(57)【要約】【課題】  小型化及び薄型化に適したアイリス装置やシャッター装置を提供し、部品点数及びコストを削減する。【解決手段】  撮像装置１において、撮像光学系を構成するレンズ鏡筒２に、アイリス又はシャッターを構成する可動部材６の移動機構及びその駆動部７を内蔵させる。駆動部７を撮像光学系の光軸ＯＬに近接して配置させるとともに、駆動モータとして面対向型構成を採用し、回動アーム等を用いることなく、駆動モータから可動部材６に動力を直接伝達する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系を構成するレンズ鏡筒と、アイリス又はシャッターを構成する可動部材を移動させる機構及び該機構の駆動部を備えた撮像装置において、
上記レンズ鏡筒内に上記機構及び駆動部が組み込まれるとともに、上記撮像光学系の光軸に近接して位置される上記駆動部が面対向型構成のモータを備え、該モータから上記可動部材に動力を直接伝達して該可動部材を移動させる
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載した撮像装置において、
上記モータのロータの回転中心軸が上記撮像光学系の光軸に一致し又はほぼ一致するように該モータが上記レンズ鏡筒に取り付けられている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載した撮像装置において、
上記レンズ鏡筒に設けられた支持軸に対して、上記ロータの軸受が取り付けられており、該支持軸の中心孔内に上記撮像光学系の光軸が設定されている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載した撮像装置において、
上記モータのロータには、上記可動部材に係合される作用部が一体に形成されている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載した撮像装置において、
上記モータのロータに係る位置又は位相の検出手段としてホール素子を用いた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１に記載した撮像装置において、
上記撮像光学系の光軸を遮らないように、上記モータのロータ又はステータに切欠部を形成し、該光軸から離れた位置に上記ロータの回転中心軸を規定した
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１に記載した撮像装置において、
上記モータのロータが、マグネット又はコイル、ヨーク、軸受を備え、該モータのステータが、界磁部及びヨークを備えており、
上記ロータの駆動時のみ上記コイル又は界磁部に通電する
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、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置への適用において、アイリス機構若しくはシャッター機構及び該機構の駆動部をレンズ鏡筒に内蔵させて装置の小型化や薄型化を実現するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置のレンズ鏡筒には、フォーカス制御やズーミングのために可動レンズを駆動する機構と、光量調節用のアイリス機構及びその駆動部を備えたものが知られている。
【０００３】
撮像光学系の光軸に対して直交する面内において絞り羽根を移動させるアイリス駆動部を設けた装置（例えば、特許文献１参照。）では、駆動源（モータ）の出力軸に直結された回動アームの回動力を、各絞り羽根の並進移動力に変換して伝達させる機構を備えている。例えば、駆動モータはその出力軸に沿う方向からみた場合に、円形状又は小判状をなしており、該出力軸には樹脂材料等で形成された回動アームが圧入されている。そして、回動アームの端部にそれぞれ形成された駆動ピンが絞り羽根に形成された各係合長孔に係合されて駆動される。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２５７１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の構成では部品点数やコスト面、小型化及び薄型化の点で問題がある。
【０００６】
例えば、モータの出力軸に回動アーム等の部材を圧入して絞り羽根に連結させる機構の場合、該部材の付設によって部品点数が増え、組立作業性やコスト面で不利になる。また、レンズ系の光路（あるいは光軸）に対して、アイリス駆動部（動力部分）を近づけることが困難であり、このことがレンズ鏡筒の小型化等を阻害する要因となっている。
【０００７】
尚、アイリス機構を変えずに動力部分だけを小型化する方法も可能であるが、小型モータの採用にも一定の限界があり（例えば、外形寸法φ６ｍｍ程度）、また小型化に伴って発生トルクの減少を余儀なくされてしまう。その結果、例えば、アイリス機構を高速シャッターに兼用しようとする場合において、シャッタースピードに限界が生じてしまう（例えば、１／５００秒程度）。
【０００８】
さらには、動力部分をレンズ鏡筒の外側面部に配置させる必要が生じた場合には、他の部品（ズームモータ等）との位置的干渉やレンズ設計上の阻害要因となり、小型化に支障を来す虞が生じる。
【０００９】
