(57)【要約】【課題】永久磁石を用いることなく、高温においても安定して可動部材を効率よく揺動させることのできる電磁駆動装置を提供する。【解決手段】可動部材であるレンズホルダー１２と、レンズホルダー１２を揺動可能に支持する固定部材としてのケース１１とを備えるとともに、ケース１１に非磁性導電材料から成る板状の駆動用反発部材１５を取り付けレンズホルダー１２に軸線方向が前記駆動用反発部材の厚さ方向を向くように駆動用コイル１４を装着するか、もしくは、ケース１１に駆動用コイル１４を装着しレンズホルダー１２に駆動用反発部材１５を取り付けて、駆動用コイル１４に交流電流を印加して駆動用反発部材１５に渦電流を発生させることにより、駆動用コイル１４と駆動用反発部材１５との間に渦電流による斥力を発生させ、この斥力により、レンズホルダー１２を軸線方向に移動させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状もしくは筒状の可動部材と、前記可動部材を揺動可能に支持する固定部材と、前記可動部材を前記固定部材に対して揺動させる駆動手段とを備えた電磁駆動装置であって、
前記駆動手段は、
非磁性導電材料から成る板状もしくは環状の駆動用反発部材と、
前記駆動用反発部材の厚さ方向の一方の側と他方の側のいずれか一方または両方に、巻線の軸線方向が前記駆動用反発部材の厚さ方向を向くように配置された駆動用コイルとを備え、
前記駆動用反発部材及び前記駆動用コイルのいずれか一方が前記可動部材に装着され、他方が前記固定部材に装着されることを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項２】
前記可動部材がバネ部材により前記固定部材に対して揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
【請求項３】
前記駆動用反発部材の厚さ方向を前記可動部材の軸線方向とし、前記駆動用コイルを前記駆動用反発部材の一方の側と他方の側とにそれぞれ配置するとともに、
前記可動部材に設けられて前記可動部材の軸線方向に延長するガイド孔と、
両端がそれぞれ前記固定部材に固定されて前記ガイド孔を貫通するガイドピンとを更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
【請求項４】
前記駆動用反発部材の厚さ方向を前記可動部材の軸線方向とし、
前記駆動用反発部材と前記駆動用コイルとの組を前記可動部材の軸線方向に沿って複数組配置するとともに、
厚さ方向が前記可動部材の軸線方向とは直交する方向になるように配置された非磁性導電材料から成る板状もしくは環状の支持用反発部材と、前記支持用反発部材の厚さ方向に、巻線の軸線方向が前記支持用反発部材の厚さ方向を向くように配置された支持用コイルとの組を少なくとも３組備え、
前記支持用反発部材及び前記支持用コイルのいずれか一方が前記可動部材に装着され、他方が前記固定部材に装着されることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
【請求項５】
前記駆動用反発部材の厚さ方向を前記可動部材の軸線方向とし、前記駆動用コイルを前記駆動用反発部材の一方の側と他方の側とにそれぞれ配置するとともに、
前記駆動用コイルの内周側に、厚さ方向が前記可動部材の軸線方向とは直交する方向になるように配置された非磁性導電材料から成る板状もしくは環状の支持用反発部材を更に備え、
前記２種類の反発部材及び前記駆動用コイルのいずれか一方が前記可動部材に装着され、他方が前記固定部材に装着されることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
【請求項６】
前記駆動用反発部材を、円錐台側面を有し前記可動部材と同軸に配置された環状の部材とし、前記駆動用コイルを前記環状の駆動用反発部材の厚さ方向の一方の側と他方の側とにそれぞれ配置するととともに、前記駆動用反発部材の円環部がそれぞれ前記２つの駆動用コイルの巻線部に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
【請求項７】
前記可動部材をバネ部材により前記固定部材に対して揺動可能に支持するとともに、
