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、無通電状態でレンズ素子を各ポジションに静止保持することが可能になり、駆動する際に必要な電力のみでレンズ駆動装置を動作させることができる。
【００７６】
また、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、第１及び第２の移動部と、固定部は、いずれもレンズ素子の光軸に関して回転対称な中空の円筒形状であるので、レンズ素子の周囲に配置することができレンズ駆動装置を小型化することができる。また、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、第１及び第２の移動部と、固定部は、いずれもレンズ素子の光軸に関して回転対称な中空の円筒形状であるので、第１及び第２の磁束発生部やコイル部をレンズ素子の周方向に均一に配置して各部材間に光軸方向について均一な磁気的な力を作用させることができる。したがって、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、コイル等の取り付け位置誤差に基づく位置決め精度の低下、移動時の傾きによる移動誤差を防止することができる。
【００７７】
また、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、第１のコイル及び第２のコイル、第１の永久磁石及び第２の永久磁石のすべてに、磁性部材が設置されていることにより、それぞれが発生する磁束の密度や方向を制御することができる。したがって、各部材の配置自由度を向上させ、各部材間に作用する磁気的な力を必要な部分に効率よく生成することができるとともに、無通電状態で保持することが可能になる。
【００７８】
なお、上記実施の形態１は、第１のコイル及び第２のコイル、第１の永久磁石及び第２の永久磁石のすべてに、磁性部材が設置されている例であったがこれに限られない。いずれか、あるいはすべての部材に磁性部材を設けなくてもよい。この場合、例えば、コイルと永久磁石とが直接当接したり、永久磁石同士が直接当接したり、コイルあるいは永久磁石と磁性部材とが当接したりすることになるが、いずれも同様に動作可能である。ただし、磁性部材を省略した場合、各ポジションで静止保持するために第１及び第２のコイルのいずれかあるいは両方へ通電することが必要になる。
【００７９】
なお、上記実施の形態１において、第１の永久磁石は、撮影レンズ系２の外周方向にＮ極を向けて配置され、第２の永久磁石は、撮影レンズ系の内周方向にＮ極を向けて配置されているが、これに限られない。第１の永久磁石及び第２の永久磁石の向きを相互に逆転させ、第１の永久磁石は、撮影レンズ系２の内周方向にＮ極を向けて配置させ、第２の永久磁石は、撮影レンズ系の外周方向にＮ極を向けて配置させてもよい。この場合、図４を用いて説明した磁束の向きは、すべて逆方向になるので、レンズ駆動装置を動作させる際の第１及び第２のコイルの極性も反転する必要がある。
【００８０】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係るレンズ駆動装置の片側の側断面図である。図中、一点鎖線は、撮影レンズ系２の光軸を示す。実施の形態２に係るレンズ駆動装置２００は、撮影レンズ系２の光軸に関して回転対称の構成を備えている。レンズ駆動装置２００は、全体として、撮影レンズ系２の光軸を中心軸とする円柱状である。
【００８１】
レンズ駆動装置２００は、概略、固定部と、第１の移動部と、第２の移動部とからなり、固定部の内部に形成された空間内を、第１の移動部と第２の移動部とがそれぞれ撮影レンズ系２の光軸方向に移動可能な構造を有している。固定部は、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第１の磁性部材１１２と、第２の磁性部材１１３と、第１の規制部材２１６と、第２の規制部材２１７とからなる。第１の移動部は、移動レンズ枠２０４と、第１の永久磁石２０８とからなる。第２の移動部は、第２の永久磁石２０９と、第３の規制部材２１８とからなる。また、移動レンズ枠２０４は、被駆動部材である撮影レンズ系２を保持する。
【００８２】
なお、実施の形態２において、実施の形態１と同一の符号を付した構成は同一の構成であることを表し、説明を省略する。また、実施の形態２に係るレンズ駆動装置２００は、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と概略等しい動作を行うので、以下の説明では、実施の形態２に係るレンズ駆動装置２００の特徴的な部分のみ説明を行う。
【００８３】
