(57)【要約】【課題】磁界内を移動する金属に発生する渦電流や逆起電力を利用することにより、簡易な構成で移動体の目標速度や目標駆動力への収束を早めることができるモータ装置及びレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】本発明のレンズ駆動装置１は、ホルダ５と、ホルダ５に対して移動自在に設けたレンズ支持体７と、コイルを巻回したコイル体１５と、マグネット１３と、ヨーク３とを備えており、マグネット１３及びヨーク３はレンズ支持体７の移動方向に沿ってホルダ５に固定してあり、コイル体１５はレンズ支持体７に固定してマグネット１３の磁界内に配置してあり、コイル体１５に通電して生じる電磁力によりレンズ支持体７を駆動する。コイル体１５又はレンズ支持体７にはマグネット１３の磁界内を移動したときに渦電流を発生する非磁性体金属１２がリング状に設けてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けた移動体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークは移動体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体は移動体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力により移動体を駆動するモータ装置において、コイル体又は移動体にはマグネットの磁界内を移動した時に渦電流を発生する非磁性体金属がリング状に設けてあることを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けた移動体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークは移動体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体は移動体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力により移動体を駆動するモータ装置において、コイル体又は移動体にはマグネットの磁界内を移動した時に逆起電力を発生する短絡コイルがリング状に設けてあることを特徴とするモータ装置。
【請求項３】
ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けたレンズ支持体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークはレンズ支持体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体はレンズ支持体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力によりレンズ支持体を駆動するレンズ駆動装置において、コイル体又はレンズ支持体にはマグネットの磁界内を移動した時に渦電流を発生する非磁性体金属がリング状に設けてあることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けたレンズ支持体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークはレンズ支持体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体はレンズ支持体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力によりレンズ支持体を駆動するレンズ駆動装置において、コイル体又はレンズ支持体にはマグネットの磁界内を移動した時に逆起電力を発生する短絡コイルがリング状に設けてあることを特徴とするレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体を駆動するモータ装置及び光軸方向にレンズを移動するレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、マグネットの磁界内を移動する金属製移動体には渦電流、コイルには逆起電力が発生し、金属製移動体やコイルの移動を抑制する力が作用することが知られている。
【０００３】
これに対して、特許文献１には、２つの磁性体でできた２つの金属製移動体を対峙して設け、２つの金属製移動体が駆動している時にこれらを相対的に停止させることにより、金属製移動体に渦電流が発生するのを防止することが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５１５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、モータのコイルに給電して移動体が駆動を開始する時には、移動体が停止している時の慣性力を越えるように、目標値よりも大きな駆動力（電力）を作用するが、移動体が目標速度や目標駆動力に安定するまで（収束）に所定時間を要するという問題がある。
【０００６】
また、移動体が所定量移動した後に停止させる時には、従来は移動体に摩擦力等を付与して停止を図っているが、停止（収束）までに所定時間かかるという問題がある。
【０００７】
これに対して、上述の特許文献１のように渦電流の発生を防止する技術や、渦電流を利用してトルク等を測定することが知られているが、移動体の駆動制御に渦電流や逆起電力を直接利用するものは従来はなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、磁界内を移動する金属に発生する渦電流や逆起電力を利用することにより、簡易な構成で移動体の目標速度や目標駆動力への収束を早めることができるモータ装置及びレンズ駆動装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けた移動体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークは移動体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体は移動体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