前記駆動用反発部材の厚さ方向を前記可動部材の軸線方向と直交する方向とし、前記駆動用反発部材の厚さ方向に、巻線の軸線方向が前記駆動用反発部材の厚さ方向を向くように前記駆動用コイルを配置したことを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
【請求項８】
前記駆動用コイルの内周側、外周側、及び、前記駆動用反発部材とは反対側の面である背面側のいずれか１つまたは複数または全部に軟磁性材料から成るコア部材を配置したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電磁駆動装置。
【請求項９】
前記駆動用反発部材の外縁部から前記駆動用コイルの外周側に突出する突出部、もしくは、前記駆動用反発部材の内周部から前記駆動用コイルの内周側に突出する突出部のいずれか１つまたは両方を前記駆動用反発部材に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の電磁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、撮影用光学機器などの自動焦点駆動や手振れの抑制を行うことのできる電磁駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に搭載されるカメラはイメージセンサーの画素数が増大されて撮影画像の高品質化が進んでいる。これに伴って、搭載されるレンズ系についても、従来の固定焦点のレンズ駆動装置から可動焦点のレンズ駆動装置へと移行しつつある。これは、固定焦点のレンズ駆動装置では、焦点ボケが生じて、高画素数イメージセンサーの分解能に対応することができないためである。
可動焦点のレンズ駆動装置におけるレンズ系の駆動方式としては、永久磁石の作る磁界中に配置された駆動用コイルに通電し、ローレンツ力により駆動用コイルを駆動してレンズホルダーをレンズの光軸方向に移動させるボイスコイルモータ型のレンズ駆動装置が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
また、携帯電話等に搭載されるカメラでは、撮影時に手振れが発生しやすいことから、永久磁石と手振れ抑制用のコイルとを用いてレンズホルダーを揺動させて手振れを抑制する機能を有する撮影用光学装置が提案されている。これにより、レンズホルダーをレンズの光軸方向に駆動する機能に加えて、手振れを抑制できるので、イメージセンサー上に鮮明な画像を結像させることができる（例えば、特許文献２参照）。
また、前記ボイスコイルモータ型のレンズ駆動装置や電磁駆動装置では、近年、大きな推進力を発揮させるため、永久磁石としてネオジウムマグネット等の希土類元素を多量に含有する飽和磁束密度の高い希土類マグネットが用いられている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８００３１号公報
【特許文献２】特開２００９−２９４３９３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記希土類マグネットは耐熱温度が低く、１００℃前後の温度においても保存中に磁気劣化し易いだけでなく、磁気特性の温度依存性が大きいため、高温動作時において駆動力が変化するなどの問題点があった。
また、前記ボイスコイルモータ型のレンズ駆動装置や電磁駆動装置では、駆動用コイルの一部の辺に発生するローレンツ力によりレンズホルダーなどの可動部材を揺動させる構成であるため、駆動効率が悪いといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、永久磁石を用いることなく、高温においても安定して可動部材を効率よく揺動させることのできる電磁駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は鋭意検討の結果、コイルとコイルに向き合うように配置された非磁性導電部材との対を電磁駆動手段とし、コイルに交流電流を供給することで非磁性導電部材に渦電流を生じさせ、この渦電流による反磁界によりコイルと非磁性導電部材との間に発生する斥力を駆動力とすれば、永久磁石を用いない、小型で性能の安定した電磁駆動装置を得ることができることを見出し本発明に到ったものである。