レンズ駆動装置２００は、第１の永久磁石２０８及び第２の永久磁石２０９がレンズ素子の移動方向に向けて磁界を形成するように、いずれも第２の規制部材２１６側に向けてＮ極が配置されている点と、第１の永久磁石２０８及び第２の永久磁石２０９がそれぞれ磁性部材を備えていない点で、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と相違する。
【００８４】
レンズ駆動装置２００は、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と同様に動作させることが可能である。
【００８５】
すなわち、第１の永久磁石２０８の端面２０８ａと、第１の規制部材２１６の端面２１６ａとが当接しているとき、第１の永久磁石２０８の発生する磁束は、第１の規制部材２１６に保持されていない側の端面から第１の磁性部材１１２の内部に侵入する。第１の永久磁石２０８が発生する磁束は、第１の磁性部材１１２の内部を貫通する。この結果、第１の永久磁石２０８は、第１のコイル１１０の方向に吸引され、端面２０８ａが第１の規制部材２１６の端面２１６ａを当接する方向に付勢される。このようにして、撮影レンズ系２は、無通電状態で、第１のポジションに静止保持される。
【００８６】
次に、撮影レンズ系２が第１のポジションにあるとき、第１のコイル１１０に電流を供給し、第１のコイル１１０と第１の永久磁石２０８との間に磁気的な斥力を発生させる。これにより、第１の永久磁石２０８が駆動され、第１の移動部は、移動する。第１の移動部は、移動レンズ枠２０４の端面２０４ａと第２の永久磁石２０９の端面２０９ａとが当接する位置で付勢保持される。
【００８７】
この状態で、第１のコイル１１０への電流の供給を終了した場合、第１の永久磁石２０８からの磁束は、第１の磁性部材１１２へは侵入せず、移動レンズ枠２０４と第２の永久磁石２０９とを介して、第２の規制部材２１７に保持されていない側の端面から第２の磁性部材１１３へ侵入する。したがって、第１の永久磁石２０８は、第２の永久磁石２０９へ吸引される方向への磁気的な引力が作用する。また、第２の永久磁石２０９は、第２の磁性部材１１３を貫通する磁束により、第３の規制部材２１８の端面２１８ａと第１の規制部材の端面２１６ｂとが当接するように付勢される。この結果、第１の移動部は、移動レンズ枠２０４の端面２０４ａと第２の永久磁石２０９の端面２０９ａとが当接する位置で付勢保持される。このようにして、撮影レンズ系２は、無通電状態で、第２のポジションに静止保持される。
【００８８】
さらに、第２のコイル１１１に電流を供給し、第２のコイル１１２と第２の永久磁石２０９との間に磁気的な引力を発生させる。これにより、第１の永久磁石２０８及び第２の永久磁石２０９が駆動され、第１の移動部及び第２の移動部は、一体的に移動する。第２の移動部は、第３の規制部材２１８の端面２１８ｂと第２の規制部材２１７の端面２１７ａとが当接する位置で付勢される。
【００８９】
この状態で、第２のコイル１１１への電流の供給を終了した場合、第２の永久磁石２０９からの磁束は、先の説明とは逆に、第２の規制部材２１７に保持されている側の端面から第２の磁性部材１１３へ侵入する。したがって、第２の永久磁石２０９は、第２の規制部材２１７の端面２１７ａと第３の規制部材２１８の端面２１８ｂとが当接するように磁気的な引力の作用を受ける。また、第１の永久磁石２０８は、第２の永久磁石２０９へ吸引される方向へ磁気的な引力が作用しているので、同様に移動レンズ枠２０４の端面２０４ａと第２の永久磁石の端面２０９ａとが当接する方向へ付勢保持される。この結果、第１の移動部及び第２の移動部は、第２の規制部材２１７の端面２１７ａと第３の規制部材２１８の端面２１８ｂとが当接する位置で付勢保持される。このようにして、撮影レンズ系２は、無通電状態で、第３のポジションに静止保持される。
【００９０】
以上のように、実施の形態２に係るレンズ駆動装置は、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第１の永久磁石１０８と、第２の永久磁石１０９との間相互に作用する磁気的な力を適宜調整可能であるため、直線上に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間で、レンズ素子を精度よく駆動することが可能である。また、実施の形態２に係るレンズ駆動装置は、すべてのポジションが、機械的な位置決めによって決定されるため、従来のレンズ駆動装置と比較して位置決め精度が高く、ポジションの配置の設計自由度が大きい。
【００９１】
また、実施の形態２に係るレンズ駆動装置は、永久磁石やコイルなどの安価な部材のみで構成できるため、低コストなレンズ駆動装置を提供することができる。また、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、ばね等の機械的な付勢部材を含まないので、駆動効率がよく消費電力が小さいレンズ駆動装置を実現することができる。