そこで、本発明は、撮像装置において小型化及び薄型化に適したアイリス又はシャッター装置を提供するとともに、部品点数及びコストの削減等を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記した課題を解決するために、下記に示す構成を備えたものである。
【００１１】
・アイリス又はシャッターを構成する可動部材を移動させる機構及び該機構の駆動部を、レンズ鏡筒内に組み込んだこと。
【００１２】
・撮像光学系の光軸に近接して位置される上記駆動部が面対向型構成のモータを備えており、該モータから上記可動部材に動力を直接伝達して該可動部材を移動させる構成を有していること。
【００１３】
従って、本発明では、駆動源の出力を可動部材に伝えるための中継部材（回動アーム等）を必要とせず、また、駆動源として面対向型構成のモータを用いることで、光軸方向における機構部の薄型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アイリス又はシャッター機構について部品点数及びコストを削減することができ、駆動機構を簡単化し、該機構を具備したレンズ鏡筒延いては撮像装置の小型化及び薄型化を実現できる。そして、駆動モータから可動部材に動力を直接伝達して該部材を高速に移動させることができる。
【００１５】
駆動モータのロータの回転中心軸が撮像光学系の光軸に一致し又はほぼ一致するようにした構成形態では、撮像光学系の光軸に対してその周囲にモータを配置することができるので、駆動部を光軸に極力接近させたい場合に有効である。例えば、レンズ鏡筒に設けられた支持軸に対して、モータのロータを支持する軸受を取り付け、該支持軸の中心孔内に撮像光学系の光軸を設定する形態をとると、中心孔を有する支持軸に対してモータを簡単に取り付けることができる。
【００１６】
また、別の適用形態として、撮像光学系の光軸を遮らないように、モータのロータやステータに切欠部を形成し、光軸から距離をおいた位置にロータの回転中心軸を規定する構成を用いる場合には、切欠部の形成により切除された範囲内に撮像光学系の光軸を設定することにより、撮像光学系の光軸を避けてモータを配置することができるので設計自由度が高い。
【００１７】
可動部材に係合されて該部材を動かすための作用部を、モータのロータに一体に形成した形態によれば、該作用部をロータと一体化することで部品点数及び組立工数を削減できる。
【００１８】
さらには、モータのロータがマグネット又はコイル、ヨーク、軸受を備え、ステータが界磁部及びヨークを備えた構成形態において、ロータの駆動時のみコイル又は界磁部に通電する場合には、ロータを動かしたいときだけ通電すれば良いので省電力化に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、レンズ鏡筒にアイリス機構又はシャッター機構を備えた撮像装置において、該機構の駆動部を撮像光学系の光軸付近に配置させるとともに、構成の簡素化、小型化及び薄型化を目的とし、例えば、下記に示す事項を提供するものである。
【００２０】
・レンズ鏡筒内にアイリス機構又はシャッター機構とその駆動部が組み込まれた構成形態において、該駆動部を撮像光学系の光軸に近接して位置させることができるようにすると。
【００２１】
・回動アーム等の中継部材を用いることなく、アイリス機構又はシャッター機構を構成する可動部材（絞り羽根等）を直接的に駆動することで、駆動機構を簡素化し、部品点数を削減すること。
【００２２】
・アイリス機構をシャッター機構と兼用する構成形態において、高速なシャッタースピードでの撮影が可能な撮像装置を実現すること。
【００２３】
尚、本発明に係る撮像装置については、ビデオカメラやスチルカメラあるいは動画撮影及び静止画撮影の両機能をもったカメラ等への適用が可能である。
【００２４】
図１は、本発明に係る撮像装置の基本構成について説明するための概略図である。
【００２５】
撮像装置１において、撮像光学系を構成するレンズ鏡筒２には、レンズ又はレンズ群３（図には単レンズで簡略化して示す。）と、固体撮像素子等の撮像手段４が設けられており、アイリス機構又はシャッター機構、あるいは両方の機能を兼用する機構５が設けられている。
【００２６】
機構５を構成する可動部材６は、撮像光学系の光軸「ＯＬ」に近接して位置される駆動部７によって移動される。例えば、ロータとステータとが面的に対向された面対向型構成のモータを備えた構成形態において、モータから可動部材６への動力が、アーム等の中間部材を介することなく直接伝達される。
【００２７】
本例では、被写体からのレンズを通った光が、絞り羽根やシャッター部材に相当する一対の可動部材６、６で形成される開口を通して、撮像手段４に入射される。尚、光量調整や遮光時には、各可動部材が光軸ＯＬに直交する面内で並進移動されるが、本発明の適用において、可動部材の枚数や形状等の如何は問わないので、１枚又は複数の可動部材を用いた各種形態での実施が可能である。
【００２８】
駆動部７を構成するモータとしては、発生トルクを十分に確保すること及びシャッタースピードの高速化への対応等を考慮した場合に、例えば、後述するようなボイスコイル型が好ましいが、必要に応じてリニアモータ等を用いることも可能である。
【００２９】
また、レンズ鏡筒２に内蔵される駆動部７について、これを光軸ＯＬに近づけたい場合には、駆動部７の外形範囲内を光軸ＯＬが通るようにすることが好ましいが、モータ等が光軸ＯＬを遮らないように配置することが必要であり、例えば、下記に示す構成形態が挙げられる。
【００３０】
（Ｉ）駆動部７に逃げ穴（光通過孔）を設ける形態
（ＩＩ）駆動部７に切欠部を形成する形態。