すなわち、本願発明は、柱状もしくは筒状の可動部材と、前記可動部材を揺動可能に支持する固定部材と、前記可動部材を前記固定部材に対して揺動させる駆動手段とを備えた電磁駆動装置であって、前記駆動手段は、非磁性導電材料から成る板状もしくは環状の駆動用反発部材と、前記駆動用反発部材の厚さ方向の一方の側と他方の側のいずれか一方または両方に、巻線の軸線方向が前記駆動用反発部材の厚さ方向を向くように配置された駆動用コイルとを備え、前記駆動用反発部材及び前記駆動用コイルのいずれか一方が前記可動部材に装着され、他方が前記固定部材に装着されることを特徴とする。
このように、非磁性導電材料から成る板状の駆動用反発部材と駆動用コイルとを対向させて配置するとともに、駆動用コイルに交流電流を通電して駆動用反発部材に渦電流を発生させるという簡単な構成で、可動部材に、直線往復運動や軸周りの回転を伴う振り子運動を含む揺動を与えることができる電磁駆動装置を得ることができる。
【０００７】
また、本願発明は、前記可動部材がバネ部材により前記固定部材に対して揺動可能に支持されていることを特徴とする。
これにより、簡単な構成で可動部材を固定部材に揺動可動に取付けることができる。
また、本願発明は、前記駆動用反発部材の厚さ方向を前記可動部材の軸線方向とし、前記駆動用コイルを前記駆動用反発部材の一方の側と他方の側とにそれぞれ配置するとともに、前記可動部材に設けられて前記可動部材の軸線方向に延長するガイド孔と、両端がそれぞれ前記固定部材に固定されて前記ガイド孔を貫通するガイドピンとを更に備えたことを特徴とする。
これにより、可動部材は、当該可動部材の軸線方向において、一方の側の駆動用コイルと駆動用反発部材との間に作用する斥力と他方の側の駆動用コイルと駆動用反発部材との間に作用する斥力との釣り合う位置までガイドピンに沿って移動するので、可動部材を固定部材に取り付けることなく、可動部材を安定して当該可動部材の軸線方向に往復運動させることができる。
【０００８】
また、本願発明は、前記駆動用反発部材の厚さ方向を前記可動部材の軸線方向とし、前記駆動用反発部材と前記駆動用コイルとの組を前記可動部材の軸線方向に沿って複数組配置するとともに、厚さ方向が前記可動部材の軸線方向とは直交する方向になるように配置された非磁性導電材料から成る板状もしくは環状の支持用反発部材と、前記支持用反発部材の厚さ方向に、巻線の軸線方向が前記支持用反発部材の厚さ方向を向くように配置された支持用コイルとの組を少なくとも３組備え、前記支持用反発部材及び前記支持用コイルのいずれか一方が前記可動部材に装着され、他方が前記固定部材に装着されることを特徴とする。
これにより、可動部材は、３組の支持用反発部材と支持用コイルとの間に作用する斥力により当該可動部材の軸線方向に移動可能に浮上しながら、複数の駆動用反発部材と駆動用コイルとに作用する斥力の釣り合う位置に沿って移動するので、可動部材を固定部材に取り付けることなく、可動部材を安定して当該可動部材の軸線方向に往復運動させることができる。
【０００９】
また、本願発明は、前記駆動用反発部材の厚さ方向を前記可動部材の軸線方向とし、前記駆動用コイルを前記駆動用反発部材の一方の側と他方の側とにそれぞれ配置するとともに、前記駆動用コイルの内周側に、厚さ方向が前記可動部材の軸線方向とは直交する方向になるように配置された非磁性導電材料から成る板状もしくは環状の支持用反発部材を更に備え、前記２種類の反発部材（駆動用反発部と支持用反発部材）及び前記駆動用コイルのいずれか一方が前記可動部材に装着され、他方が前記固定部材に装着されることを特徴とする。
これにより、可動部材は、駆動用コイルと支持用反発部材との間に作用する斥力により当該可動部材の軸線方向に移動可能に浮上しながら、一方の側の駆動用コイルと駆動用反発部材との間に作用する斥力と他方の側の駆動用コイルと駆動用反発部材との間に作用する斥力との釣り合う位置に沿って移動するので、可動部材を固定部材に取り付けることなく、可動部材を安定して当該可動部材の軸線方向に往復運動させることができる。
【００１０】
また、本願発明は、前記駆動用反発部材を、円錐台側面を有し前記可動部材と同軸に配置された環状の部材とし、前記駆動用コイルを前記環状の駆動用反発部材の厚さ方向の一方の側と他方の側とにそれぞれ配置するととともに、前記駆動用反発部材の円環部がそれぞれ前記２つの駆動用コイルの巻線部に対向するように配置されていることを特徴とする。
これにより、可動部材には、可動部材の軸線方向と交差しかつ軸線方向に対して線対称な方向の斥力が作用するので、可動部材を軸線方向に移動可能に浮上させながら、一方の側の駆動用コイルと駆動用反発部材との間に作用する斥力の軸線方向の成分と他方の側の駆動用コイルと駆動用反発部材との間に作用する斥力の軸線方向の成分との釣り合う位置に沿って移動させることができる。したがって、可動部材を固定部材に取り付けることなく、可動部材を安定して当該可動部材の軸線方向に往復運動させることができる。