【００９２】
また、実施の形態２に係るレンズ駆動装置は、撮影レンズ系２が第１のポジションにあるとき、第１の磁束発生部からの磁束が第１のコイルに接続される磁性部材を貫通し第１の磁束発生部に戻り、撮影レンズ系２が第２のポジション及び第３のポジションのいずれか一方にあるとき、第１の磁束発生部からの磁束が、第２の磁束発生部と、第２のコイルに接続される磁性部材とを貫通するよう構成されている。したがって、第１及び第２のコイルへの通電を終了しても、各ポジションに第１の移動部を静止保持することができる。このため、実施の形態２に係るレンズ駆動装置は、無通電状態でレンズ素子を各ポジションに静止保持することが可能になり、駆動する際に必要な電力のみでレンズ駆動装置を動作させることができる。
【００９３】
なお、上記実施の形態２は、第１のコイル及び第２のコイルに、磁性部材が設置されている例であったがこれに限られない。第１及び第２の永久磁石のいずれか又は両方に磁性部材を設けてもいいし、すべての部材に磁性部材を設けなくてもよい。この場合、例えば、コイルと永久磁石とが直接当接したり、永久磁石同士が直接当接したり、コイルあるいは永久磁石と磁性部材とが当接したりすることになるが、いずれも同様に動作可能である。
【００９４】
なお、上記実施の形態２において、第１の永久磁石及び第２の永久磁石の向きを相互に逆転させて、配置させてもよい。この場合も、実施の形態１で説明したように、磁束の向きは、すべて逆方向になるので、レンズ駆動装置を動作させる際の第１及び第２のコイルの極性も反転する必要がある。
【００９５】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係るレンズ駆動装置の片側の側断面図である。図中、一点鎖線は、撮影レンズ系２の光軸を示す。実施の形態３に係るレンズ駆動装置３００は、撮影レンズ系２の光軸に関して回転対称の構成を備えている。レンズ駆動装置３００は、全体として、撮影レンズ系２の光軸を中心軸とする円柱状である。
【００９６】
レンズ駆動装置３００は、概略、固定部と、第１の移動部と、第２の移動部とからなり、固定部の内部に形成された空間内を、第１の移動部と第２の移動部とがそれぞれ撮影レンズ系２の光軸方向に移動可能な構造を有している。固定部は、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第１の磁性部材３１２と、第２の磁性部材３１３と、第１の規制部材３１６と、第２の規制部材３１７とからなる。第１の移動部は、移動レンズ枠３０４と、第１の永久磁石３０８とからなる。第２の移動部は、第２の永久磁石３０９と、第３の規制部材３１８とからなる。また、移動レンズ枠３０４は、被駆動部材である撮影レンズ系２を保持する。
【００９７】
なお、実施の形態３において、実施の形態１と同一の符号を付した構成は同一の構成であることを表し、説明を省略する。また、実施の形態３に係るレンズ駆動装置３００は、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と概略等しい動作を行うので、以下の説明では、実施の形態３に係るレンズ駆動装置３００の特徴的な部分のみ説明を行う。
【００９８】
レンズ駆動装置３００は、第１の永久磁石３０８及び第２の永久磁石３０９がレンズ素子の移動方向に向けて磁界を形成するように、いずれも第２の規制部材２１６側に向けてＮ極が配置されている点と、第１の永久磁石３０８及び第２の永久磁石３０９がそれぞれ磁性部材を備えていない点と、第１の永久磁石２０８及び第２の永久磁石３０９が第１のコイル１１０及び第２のコイル１１１の軸線方向に配置されている点とで、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と相違する。
【００９９】
レンズ駆動装置３００は、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と同様に動作させることが可能である。
【０１００】
すなわち、第１の永久磁石３０８の端面３０８ａと、第１の磁性部材３１２の端面３１２ａとが当接しているとき、第１の永久磁石３０８の発生する磁束は、第１の規制部材３１６に保持されていない側の端面から第１の磁性部材３１２の内部に侵入する。第１の永久磁石３０８が発生する磁束は、第１の磁性部材３１２の内部を貫通する。この結果、第１の永久磁石３０８は、第１のコイル１１０の方向に吸引され、端面３０８ａが第１の磁性部材３１２の端面３１２ａを当接する方向に付勢される。このようにして、撮影レンズ系２は、無通電状態で、第１のポジションに静止保持される。
【０１０１】