【００３１】
先ず、（Ｉ）では、駆動部７の逃げ穴に光軸ＯＬを通すことで、モータを構成するロータの回転中心軸が光軸ＯＬに一致し又はほぼ一致するように構成する。
【００３２】
また、（ＩＩ）では、モータのロータやステータに切欠部を形成して光軸ＯＬを通す。つまり、この場合には、切欠部がないものと仮想したモータにおいて、その外径内や外半径内の範囲を光軸ＯＬが通るように設定でき、該光軸から距離をおいた位置にロータの回転中心軸が規定される。
【００３３】
形態（Ｉ）では、光軸ＯＬに対してモータ位置を最も近づけることが可能であり、また、形態（ＩＩ）では、光軸ＯＬに対してモータ位置の設計自由度が高いといった利点がある（尚、各形態の具体的構成については後で詳述する。）。
【００３４】
図２は、本発明に係る撮像装置の構成例について、ビデオカメラレコーダ等に用いられるレンズ鏡筒８を制御処理の要部と併せて示したものである。
【００３５】
レンズ鏡筒８において、被写体側から、対物レンズ９、変倍レンズ１０、レンズ１１、アイリス装置１２、フィルタ１３、フォーカスレンズ１４、固体撮像素子１５が配置されている。
【００３６】
複数本のガイドバー１６や１７はレンズ鏡筒８の光軸ＯＬに対して平行に配置及び固定されている。変倍レンズ１０のホルダ１８がガイドバー１６、１６に沿って光軸方向に摺動自在な状態で支持されており、駆動部１９の駆動力がホルダ１８に伝達されてその位置決めが行われる。また、フォーカスレンズ１４のホルダ２０はガイドバー１７、１７に沿って光軸方向に摺動自在な状態で支持されており、駆動部２１の駆動力が伝達されてその位置決めが行われる。
【００３７】
アイリス装置１２は、例えば、対をなす羽根を有しており、それらを駆動することにより、入射光量の調整機能及びシャッター機能を兼用している（後者については、例えば、１／１０００秒以下のシャッタースピードの実現が可能である。）。また、アイリス装置１２はレンズ鏡筒８の外側面に張り出すことなく、レンズ鏡筒８の内部に組み込まれるため、他の部品との干渉の問題に煩わされることがなく、小型化やコンパクト化に好適である。
【００３８】
尚、アイリス装置１２の駆動源であるモータについては、下記に示す構成形態が挙げられる。
【００３９】
・ロータにマグネットを設け、ステータにコイルを設けた可動マグネット型構成
・ロータにコイルを設け、ステータにマグネットを設けた可動コイル型構成。
【００４０】
固体撮像素子１５によって得られる画像出力は、画像処理部２２に送出されて所定の処理を受ける。画像処理部２２は、制御等に必要な情報を演算処理部２３に送出したり、撮影画像をビユーファインダやモニター等に送って表示させ、あるいはユーザの操作指示に従って画像情報等を記録媒体に記録させる。尚、マイクロコンピュータ等を用いた演算処理部２３は、制御部２４に制御指令を送出し、該制御部２４からアイリス装置１２や、駆動部１９、２１等に制御信号が供給されることによって各部が制御される。
【００４１】
図３乃至図１０は、アイリス装置１２の構成について、上記形態（Ｉ）の一例を示したものである。
【００４２】
図３は撮像光学系の光軸を含む面で切断した要部の断面図であり、図４は光軸方向からみた可動部材（２枚羽根）を含む機構部を示している。
【００４３】
一対の羽根２５、２６を移動させる機構２７の駆動部２８は、モータ２９を用いて構成され、本例では、ロータ３０にマグネット３１を設けている。
【００４４】
ロータ３０において、鉄等の磁性材料で円板状に形成されたヨーク（ロータヨーク）３２は、スリーブ状をした軸受３３に支持されている。つまり、ヨーク３２は、その中心円孔３２ａに軸受３３の一端部３３ａが挿合された状態で該軸受に固定されている。
【００４５】
軸受３３は、レンズ鏡筒の一部をなす支持軸（固定軸）３４に外挿されて回転自在な状態で支持されている。尚、本例では、支持軸３４として中心孔３４ａを有する円筒軸が用いられ、その中心軸が撮像光学系の光軸ＯＬに一致し又はほぼ一致するように規定される。また、支持軸３４はレンズ鏡筒の筐体と同じ材料（例えば、ガラス入りポリカーボネート等）で形成され、該支持軸３４の外周面に挿合される軸受３３については、摩擦係数を小さくするために、カーボン含有の樹脂材料、例えば、カーボンファイバー入りポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を用いることが好ましい。
【００４６】
マグネット３１としては、プラスティックマグネットの使用が好ましく、ヨーク３２及び軸受３３をマグネットと一体化することができる。つまり、マグネット３１の金型に対して、ヨーク３２や軸受３３のインサート工程後に、マグネット材料を射出成形すれば良い。尚、プラスティックマグネットの材料としては、例えば、直鎖脂肪族ポリアミド（ナイロン）等の樹脂を基材として、フェライト又はネオジウム又はサマリウム／鉄等の磁性体を用いた例が挙げられる。
【００４７】
ロータ３０には、羽根２５、２６にそれぞれ係合されてそれらを駆動させるための作用部３５が設けられ、本例では、円柱状をした一対の駆動ピン３５Ａ、３５Ｂがマグネット３１と一体に形成されている。これらの駆動ピンについては、別の部材として形成してヨーク３２にカシメ等の固定方法で取り付ける構成でも良いが、マグネット３１が射出成形で形成されることを考慮した場合、部品点数や作業工数を削減するために作用部３５をロータ３０と一体化することが好ましい。
【００４８】