力により移動体を駆動するモータ装置において、コイル体又は移動体にはマグネットの磁界内を移動した時に渦電流を発生する非磁性体金属がリング状に設けてあることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けた移動体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークは移動体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体は移動体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力により移動体を駆動するモータ装置において、コイル体又は移動体にはマグネットの磁界内を移動した時に逆起電力を発生する短絡コイルがリング状に設けてあることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けたレンズ支持体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークはレンズ支持体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体はレンズ支持体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力によりレンズ支持体を駆動するレンズ駆動装置において、コイル体又はレンズ支持体にはマグネットの磁界内を移動した時に渦電流を発生する非磁性体金属がリング状に設けてあることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けたレンズ支持体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークはレンズ支持体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体はレンズ支持体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力によりレンズ支持体を駆動するレンズ駆動装置において、コイル体又はレンズ支持体にはマグネットの磁界内を移動した時に逆起電力を発生する短絡コイルがリング状に設けてあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、コイル体のコイルに給電するとマグネットの磁界内をコイル体が移動するが、磁界内にあるコイル体又は移動体には、リング状の非磁性体金属が設けてあるので、このリング状の非磁性体金属にはリングに沿って流れる渦電流が発生する。渦電流により移動体には移動体の移動方向と反対方向の力（制動力）が作用するので、移動体の駆動力を抑える方向の制動力が作用して目標速度や目標駆動力への収束を早めることができ、移動体制御の応答性に優れる。
【００１４】
非磁性体金属をリング状に設けるだけであるから、構成が簡易であり製造も容易である。
【００１５】
非磁性体金属は箔状のもので足り、箔状のものを用いればモータ装置の重量に影響を与え難いと共に装着も容易である。
【００１６】
非磁性体金属としては、アルミニウム、銅等を用いることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に移動体の移動により短絡コイルに逆起電力が発生するので、移動体の駆動力を抑える方向の制動力が作用して目標速度や目標駆動力への収束を早めることができ、移動体制御の応答性に優れる。
【００１８】
また、コイルを用いているので、構成が簡易であり、モータ装置の重量に影響を与え難いと共に装着も容易である。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様にレンズ支持体の移動により、リング状の非磁性体金属に渦電流が発生するので、レンズ支持体の駆動力を抑える方向の制動力が作用して目標速度や目標駆動力への収束を早めることができ、レンズ支持体の駆動制御の応答性に優れる。
【００２０】
また、非磁性体金属に箔状のものを用いればモータ装置の重量に影響を与え難いと共に装着も容易である。
【００２１】
特に、小型カメラにおいては、レンズ駆動装置の寸法や部品に影響を与えることなく駆動制御の応答性を高めることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様に、レンズ支持体の移動によりリング状の短絡コイルに逆起電力が発生してレンズ支持体に制動力が作用するので、レンズ支持体の駆動時における目標速度や目標駆動力への収束を早めることができ、レンズ支持体の駆動制御の応答性に優れると共に、構成が簡易で、製造も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明するが、まず、図１〜図４を参照して本発明の第１実施の形態を説明する。図１は第１実施の形態にかかるレンズ駆動装置の縦断面図であり、図２は第１実施の形態にかかるレンズ駆動装置を駆動した時の縦断面図であり、図３は第１実施の形態にかかるレンズ駆動装置の分解斜視図であり、図４はレンズ支持体に作用する力と時間の関係を示すグラフである。
【００２４】
第１本実施の形態にかかるレンズ駆動装置（モータ装置）１は、携帯電話に組み込まれるオートフォーカス小型カメラのレンズ駆動装置である。
【００２５】
このレンズ駆動装置１は、ホルダ５と、ヨーク３と、ホルダ５に対して移動自在に設けたレンズ支持体（移動体）７と、コイルを巻回したコイル体１５と、マグネット１３と、非磁性体金属１２とを備えており、ホルダ５はベース６に嵌合固定されている。
【００２６】
ヨーク３は縦断面が略コ字形状であり、コ字の内部にマグネット１３が配置され、コ字の内部でマグネット１３の内周側にコイル体１５が配置されている。マグネット１３は後方スペーサ１７（図３参照）を介してホルダ５に固定されている。コイル体１５はレンズ支持体７の外周部に固定されていると共にレンズ支持体７の外周部がヨーク３の内部に入り込んでおり、レンズ支持体７の外周部がヨーク３のコ字隙間を移動するようになっている。
【００２７】
レンズ支持体７は略円筒形状であり、その内部にレンズ２０が収納されており、ヨーク３の内周側を光軸に沿って移動自在に取り付けられている。