次に、撮影レンズ系２が第１のポジションにあるとき、第１のコイル１１０に電流を供給し、第１のコイル１１０と第１の永久磁石３０８との間に磁気的な斥力を発生させる。これにより、第１の永久磁石３０８が駆動され、第１の移動部は、移動する。第１の移動部は、第１の永久磁石３０８と第２の永久磁石３０９とが直接当接する位置で付勢保持される。
【０１０２】
この状態で、第１のコイル１１０への電流の供給を終了した場合、第１の永久磁石３０８からの磁束は、第２の永久磁石３０９とを介して、第２の規制部材３１７に保持されていない側の端面３１３ａから第２の磁性部材３１３へ侵入する。したがって、第１の永久磁石３０８は、第２の永久磁石３０９へ吸引される方向への磁気的な引力が作用する。また、第２の永久磁石３０９は、第１の永久磁石材３０８との間の磁気的な引力により、第３の規制部材３１８の端面３１８ａと第１の規制部材の端面３１６ａとが当接するように付勢される。この結果、第１の移動部は、第１の永久磁石３０８と第２の永久磁石３０９とが直接当接する位置で付勢保持される。このようにして、撮影レンズ系２は、無通電状態で、第２のポジションに静止保持される。
【０１０３】
さらに、第２のコイル１１１に電流を供給し、第２のコイル１１２と第２の永久磁石３０９との間に磁気的な引力を発生させる。これにより、第１の永久磁石３０８及び第２の永久磁石３０９が駆動され、第１の移動部及び第２の移動部は、一体的に移動する。第２の移動部は、第２の永久磁石３０９の端面３０９ａと第２の磁性部材３１３の端面３１３ａとが当接する位置で付勢される。
【０１０４】
この状態で、第２のコイル１１１への電流の供給を終了した場合、第２の永久磁石３０９からの磁束は、端面３１３ａ側から第２の磁性部材３１３へ侵入する。したがって、第２の永久磁石３０９は、端面３０９ａと第２の磁性部材３１３の端面３１３ａとが当接するように磁気的な引力の作用を受ける。また、第１の永久磁石３０８は、第２の永久磁石３０９へ吸引される方向へ磁気的な引力が作用しているので、同様に第２の永久磁石と直接当接する方向へ付勢保持される。この結果、第１の移動部及び第２の移動部は、第２の永久磁石３０９の端面３０９ａと第２の磁性部材３１３の端面３１３ａとが当接する位置で付勢保持される。このようにして、撮影レンズ系２は、無通電状態で、第３のポジションに静止保持される。
【０１０５】
以上のように、実施の形態３に係るレンズ駆動装置は、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第１の永久磁石１０８と、第２の永久磁石１０９との間相互に作用する磁気的な力を適宜調整可能であるため、直線上に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間で、レンズ素子を精度よく駆動することが可能である。また、実施の形態３に係るレンズ駆動装置は、すべてのポジションが、機械的な位置決めによって決定されるため、従来のレンズ駆動装置と比較して位置決め精度が高く、ポジションの配置の設計自由度が大きい。
【０１０６】
また、実施の形態３に係るレンズ駆動装置は、撮影レンズ系２が第１のポジションにあるとき、第１の磁束発生部からの磁束が第１のコイルに接続される磁性部材を貫通し第１の磁束発生部に戻り、撮影レンズ系２が第２のポジション及び第３のポジションのいずれか一方にあるとき、第１の磁束発生部からの磁束が、第２の磁束発生部と、第２のコイルに接続される磁性部材とを貫通するよう構成されている。したがって、第１及び第２のコイルへの通電を終了しても、各ポジションに第１の移動部を静止保持することができる。このため、実施の形態３に係るレンズ駆動装置は、無通電状態でレンズ素子を各ポジションに静止保持することが可能になり、駆動する際に必要な電力のみでレンズ駆動装置を動作させることができる。
【０１０７】
また、実施の形態３に係るレンズ駆動装置は、永久磁石やコイルなどの安価な部材のみで構成できるため、低コストなレンズ駆動装置を提供することができる。また、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、ばね等の機械的な付勢部材を含まないので、駆動効率がよく消費電力が小さいレンズ駆動装置を実現することができる。
【０１０８】
特に、実施の形態３に係るレンズ駆動装置は、コイルと永久磁石が移動方向に沿って一直線に配列されているため、光軸に直交する方向の大きさを小さくすることができる。
【０１０９】
なお、上記実施の形態３において、第１の永久磁石及び第２の永久磁石の向きを相互に逆転させて、配置させてもよい。この場合も、実施の形態１で説明したように、磁束の向きは、すべて逆方向になるので、レンズ駆動装置を動作させる際の第１及び第２のコイルの極性も反転する必要がある。
【０１１０】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係るレンズ駆動装置の片側の側断面図である。図中、一点鎖線は、撮影レンズ系２の光軸を示す。実施の形態４に係るレンズ駆動装置４００は、撮影レンズ系２の光軸に関して回転対称の構成を備えている。レンズ駆動装置４００は、全体として、撮影レンズ系２の光軸を中心軸とする円柱状である。