駆動ピン３５Ａ、３５Ｂは何れも光軸（あるいはロータの回転中心軸）に対して平行な方向に延び、該光軸を挟んで互いに反対側に位置されている。例えば、その一方３５Ａが光軸寄りの位置に設けられ、他方の３５Ｂがロータ３０の外周縁寄りの位置に設けられており、それらは後述する羽根２５、２６にそれぞれ形成された長孔に係合される。
【００４９】
ステータ３６は界磁部３７を備えており、本例では円板状のマグネット３１に対向するコイル基板３８がヨーク（ステータヨーク）３９上に設けられている。つまり、本例では可動マグネットに対して固定コイルを用いた構成とされるが、これに限らず、両者の関係を逆にして可動コイルに対して固定マグネットを用いた構成でも構わない。
【００５０】
磁性材料で形成された円板状のヨーク３９は、その中心円孔３９ａが形成された部分が支持軸３４に外嵌された状態で固定されている。
【００５１】
マグネット３１に対向して配置されるコイル基板３８と、ヨーク３９との間には、コイルへの給電等のために、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）４０が設けられている。該基板４０上の所定位置には、ロータ３０の位置（回転位相）の検出手段としてホール素子４１（図４参照）がマウントされているが、該ホール素子についてはコイル基板３８に実装しても構わない。
【００５２】
羽根２５、２６は、ステータ３６を挟んでマグネット３１とは反対側に配置されるため、コイル基板３８やヨーク３９には円弧状をした長孔４２、４２が形成されており、上記駆動ピン３５Ａ、３５Ｂがそれぞれに挿通されている（つまり、これらの長孔は各駆動ピンの可動範囲を避けるための逃げ穴である。）。また、ステータ３６には、各羽根の位置決め用として該羽根の長孔（案内用孔）に係合される支持ピン４３、４３が、光軸を挟んで互いに反対側に設けられている。
【００５３】
支持軸３４の中心孔３４ａを通過する光については、図４に示すように、樹脂フィルム等を用いた羽根２５、２６による開口４４の大きさによって光量調整が行われる。
【００５４】
図５に示す羽根２５において、ほぼコ字状をなした主部４５には、その一側縁（図の下端）から中央部にかけてほぼ半円状の切欠４６が形成されている。該切欠の両側には２つの平行に延びる案内用長孔４７、４７が、切欠４６を挟んで図の上下方向に沿って形成されており、上記した支持ピン４３、４３がそれぞれに挿通される。
【００５５】
そして、主部４５の一部として、図の右端に突設された係合部４８には、上記駆動ピン３５Ａが係合される係合長孔４８ａが形成されている。尚、この係合長孔４８ａは上記長孔４７の形成方向とは直交する方向に延びている。
【００５６】
このように、羽根２５は案内用長孔４７、４７の形成方向に沿って移動可能な状態で支持されるので、モータ２９の回動力が駆動ピン３５Ａを介して係合部４８に伝達された場合に、羽根２５を図の上下方向に並進移動させる力に変換される。
【００５７】
他方、羽根２６においては、ほぼコ字状をなした主部４９の一側縁（図の上端）から中央部にかけてほぼ半円状の切欠５０が形成されている。この切欠５０は上記切欠４６とともに開口４４を形成する。
【００５８】
切欠５０の両側には２つの平行に延びる案内用長孔５１、５１が図の上下方向に沿って形成されており、上記した支持ピン４３、４３がそれぞれに挿通される。
【００５９】
そして、主部４９の一部として、図の左端に突設された係合部５２には、上記駆動ピン３５Ｂが係合される係合長孔５２ａが形成されている。尚、この係合長孔５２ａは上記長孔５１の形成方向とは直交する方向に延びている。
【００６０】
このように、羽根２６は案内用長孔５１、５１の形成方向に沿って移動可能な状態で支持されているので、モータ２９の回動力が駆動ピン３５Ｂを介して係合部５２に伝達された場合に、羽根２６を図の上下方向に並進移動させる力に変換される。
【００６１】
次に、モータ２９の構成例について、図６乃至図９に従って説明する。
【００６２】
図６は、マグネット３１及びコイル基板３８を取り出して示したものであり、両者の位相（回転位相）関係を概略的に例示したものである。
【００６３】
本例では、円板状のマグネット３１が４極に着磁されており、その中心部に形成された円孔３１ａの中心を通る軸「ＣＬ」回りの円周方向に沿って、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁されている。尚、図中に示す「ＮＬ１」、「ＮＬ２」は磁気的なニュートラルライン（中性軸）を示しており、両者は互いに直交するとともに、軸ＣＬに対してそれぞれ直交している。つまり、４つの各着磁領域（磁極部）５３＿１乃至４は、軸ＣＬを中心とする中心角９０度の扇状領域に区分けされている。
【００６４】
コイル基板３８上には、その円孔３８ａの中心を通る軸ＣＬの回りに、中心角がほぼ９０度とされる、４つの扇形の配線部５４＿１乃至４が配置されている。但し、各配線部は上記着磁領域５３＿１乃至４の各々に対応する位相関係ではなく、軸ＣＬの回りに所定の角度（本例では４５度）のずれをもって配置されている。つまり、マグネット３１が回転される前の静止状態（位相基準状態）では、コイル基板３８の面上において、上記ニュートラルラインＮＬ１に対応する軸「ｍ１」が、円孔３８ａの中心を通って軸ＣＬに直交する方向に延びるとともに扇形の配線部５４＿２及び５４＿４の円周方向における中心部を通る。そして、コイル基板３８の面上において、上記ニュートラルラインＮＬ２に対応する軸「ｍ２」は、円孔３８ａの中心を通って軸ＣＬに直交する方向であって、かつ軸ｍ１とは直交する方向に延び、扇形の配線部５４＿１及び５４＿３の円周方向における中心部を通る。