【００２８】
非磁性体金属１２は、アルミニウム金属箔であり、環状に設けたコイル体１５の内周面の略全体に亘って貼付されている。この非磁性体金属１２はリング状を成しており、短絡回路を構成している。
【００２９】
レンズ支持体７は前側スプリング９及び後側スプリング１１によりホルダ５に対して移動自在に支持されている。
【００３０】
図３に示すように、前側スプリング９は略環状の板ばねであり、内周側端部９ａはレンズ支持体７とキャップ２４に挟持されて固定してあり、外周側端部９ｂはヨーク３とフレーム２３との間に挟持され固定してあり、外周側端部９ｂとヨーク３との間には前方スペーサ２１が介在されている。
【００３１】
後側スプリング１１は前側スプリング９と略同一形状であり、略環状の板ばねである。後側スプリング１１の内周側端部１１ａはレンズ支持体７の後端に固定してあり、外周側端部１１ｂはホルダ５の基底部と後方スペーサ１７との間に固定されている。
【００３２】
次に、本実施の形態にかかるレンズ駆動装置１の組み立て、作用及び効果について説明する。コイル体１５には、予め内周面に沿ってリング状に設けた非磁性体金属１２を貼付しておく。そして、レンズ支持体７に後側スプリング１１の内周側端部１１ａを取付け、マグネット１３と、レンズ支持体７に固定したコイル体１５とをヨーク３の内部に配置して、ホルダ５の基底部に後方スペーサ１７を介して組み付ける。その後、前方スペーサ２１とヨーク３との間に前方スプリング９の内周側端部９ａを載置してキャップ２４で固定すると共にフレーム２３をホルダ５に取り付けて外周側端部９ｂをフレーム２３で固定する。そして、各部品を組み付けたホルダ５をベース６に嵌合固定する。
【００３３】
駆動時にコイル体１５に給電すると、マグネット１３の磁界内にあるコイル体１５に電磁力が生じてレンズ支持体７が光軸方向に移動する。そして、レンズ支持体７の駆動力と前側スプリング９及び後側スプリング１１との付勢力とが釣り合ったところでレンズ支持体７が停止する（図２参照）。
【００３４】
駆動開始時において、コイル体１５に通電する時には、レンズ支持体７が停止状態を保持しようとする慣性力を超える駆動力を与える必要がある為、目標位置におけるスプリング９、１１との釣り合いに必要な電力よりも大きな電力で通電する。したがって、コイル体１５に通電した直後にはレンズ支持体７が釣り合う時よりも大きな駆動力Ｆａが発生するが、同時にリング状の非磁性体金属１２がマグネット１３の磁界内を移動することから、非磁性体金属１２には、リングに沿って流れる渦電流が発生する。非磁性体金属に生じる渦電流によりレンズ支持体７には駆動方向と逆方向の制動力Ｆｂが作用する。
【００３５】
このため、レンズ支持体７に作用する力は、図４に示すように、駆動力Ｆａと制動力Ｆｂとが相互に作用して、前側スプリング９及び後側スプリング１１との付勢力と釣り合う目標駆動力Ｆｍに収束する。
【００３６】
駆動力Ｆａと制動力Ｆｂとの関係では、駆動力Ｆａが大きくてレンズ支持体７の移動速度が速ければ速いほど制動力Ｆｂも大きくなり、レンズ支持体７の移動速度が遅くなれば制動力Ｆｂも小さくなる。
【００３７】
本実施の形態では、リング状の非磁性体金属１２が設けてあるので、レンズ支持体７の駆動による駆動力を抑える方向の制動力が作用して目標駆動力Ｆｍへの収束を早めることができ、レンズ支持体７の駆動制御における応答性に優れる。
【００３８】
非磁性体金属１２をコイル体１５の内周面に貼付するだけであるから、構成が簡易であり製造も容易である。
【００３９】
特に、非磁性体金属１２は箔状であるから、軽量でありレンズ駆動装置の重量に殆ど影響を与え難いと共に装着も容易である。
【００４０】
次に、図５を参照して、本発明の第２実施の形態を説明するが、以下に説明する実施の形態において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の説明を省略し、以下の説明では第１実施の形態と主に異なる点について説明する。
【００４１】
第２実施の形態では、上述した非磁性体金属１２に換えて、短絡コイル３１をリング状に設けた点が異なっている。
【００４２】
短絡コイル３１はコイル体１５の内周面に巻回してあり、短絡コイル３１の一端と他端は互いに電気的に接続して短絡回路を構成している。本実施の形態では、短絡コイル３１は２層構造としてコイルを全体で約５０ターン巻いてある。
【００４３】
この第２実施の形態においては、磁界内を移動する短絡コイル３１に逆起電力が発生し、駆動力Ｆａと反対方向の制動力Ｆｂが発生するから、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００４５】
例えば、非磁性体金属１２及び短絡コイル３１は、コイル体１５の外周面に設けてもよいし、ヨーク３内に位置するレンズ支持体７の外周部に設けても良い。
【００４６】
非磁性体金属１２及び短絡コイル３１は、その厚みや寸法、巻き数等は、レンズ支持体７に作用させるべき制動力の大きさに応じて変更することができる。
【００４７】
本発明は、レンズ駆動装置１に限らず、ステッピングモータ等の移動体の駆動を制御するモータ装置に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施の形態にかかるレンズ駆動装置の縦断面図である。
【図２】第１実施の形態にかかるレンズ駆動装置を駆動した時の縦断面図である。
【図３】第１実施の形態にかかるレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図４】レンズ支持体に作用する力と時間の関係を示すグラフである。
【図５】第２実施の形態にかかるレンズ駆動装置の縦断面図である。
【００４９】
１      レンズ駆動装置（モータ装置）
３      ヨーク
５      ホルダ
７      レンズ支持体（移動体）
１２    非磁性体金属
１３    マグネット
１５    コイル体
３１    短絡コイル
【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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