【０１１１】
レンズ駆動装置４００は、概略、固定部と、第１の移動部と、第２の移動部とからなり、固定部の内部に形成された空間内を、第１の移動部と第２の移動部とがそれぞれ撮影レンズ系２の光軸方向に移動可能な構造を有している。固定部は、第２のコイル１１１と、第１の規制部材４１６と、第２の規制部材４１７とからなる。第１の移動部は、移動レンズ枠４０４と、第１のコイル１１０とからなる。第２の移動部は、第３のコイル４１９と、第３の規制部材４１８とからなる。また、移動レンズ枠４０４は、被駆動部材である撮影レンズ系２を保持する。
【０１１２】
なお、実施の形態４において、実施の形態１と同一の符号を付した構成は同一の構成であることを表し、説明を省略する。また、実施の形態４に係るレンズ駆動装置４００は、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と概略等しい動作を行うので、以下の説明では、実施の形態４に係るレンズ駆動装置４００の特徴的な部分のみ説明を行う。レンズ駆動装置４００は、永久磁石を持たず、すべてコイルにより磁束を生成する点に特徴を有する。
【０１１３】
レンズ駆動装置４００は、永久磁石を備えていないので、無通電状態で各ポジションに相当する位置に第１の移動部を静止保持することはできないが、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と同様に動作させることが可能である。
【０１１４】
すなわち、第１のコイル１１０と、第１の規制部材４１６の端面４１６ａとが当接しているとき、外部から第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第３のコイル４１９とへ電流を供給して通電し、第１のコイル１１０と第３のコイル４１９との間に磁気的な斥力、第２のコイル１１１と第３のコイル４１９との間に磁気的な引力又は斥力がそれぞれ作用するようにする。これらの磁気的な力により、第１のコイル１１０は、第１の規制部材４１６端面とが当接する位置に付勢保持される。この状態にあるとき、撮影レンズ系２は、第１のポジションに静止保持される。
【０１１５】
次に、第２のコイル１１１と第３のコイル４１９とを通電して互いに離反する方向に磁気的な斥力を生成させ、第３コイル４１９と接続されている第３の規制部材４１８の端面４１８ａと第１の規制部材４１６の端面４１６ｂとを当接させる。この状態で、第１のコイル１１０に供給する電流の極性を反転させ、第１のコイル１１０と第３のコイル４１９との間に磁気的な引力を発生させる。これにより、第１のコイル１１０が駆動され、第１の移動部は、移動する。第１の移動部は、第１のコイル１１０と第３のコイル４１９とが直接当接する位置で付勢される。この状態にあるとき、撮影レンズ系２は、第２のポジションに静止保持される。
【０１１６】
さらに、第１のコイル１１０と第３のコイル４１９とを通電して互いに吸引する方向に磁気的な引力を生成させた状態で、第２のコイル１１１に供給する電流の極性を反転させ、第２のコイル１１１と第３のコイル４１９との間に磁気的な引力を発生させる。これにより、第１のコイル１１０及び第３のコイル４１９とが駆動され、第１の移動部及び第２の移動部は、一体的に移動する。第２の移動部は、第３のコイル４１９の端面４１９ｂと第２のコイル１１１の端面１１１ａとが当接する位置で付勢される。この状態にあるとき、撮影レンズ系２は、第３のポジションに静止保持される。
【０１１７】
以上のように、実施の形態４に係るレンズ駆動装置は、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第３のコイル４１９との間相互に作用する磁気的な力を適宜調整可能であるため、直線上に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間で、レンズ素子を精度よく駆動することが可能である。また、実施の形態４に係るレンズ駆動装置は、すべてのポジションが、機械的な位置決めによって決定されるため、従来のレンズ駆動装置と比較して位置決め精度が高く、ポジションの配置の設計自由度が大きい。
【０１１８】
また、実施の形態４に係るレンズ駆動装置は、コイルなどの安価な部材のみで構成できるため、低コストなレンズ駆動装置を提供することができる。また、実施の形態１に係るレンズ駆動装置は、ばね等の機械的な付勢部材を含まないので、駆動効率がよく消費電力が小さいレンズ駆動装置を実現することができる。
【０１１９】
特に、実施の形態４に係るレンズ駆動装置は、磁気回路をコイルのみで構成し、コイルが移動方向に沿って一直線に配列されているため、光軸方向及び光軸に直交する両方向の大きさを小さくすることができる。