【００６５】
このように、マグネット３１の各磁極については、隣接する２つの配線部が必ず対向するように配置されている（つまり、各磁極が隣り合う配線部に跨がるようにオーバーラップした位相関係とされる。）。
【００６６】
尚、本例では極数及び配線部数をそれぞれ４つとしたが、本発明の適用においては、これに限らず、例えば、ロータの回転角度が小さい場合に、極数やコイル数を適宜に増やしても良いことは勿論である。
【００６７】
図７は、多層構造をしたコイル基板について例示した分解斜視図である。
【００６８】
本例では、４層構成、即ち、円板状をした４つの配線パターン層ＰＬ１乃至ＰＬ４を積層しており、所謂ラミネートコイル（コイル導体に電気銅、補助構成材料にエポキシ樹脂等を用いた薄板状の積層コイル）として形成される。尚、このような構成は、線材を巻いて構成した巻線コイルを用いる場合に比べて、モータ軸方向の厚みを小さくすることができるので、光軸方向における薄型化に好適である。また、巻線コイルに比して低コスト化を図り、信頼性を向上させることが可能である。
【００６９】
各配線パターン層ＰＬ１乃至４には、それぞれ４つのコイルパターンが形成されており、各コイルパターン「ＰＬＸ＿ｊ」（Ｘ、ｊ＝１〜４）は上記配線部５４＿ｊを構成している。尚、自然数変数「ｊ」は、配線部の位置（位相）を区別するものである。また、自然数変数「Ｘ」は、図７の上方から下方にかけて増加する、積層位置の識別番号を示しており、添え字「ｊ」の値が同じコイルパターンの集合として、該添え字と同じ「ｊ」値をもつ配線部５４＿ｊが形成されることを示している。
【００７０】
また、図７において各コイルパターンの脇に示す矢印は、ある通電状態におけるコイル電流の向きを示している。
【００７１】
先ず、第一配線パターン層ＰＬ１上には、前記制御部２４を構成する回路（通電制御回路）からＦＰＣ基板４０を介して電気的に接続される接続用電極５５ａ、５５ｂが形成されている。そして、中心円孔５６の中心を通る軸ＣＬの回りに、コイルパターンＰＬ１＿ｊ（ｊ＝１〜４）が、図の反時計回り方向に沿って配置されており、軸ＣＬに沿う方向からみてＰＬ１＿１とＰＬ１＿３とが同じ巻回方向をもって形成され、該方向とは反対の巻回方向をもってＰＬ１＿２とＰＬ１＿４が形成されている。
【００７２】
図中に示す接続点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ９、Ｐ１０は、第二配線パターン層ＰＬ２や第三配線パターン層ＰＬ３上のパターンに接続される部分（例えば、スルーホール等による接続部）を示しており、下記に示す通りである。
【００７３】
・Ｐ１＝ＰＬ２上の点Ｑ０との接続点
・Ｐ２＝ＰＬ２＿３の点Ｐ３との接続点
・Ｐ５＝ＰＬ２＿２の点Ｐ４との接続点
・Ｐ６＝ＰＬ２＿１の点Ｐ７との接続点
・Ｐ９＝ＰＬ２＿４の点Ｐ８との接続点
・Ｐ１０＝ＰＬ２上の点Ｑ１１との接続点。
【００７４】
尚、点Ｐ１はＰＬ１の外周縁寄りを走るパターンを介して一方の接続用電極５５ａに接続され、点Ｐ１０が他方の接続用電極５５ｂに接続されている。
【００７５】
第二配線パターン層ＰＬ２上には、中心円孔５７の中心を通る軸ＣＬの回りに、コイルパターンＰＬ２＿ｊ（ｊ＝１〜４）が図の反時計回り方向に沿って配置されており、軸ＣＬに沿う方向からみてＰＬ２＿１とＰＬ２＿３とが同じ巻回方向をもって形成され、該方向とは反対の巻回方向をもってＰＬ２＿２とＰＬ２＿４が形成されている。
【００７６】
図中に示す接続点Ｐ３、Ｐ４、Ｐ７、Ｐ８は、第一配線パターン層ＰＬ１や第三配線パターン層ＰＬ３上のパターンに接続される部分を示しており、下記に示す通りである。
【００７７】
・Ｐ３＝ＰＬ１＿３の点Ｐ２との接続点
・Ｐ４＝ＰＬ１＿２の点Ｐ５との接続点
・Ｐ７＝ＰＬ１＿１の点Ｐ６との接続点
・Ｐ８＝ＰＬ１＿４の点Ｐ９との接続点。
【００７８】
また、接続点Ｑ０、Ｑ１１は下記の通りである。
・Ｑ０＝Ｐ１、Ｑ１（ＰＬ３参照）との接続点
・Ｑ１１＝Ｐ１０、Ｑ１０（ＰＬ３参照）との接続点。
【００７９】
第一及び第二配線パターン層において各コイルパターンは直列接続されており、このことは、下記のように、点Ｐ１からＰ２、Ｐ３、…へと順に接続点を追っていくことで確かめられる（図８参照。）。
【００８０】
・接続用電極５５ａ→Ｐ１→Ｐ２（ＰＬ１＿３）→Ｐ３（ＰＬ２＿３）→Ｐ４（ＰＬ２＿２）→Ｐ５（ＰＬ１＿２）→Ｐ６（ＰＬ１＿１）→Ｐ７（ＰＬ２＿１）→Ｐ８（ＰＬ２＿４）→Ｐ９（ＰＬ１＿４）→Ｐ１０→接続用電極５５ｂ。
【００８１】
図８において、上方に示す図は、第一及び第二配線パターン層に係る各コイルパターンの接続関係を模式的に示したものであり、見易さを考慮してＰＬ１を内側に、ＰＬ２を外側に配置している。
【００８２】
第三配線パターン層ＰＬ３には、その中心円孔５８の中心を通る軸ＣＬの回りに、コイルパターンＰＬ３＿ｊ（ｊ＝１〜４）が、図の反時計回り方向に沿って配置されており、軸ＣＬに沿う方向からみてＰＬ３＿１とＰＬ３＿３とが同じ巻回方向をもって形成され、該方向とは反対の巻回方向をもってＰＬ３＿２とＰＬ３＿４が形成されている。
【００８３】
図７中に示す接続点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ９、Ｑ１０は、第二配線パターン層ＰＬ２や第四配線パターン層ＰＬ４上のパターンに接続される部分を示しており、下記に示す通りである。
【００８４】
・Ｑ１＝点Ｑ０との接続点