【０１２０】
なお、実施の形態４に係るレンズ駆動装置において、第１乃至第３のコイルの内のいずれか一つを永久磁石に置き換えてもよい。この場合も同様の作用を呈する。
【０１２１】
（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５に係るレンズ駆動装置の片側の側断面図である。図中、一点鎖線は、撮影レンズ系２の光軸を示す。実施の形態５に係るレンズ駆動装置５００は、撮影レンズ系２の光軸に関して回転対称の構成を備えている。レンズ駆動装置５００は、全体として、撮影レンズ系２の光軸を中心軸とする円柱状である。
【０１２２】
レンズ駆動装置５００は、概略、固定部と、第１の移動部と、第２の移動部と、第３の移動部とからなり、固定部の内部に形成された空間内を、第１の移動部と第２の移動部と第３の移動部とがそれぞれ撮影レンズ系２の光軸方向に移動可能な構造を有している。固定部は、第１の規制部材５１６と、第２の規制部材５１７と、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第３のコイル５２１と、第１の磁性部材１１２と、第２の磁性部材１１３と、第５の磁性部材５２２と、第５の規制部材５２０とからなる。
【０１２３】
第３のコイル５２１は、第１のコイル１１０と同様に、第５の磁性部材５２２の内部に形成される。第３のコイル５２１は、第２の磁性部材１１３に接続された第５の規制部材５２０により固定部に対して固定される。
【０１２４】
第１の移動部は、移動レンズ枠５０４と、第１の永久磁石１０８と、第３の磁性部材１１４とからなる。第２の移動部は、第３の永久磁石５０９と、第４の規制部材５１８と、第６の磁性部材５１５とからなる。第３の移動部は、第２の永久磁石１０９と、第３の規制部材１１８と、第４の磁性部材１１５とからなる。移動レンズ枠４０４は、被駆動部材である撮影レンズ系２を保持する。
【０１２５】
なお、実施の形態５において、実施の形態１と同一の符号を付した構成は同一の構成であることを表し、説明を省略する。また、実施の形態５に係るレンズ駆動装置５００は、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と概略等しい動作を行うので、以下の説明では、実施の形態５に係るレンズ駆動装置５００の特徴的な部分のみ説明を行う。
【０１２６】
実施の形態５に係るレンズ駆動装置５００は、第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１００の一部を変更し、直線上に離散的に配置された第１乃至第４のポジションの間で、レンズ素子を駆動する。
【０１２７】
レンズ駆動装置５００において、第１の永久磁石１０８の端面１０８ａと第１の規制部材５１６の端面５１６ａとが当接している場合、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００で説明したように、第１の永久磁石１０８は、無通電状態で静止保持される。このとき、撮影レンズ系２は、第１のポジションに静止保持される。
【０１２８】
ここで、第３の永久磁石５０９と第６の磁性部材５１５との磁束の構成により、第３の永久磁石５０９は、第１の永久磁石１０８に対向する方向に付勢される。この結果、第２の移動部は、第３の永久磁石５０９と一体的に接続されている第４の規制部材５１８の端面５１８ａと第１の規制部材５１６の端面５１６ｂとが当接する状態で静止保持される。このとき、外部から第１のコイル１１０に電流を供給して通電し、第１のコイル１１０と第１の永久磁石１０８との間に磁気的な斥力が作用するようにする。通電した結果、第１の永久磁石１０８は、第３の磁性部材１１４と第６の磁性部材５１５とが対向する側で当接するまで駆動される。第３の磁性部材１１４と第６の磁性部材５１５とが当接した後、第１のコイル１１０への電流の供給を終了しても、第１の永久磁石１０８と第３の永久磁石５０９との間に作用する磁気的な引力により静止保持される。このとき、撮影レンズ系２は、第２のポジションに静止保持される。
【０１２９】
ここで、第２の永久磁石１０９と第４の磁性部材１１５との磁束の構成により、第２の永久磁石１０９は、第３の永久磁石５０９に対向する方向に付勢されている。この結果、第３の移動部は、第２の永久磁石１０９と一体的に接続されている第２の規制部材１１８の端面１１８ａと第１の規制部材５１６の端面５１６ｃとが当接する状態で静止保持される。このとき、外部から第３のコイル５２１に電流を供給して通電し、第３のコイル５２１と第３の永久磁石５０９との間に磁気的な引力が作用するようにする。通電した結果、したがって、第３の永久磁石５０９は、移動レンズ枠５０４とともに、第４の磁性部材１１５と第６の磁性部材５１５とが対向する側で当接するまで駆動される。第４の磁性部材１１５と第６の磁性部材５１５とが当接した後、第３のコイル５２１への電流の供給を終了しても、第２の永久磁石１０９と第３の永久磁石５０９との間に作用する磁気的な引力により静止保持される。このとき、撮影レンズ系２は、第３のポジションに静止保持される。