・Ｑ２＝ＰＬ４＿３の点Ｑ３との接続点
・Ｑ５＝ＰＬ４＿２の点Ｑ４との接続点
・Ｑ６＝ＰＬ４＿１の点Ｑ７との接続点
・Ｑ９＝ＰＬ４＿４の点Ｑ８との接続点
・Ｑ１０＝点Ｑ１１との接続点。
【００８５】
第四配線パターン層ＰＬ４上には、中心円孔５９の中心を通る軸ＣＬの回りに、コイルパターンＰＬ４＿ｊ（ｊ＝１〜４）が図の反時計回り方向に沿って配置されており、軸ＣＬに沿う方向からみてＰＬ４＿１とＰＬ４＿３とが同じ巻回方向をもって形成され、該方向とは反対の巻回方向をもってＰＬ４＿２とＰＬ４＿４が形成されている。
【００８６】
図７中に示す接続点Ｑ３、Ｑ４、Ｑ７、Ｑ８は、第三配線パターン層ＰＬ３上のパターンに接続される部分を示しており、下記に示す通りである。
【００８７】
・Ｑ３＝ＰＬ３＿３の点Ｑ２との接続点
・Ｑ４＝ＰＬ３＿２の点Ｑ５との接続点
・Ｑ７＝ＰＬ３＿１の点Ｑ６との接続点
・Ｑ８＝ＰＬ３＿４の点Ｑ９との接続点。
【００８８】
第三及び第四配線パターン層において各コイルパターンは直列接続されており、このことは、下記のように、点Ｑ１からＱ２、Ｑ３、…へと順に接続点を追っていくことで確かめられる（図８参照。）。
【００８９】
・Ｑ１→Ｑ２（ＰＬ３＿３）→Ｑ３（ＰＬ４＿３）→Ｑ４（ＰＬ４＿２）→Ｑ５（ＰＬ３＿２）→Ｑ６（ＰＬ３＿１）→Ｑ７（ＰＬ４＿１）→Ｑ８（ＰＬ４＿４）→Ｑ９（ＰＬ３＿４）→Ｑ１０。
【００９０】
図８において、下方に示す図は、第三及び第四配線パターン層に係る各コイルパターンの接続関係を模式的に示したものであり、見易さを考慮してＰＬ３を内側に、ＰＬ４を外側に配置している。
【００９１】
点Ｐ１→Ｑ０→Ｑ１及びＰ１０→Ｑ１１→Ｑ１０の接続ラインに示すように、第一及び第二配線パターン層において直列接続されたコイルパターン群と、第三及び第四配線パターン層において直列接続されたコイルパターン群とが、並列に接続されることが分かる。尚、このような構成形態に限らず、各コイルパターン群を直列に接続した形態が可能であり、また、４層に限らず、２層又は６層以上の構造を採用しても構わない。
【００９２】
図９は、紙面に直交する軸ＣＬ（図示せず。）に沿う方向からみた場合の、マグネット３１の磁極配置と、コイル基板３８の各配線部との位相関係について説明するための図である。尚、マグネット３１については、ニュートラルラインＮＬ１、ＮＬ２によって区分される中心角９０度の各磁極領域を示しており、一方のＮ極が配線部５４＿１、５４＿４に対向し、他方のＮ極が配線部５４＿２、５４＿３に対向している。また、一方のＳ極が配線部５４＿１、５４＿２に対向し、他方のＳ極が配線部５４＿３、５４＿４に対向している（一つの配線部分に対しては、対をなす磁極（Ｎ、Ｓ）が常に対向した状態とされている。）。
【００９３】
各配線部５４＿１〜４において、ロータ３０の駆動に寄与するのはコイル基板３８の半径方向に沿って形成された配線パターン６０、６０、…であり、例えば、図の大円枠内に拡大して示すように、通電によって矢印「ｉ１」又は「ｉ２」の方向に電流を流すことで発生する電磁力によって、ロータ３０が、「Ｒ１」又は「Ｒ２」に示す回動方向に沿って所定の可動範囲（例えば、４０度）内で駆動される。つまり、Ｎ極に対向した隣接配線パターン６０、６０に実線矢印「ｉ１」に示す向きの電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って該配線パターンの形成方向に直交する方向の力が働き、矢印「Ｒ１」に示すように反時計回り方向にロータ３０が回転する。また、Ｎ極に対向した隣接配線パターン６０、６０に破線矢印「ｉ２」に示す逆向きの電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って該配線パターンの形成方向に直交する方向の力が働き、矢印「Ｒ２」に示すように時計回り方向にロータ３０が回転する。
【００９４】
尚、各配線部は、コイル基板３８の半径方向に延びる配線パターン６０、６０、…と、該パターンを繋いでいる円周方向の配線パターン６１、６１、…によって構成されている。そして、円周方向の両端に位置されて同じ配線部を構成する各配線パターン６０については、コイル基板３８の半径方向において各電流の向きが互いに反対向きとされるので、一方の端に位置する配線パターンにより発生される駆動力によって対向する磁極部が回動して、これが他方の端に位置する配線パターンにかかる位置にくると制動力（ブレーキ力）が発生し、可動範囲が制限される。
【００９５】
本例のような４極４コイルの構成において、ロータの可動角度範囲は９０度以下である。例えば、光軸回りの中心角９０度の各磁極部に対して、ロータが所定の可動範囲（４０度）とされるように、図示しない部材（ストッパー等）を用いた機構によって角度範囲が制限される。
【００９６】
次に、ロータの回動に伴う羽根の移動について説明する。
【００９７】
図４に示す羽根２５、２６に関して、（Ａ）図は開口状態を示し、（Ｂ）図は閉塞状態を示している。
【００９８】
ロータ３０の回動に伴って駆動ピン３５Ａ、３５Ｂが、図の反時計回り方向（矢印「ＣＣＷ」参照）に回動すると、羽根２５、２６が互いに離れる方向に移動され、開口面積が大きくなる。逆に、駆動ピン３５Ａ、３５Ｂが、図の時計回り方向（矢印「ＣＷ」参照）に回動すると、羽根２５、２６が互いに近づく方向に移動され、開口面積が小さくなる。
【００９９】
ロータ３０の位相検出用のホール素子４１は、マグネット３１に対向されるとともに、上記したロータの位相基準状態において、光軸方向からみてニュートラルラインＮＬ１（又はＮＬ２）上に位置される。つまり、この状態を基準としてロータマグネットの回転方向及び位置に応じた検出信号をホール素子４１が出力する。
【０１００】
図１０はホール素子の検出レベルを概略的に示したものであり、図中の水平線「Ｖ０」は位相基準状態での検出レベル（基準レベル）を示している。
【０１０１】
ロータ３０の回転方向が、例えば、第一の方向「ＣＷ」（図の時計回り方向）である場合には、ホール素子４１の検出レベルが「ｇａ」に示すように次第に小さくなって、Ｖ０を横切った後さらに検出レベルが小さくなる。また、ロータ３０の回転方向が第二の方向「ＣＣＷ」（図の反時計回り方向）である場合には、ホール素子４１の検出レベルが「ｇｂ」に示すようにＶ０未満の状態から次第に大きくなって、Ｖ０を横切った後、さらに検出レベルが大きくなる。このように、Ｖ０を境とした極性の変化に基いてロータの回転方向が分かり、また、Ｖ０を基準とした検出レベルの大きさからロータ位置を把握することができる。尚、ホール素子４１の検出信号は、前記制御部２４に送出されて処理され、この位相検出情報に基いて駆動部２８に送出される信号によってロータ３０の詳細な回動制御が行われる。
【０１０２】
上記したように、モータコイルに流す電流の通電方向に応じてロータの回転方向が規定されるため応答性が良く、これによって、アイリスをシャッターとして兼用することが可能となる。また、ロータを回動させない時には、通電を停止させることで低消費電力化を実現でき、例えば、バッテリ駆動式の装置において電池を長時間使用できる。これは、マグネット３１とヨーク（ステータヨーク）３９との間に働く吸引力により、軸受３３にかかるスラスト方向の力をヨーク３９で受ける構造とされているためである（ラジアル方向の力については軸受３３の支持軸３４で受ける構造とされる。）。また、耐衝撃性の面でも有利である。
【０１０３】
次に、前記形態（ＩＩ）の構成例について、図１１乃至図１４を用いて説明する。
【０１０４】
上記した形態（Ｉ）に係る構成例との相違点は、以下の通りである。
・モータの支持軸が撮像光学系の光軸からずれた位置に設定されていること
・モータのロータ及びステータの一部が切り欠かれて形成されていること（ロータについては、モータの支持軸を中心とする中心角（開き角）が１８０度とされ、ステータについては、モータの支持軸を中心とする中心角（開き角）が２７０度とされている。）
・ロータの可動範囲が６０度とされること
・ロータマグネットが３極着磁とされ、ステータコイルが３コイル部とされていること。
【０１０５】
尚、以下の説明において、上記した形態（Ｉ）に係る構成例に示した各部と機能的に同じ部分については、当該部分に付した符号と同じ符号を用いることにする。
【０１０６】
図１１は、駆動部を構成するモータについて、モータ軸を含む面で切断した要部の断面図であり、図１２は光軸方向からみた可動部材（２枚羽根）を含む機構部を示している。
【０１０７】
図１１に示すように、ロータ３０のヨーク３２は、スリーブ状をした軸受３３に支持されている。つまり、ヨーク３２は、その中心円孔３２ａに軸受３３の一端部３３ａが挿合された状態で該軸受に固定されている。
【０１０８】
軸受３３は支持軸（固定軸）３４に外挿されて回転自在な状態で支持されている。本例では、支持軸３４が円柱軸とされ、撮像光学系の光軸（図１２の円孔６２の中心を通って紙面に垂直に延びる軸）から少し離れた位置に固定されている。
【０１０９】
マグネット３１については、プラスティックマグネットを用いたインサート成形によりヨーク３２及び軸受３３と一体的に形成され、作用部３５として円柱状の駆動ピン３５Ａ、３５Ｂがマグネット３１と一体に形成されている。尚、駆動ピン３５Ａ、３５Ｂは何れも支持軸３４に対して平行な方向に延び、該支持軸の回りに所定の角度間隔及び半径位置をもって配置されている。例えば、図１１に示すように、駆動ピン３５Ａの方が駆動ピン３５Ｂよりも支持軸３４軸寄りの位置に設けられており、駆動ピン３５Ｂはロータ３０の外周縁から外方に突出した部分に形成されている。
【０１１０】
ステータ３６の界磁部３７において、２枚のコイル基板３８Ａ、３８Ｂが支持軸３４の方向に沿ってヨーク３９上に設けられている。各コイル基板には切欠部６３（図１２参照）が形成されており、各基板は、例えば、図７に示したような４層構造を有している。そして、各基板に形成されたコイルには図示しないＦＰＣ基板から給電が行われる（コイル基板又はＦＰＣ基板上の所定位置には、図示しないロータ位相検出用ホール素子がマウントされている。）。
【０１１１】
円板状のヨーク３９については、その中心円孔３９ａが形成された部分が支持軸３４に外嵌された状態でレンズ鏡筒の構成部分６４に支持軸３４とともに固定されている。
【０１１２】
羽根２５、２６はステータ３６を挟んでマグネット３１の反対側に配置されるので、コイル基板３８Ａ、３８Ｂやヨーク３９には円弧状をした長孔４２、４２が形成されており、上記駆動ピン３５Ａ、３５Ｂがそれぞれに挿通されている。
【０１１３】
上記円孔６２を通過する光については、図１２に示すように、羽根２５、２６による開口４４によって光量調整が行われる。尚、（Ａ）図が開口状態、（Ｂ）図が閉塞状態を示す。
【０１１４】
図１３に示す羽根２５の形状については、図５に例示した形状と同様であるが、下記の点で相違する。
【０１１５】
・羽根２５の主部４５の一部として、図の右下端から下方に延設された係合部４８に、駆動ピン３５Ａが係合される係合長孔４８ａが形成されていること。
【０１１６】