【０１３０】
さらに、外部から第２のコイル１１１に電流を供給して通電し、第２のコイル１１１と第２の永久磁石１０９との間に磁気的な引力が作用するようにする。第２の永久磁石１０９は、第２の規制部材５１７の端面と第２の規制部材１１８とが対向する側で当接するまで駆動される。このとき、第１の永久磁石１０８と、第２の永久磁石１０９と、第３の永久磁石５０９との間に作用する磁気的な引力により、第２の永久磁石１０９は、移動レンズ枠５０４とともに、駆動される。第２の規制部材５１７の端面５１７ａと第２の規制部材１１８の端面１１８ｂとが当接した状態で、第２のコイル１０９への電流の供給を終了しても、第１の永久磁石１０８と、第２の永久磁石１０９と、第３の永久磁石５０９との間相互に作用する磁気的な引力により静止保持される。このとき、撮影レンズ系２は、第４のポジションに静止保持される。
【０１３１】
以上説明したように、実施の形態５に係るレンズ駆動装置は、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第３のコイル５２１と、第１の永久磁石１０８と、第２の永久磁石１０９と、第３の永久磁石５０９との間相互に作用する磁気的な力を適宜調整可能であるため、直線上に離散的に配置された第１乃至第４のポジションの間で、レンズ素子を精度よく駆動することが可能である。実施の形態５を応用して、さらに直線上に離散的に配置される４個以上のポジションを持つ駆動装置を構成してもよい。
【０１３２】
（実施の形態６）
図９は、本発明の実施の形態６に係る駆動装置の片側の側断面図である。図中、一点鎖線は、被駆動部材の移動方向に沿った対称軸を示す。実施の形態６に係る駆動装置６００は、この対称軸に関して回転対称の構成を備えている。駆動装置６００は、全体として対称軸を中心軸とする円柱状である。
【０１３３】
駆動装置６００は、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と比較して、移動レンズ枠１０４の代わりに、プランジャー６０４が設けられている点のみ相違し、他はすべて同一である。駆動装置６００の動作は、レンズ駆動装置１００の動作と同一であるので、説明を省略する。
【０１３４】
駆動装置６００は、第１のコイル１１０と、第２のコイル１１１と、第１の永久磁石１０８と、第２の永久磁石１０９との間相互に作用する磁気的な力を適宜調整可能であるため、直線上に離散的に配置された第１乃至第３のポジションの間で、プランジャー６０４を精度よく駆動することが可能である。特に、駆動装置は、すべてのポジションが、機械的な位置決めによって決定されるため、従来の駆動装置と比較して位置決め精度が高く、ポジションの配置の設計自由度が大きい。
【０１３５】
また、実施の形態６に係る駆動装置は、永久磁石やコイルなどの安価な部材のみで構成できるため、低コストな駆動装置を提供することができる。また、実施の形態６に係る駆動装置は、ばね等の機械的な付勢部材を含まないので、駆動効率がよく消費電力が小さい駆動装置を実現することができる。
【０１３６】
また、実施の形態６に係る駆動装置は、第１及び第２の永久磁石を含むため、第１及び第２のコイルへの通電を終了しても、各ポジションに第１の移動部を静止保持することができる。したがって、実施の形態６に係る駆動装置は、無通電状態でプランジャーを各ポジションに静止保持することが可能になり、駆動する際に必要な電力のみで駆動装置を動作させることができる。
【０１３７】
なお、実施の形態６では、実施の形態１の構成を適用した駆動装置であったが、これに限られない。実施の形態２乃至５で説明した構成を適用した駆動装置でもよい。
【０１３８】
（撮像装置の実施の形態）
図１０は、本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置を適用した撮像装置の制御ブロック図である。撮像装置は、実施の形態１に係るレンズ駆動装置１００と、撮影レンズ系２と、撮像素子３と、制御部１００１と、第１のコイル駆動部１００３と、第２のコイル駆動部１００４と、フォーカス変更指示部１００２と含んでいる。制御部１００１は、第１のコイル駆動部１００３と、第２のコイル駆動部１００４とへ信号を送信可能である。また、制御部１００１は、フォーカス変更指示部１００２から、信号を受信可能である。
【０１３９】