また、羽根２６の形状に関して、図５に例示した形状との相違点は下記に示す通りである。
【０１１７】
・羽根２６の主部４９の一部として、図の下端に設けられた係合部５２に、駆動ピン３５Ｂが係合される係合長孔５２ａが形成されていること。
【０１１８】
尚、図１２に示すように、上記構成部分６４には各羽根の位置決め用として該羽根の長孔（案内用孔）に係合される支持ピン４３、４３が、円孔６２を挟んで互いに反対側に設けられている（羽根２５、２６にそれぞれ形成された案内用長孔４７、４７及び５１、５１にそれぞれ挿通される。）。
【０１１９】
図１４は、紙面に直交するモータ軸方向からみた場合の、マグネット３１の磁極配置と、コイル基板３８Ａ又は３８Ｂ上の各配線部との位相関係について説明するための図である。
【０１２０】
マグネット３１については軸回りの中心角が１８０度とされ、それぞれ４５度の角度範囲を占める２つの磁極領域（Ｎ極）と、それらの間に位置されて９０度の角度範囲を占める磁極領域（Ｓ極）を有している。尚、磁気的なニュートラルライン「ＮＬ１」、「ＮＬ２」が互いに直交して各磁極領域を区分している。
【０１２１】
コイル基板３８Ａ、３８Ｂについては、切欠部分として中心角９０度の角度範囲が切除されていて、中心角２７０度を占める部分に配線パターンが形成される。そのコイル配置については、軸回りに３つの配線部６５＿１乃至３が設けられており、それらはほぼ８０度の中心角をもつ扇状領域にコイルパターンを多層構造で形成したものである。
【０１２２】
隣接する磁極部（Ｎ極とＳ極の対）が、常に一つの配線部に対向する状態で配置され、例えば、図示の状態では、モータ軸方向からみてＮＬ１が配線部６５＿１上に位置し、ＮＬ２が配線部６５＿２上に位置している。
【０１２３】
また、本例では、ロータ３０の可動範囲（可動角）が６０度とされる。尚、「可動角＋ロータの中心角＝６０＋１８０＝２４０（°）」となっており、コイル基板３８Ａ、３８Ｂを含むステータ部分の中心角である２７０度よりも角度範囲を小さく設計している（各コイル基板の円周方向における両端寄りの１５度の範囲には、配線パターンが形成されていない。）。その理由は、マグネット３１の着磁部分と、コイルの配線パターン（ブレーキ力を発生させる駆動パターン）とのオーバーラップを防止するためであるが、基本的な駆動原理については、前記形態（Ｉ）で説明した通りである。
【０１２４】
以上に説明した各構成によれば、例えば、下記に示す利点が得られる。
・レンズ鏡筒内に機構部（アイリス又はシャッターの駆動部を含む。）を内蔵させることで、小型化や薄型化を実現できること
・アイリスをシャッターに兼用する場合に、該シャッターの高速化に適していること
・モータに対してそのロータを回転させるときだけコイルへの通電を行い、ロータを動かす必要がない場合には通電しないことにより、消費電力を低減できること。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明に係る基本構成を示す概念図である。
【図２】本発明に係るレンズ鏡筒の構成例を示す図である。
【図３】図４乃至図１０とともに本発明に係る構成形態の一例を示すものであり、本図は機構部の概略断面図である。
【図４】アイリス装置の動作を透視的に示す説明図である。
【図５】光軸方向からみた２枚羽根の形状例を示す図である。
【図６】図７、図８とともにモータの構成例を示すものであり、本図はマグネット及びコイル基板を示す斜視図である。
【図７】４層の積層構造をもったコイル基板の説明図である。
【図８】図７のコイルパターンの接続関係を示す説明図である。
【図９】４極４コイル構成において、マグネットの磁極配置とコイル基板の各配線部との位相関係について説明するための図である。
【図１０】ホール素子を用いたロータ位相検出に関する説明図である。
【図１１】図１２乃至図１４とともに本発明に係る構成形態の別例を示すものであり、本図は機構部の概略断面図である。
【図１２】アイリス装置の動作を透視的に示す説明図である。
【図１３】光軸方向からみた２枚羽根の形状例を示す図である。
【図１４】３極３コイル構成において、マグネットの磁極配置とコイル基板の各配線部との位相関係について説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１…撮像装置、２…レンズ鏡筒、５…機構、６…可動部材、７…駆動部、８…レンズ鏡筒、２７…機構、２８…駆動部、２９…モータ、３０…ロータ、３１…マグネット、３２…ヨーク、３３…軸受、３４…支持軸、３４ａ…中心孔、３５…作用部、３６…ステータ、３７…界磁部、３９…ヨーク、４１…ホール素子、６３…切欠部
【図１】
2005092004.tif 000003
【図２】
2005092004.tif 000004
【図３】
2005092004.tif 000005
【図４】
2005092004.tif 000006
【図５】
2005092004.tif 000007
【図６】
2005092004.tif 000008
【図７】
2005092004.tif 000009
【図８】
2005092004.tif 000010
【図９】
2005092004.tif 000011
【図１０】
2005092004.tif 000012
【図１１】
2005092004.tif 000013
【図１２】
2005092004.tif 000014
【図１３】
2005092004.tif 000015
【図１４】
2005092004.tif 000016