フォーカス変更指示部１００２は、被写体の物体距離が変化したこと等に対応して、撮像装置に含まれる撮影レンズ系２と、撮像素子３との間の間隔を変化させるための指示を制御部１００１へ送信する。フォーカス変更指示部１００２は、例えば撮像装置を操作するユーザによる操作部材の操作に基づく信号に対応する。
【０１４０】
制御部１００１は、フォーカス変更指示部１００２からの信号を受信し、駆動すべきコイルを選択して、選択されたコイルに対応する第１のコイル駆動部１００３あるいは第２のコイル駆動部１００４へ制御信号を送信する。
【０１４１】
制御部１００１からの信号を受信した第１のコイル駆動部１００３あるいは第２のコイル駆動部１００４は、接続されるコイルに電流を供給する。
【０１４２】
以上の構成により、撮像装置の撮影レンズ系の物体距離を調整することができる。実施の形態に係る撮像装置は、第１乃至第３のポジションを、それぞれ、物体距離が無限遠方に位置する場合、物体距離が数十ｃｍから１ｍ程度である場合、物体距離が１０ｃｍ程度である場合にそれぞれ対応させている。この構成により、実施の形態に係る撮像装置は、常用される、接写状態と、スナップや自分撮りなどの人物撮影状態と、風景撮影状態とに合焦することができる。
【０１４３】
なお、実施の形態に係る撮像装置は、レンズ駆動装置を焦点合わせのためのレンズ素子の駆動に適用したが、これに限られない。例えば、撮影レンズ系に含まれる一部のレンズ素子群を実施の形態に係るレンズ駆動装置により駆動して、他のレンズ素子との相対的な間隔を変化させ、撮影レンズ系の焦点距離を離散的に変化させてもよい。この構成により、３個のポジションでの焦点距離の切り替えが可能な撮像装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオムービー、携帯電話機器、ＰＤＡ等に適用される撮像装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明に係るレンズ駆動装置を適用した撮像装置において、撮影レンズ系及び撮像素子と、被写体との関係を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置の片側の側断面図
【図３】本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置の上面図
【図４】本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置の磁気回路の構成図
【図５】本発明の実施の形態２に係るレンズ駆動装置の片側の側断面図
【図６】本発明の実施の形態３に係るレンズ駆動装置の片側の側断面図
【図７】本発明の実施の形態４に係るレンズ駆動装置の片側の側断面図
【図８】本発明の実施の形態５に係るレンズ駆動装置の片側の側断面図
【図９】本発明の実施の形態６に係るレンズ駆動装置の片側の側断面図
【図１０】本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置を適用した撮像装置の制御ブロック図
【図１１】従来のレンズ駆動装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
【０１４６】
１  被写体
２  撮影レンズ系
３  撮像素子
１００  レンズ駆動装置
１０４  移動レンズ枠
１０５〜１０７  レンズ素子
１０８  第１の永久磁石
１０９  第２の永久磁石
１１０  第１のコイル
１１１  第２のコイル
１１２  第１の磁性部材
１１３  第２の磁性部材
１１４  第３の磁性部材
１１５  第４の磁性部材
１１６  第１の規制部材
１１７  第２の規制部材
１１８  第３の規制部材
１１９〜１２５  間隙
１２６〜１３３  磁束
２０４  移動レンズ枠
２０８  第１の永久磁石
２０９  第２の永久磁石
２１６  第１の規制部材
２１７  第２の規制部材
２１８  第３の規制部材
３０４  移動レンズ枠
３０８  第１の永久磁石
３０９  第２の永久磁石
３１２  第１の磁性部材
３１３  第２の磁性部材
３１６  第１の規制部材
３１７  第２の規制部材
３１８  第３の規制部材
４０４  移動レンズ枠
４１６  第１の規制部材
４１７  第２の規制部材
４１８  第３の規制部材
４１９  第３のコイル
５０４  移動レンズ枠
５０９  第３の永久磁石
５１５  第６の磁性部材
５１６  第１の規制部材
５１７  第２の規制部材
５１８  第４の規制部材
５２０  第５の規制部材
５２１  第３のコイル
５２２  第５の磁性部材
６０４  プランジャー
１００１  制御部
１００２  フォーカス変更指示部
１００３  第１のコイル駆動部
１００４  第２のコイル駆動部
【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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