【００１１】
また、本願発明は、前記可動部材をバネ部材により前記固定部材に対して揺動可能に支持するとともに、前記駆動用反発部材の厚さ方向を前記可動部材の軸線方向と直交する方向とし、前記駆動用反発部材の厚さ方向に、巻線の軸線方向が前記駆動用反発部材の厚さ方向を向くように前記駆動用コイルを配置したことを特徴とする。
これにより、可動部材を、当該可動部材の軸線方向と直交する軸周りに揺動させることができるので、簡単な構成で可動部材に作用する揺動を効果的に抑制することができる。
また、本願発明は、前記駆動用コイルの内周側、外周側、及び、前記駆動用反発部材とは反対側の面である背面側のいずれか１つまたは複数または全部に軟磁性材料から成るコア部材を配置したことを特徴とする。
これにより、駆動用コイルからの交流磁界を駆動用反発部材や支持用反発部材に有効に導くことができるので、可動部材を効率よく揺動させることができる。また、駆動用コイルからの磁界は主にコア部材内を通るので、コア部材の外側に磁界を弱める、いわゆるシールド効果を有するので、駆動コイルからの磁界の漏れを少なくできる。
また、本願発明は、前記駆動用反発部材の外縁部から前記駆動用コイルの外周側に突出する突出部、もしくは、前記駆動用反発部材の内周部から前記駆動用コイルの内周側に突出する突出部のいずれか１つまたは両方を前記駆動用反発部材に設けたことを特徴とする。
駆動用反発部材もシールド効果を有するので、駆動コイルからの磁界の漏れを少なくできるとともに、これに伴って、駆動用反発部材自身に印加される磁界が強まるので、可動部材を効率よく揺動させることができる。
【００１２】
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、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】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態１に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図３】駆動用反発部材の他の形状を示す図である。
【図４】駆動用コイルに交流電流を供給したときの磁界分布の一例を示す図である。
【図５】駆動用コイルと駆動用反発部材との間の距離と推力との関係を示す図である。
【図６】駆動電流とレンズホルダーの変位量との関係を示す図である。
【図７】巻線部の断面形状と推力との関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るレンズ駆動装置の構成を示す図である。
【図９】コア部材の他の形状を示す図である。
【図１０】駆動用コイルの背面側のみに軟磁性部材が配置されている場合の磁界分布の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態２における駆動用コイルに交流電流を供給したときの磁界分布の一例を示す図である。
【図１２】円環部の内縁部と外縁部とに突出部を有する駆動用反発部材を用いた場合の磁界分布の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態２における駆動用コイルと駆動用反発部材との間の距離と推力との関係を示す図である。
【図１４】実施の形態２における駆動電流とレンズホルダーの変位量との関係を示す図である。
【図１５】コア部材の内側壁部と外側壁部とを駆動用反発部材に対向するようにした場合の磁界分布の一例を示す図である。
【図１６】図１５の構成における駆動用コイルと駆動用反発部材との間の距離と推力との関係を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係るレンズ駆動装置の構成を示す図である。
【図１８】本発明によるレンズ駆動装置の他の構成を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態４に係る電磁駆動装置の構成を示す図である。
【図２０】本発明による簡易構造の電磁駆動装置の構成を示す図である。
【図２１】本実施の形態５に係る電磁駆動装置の構成を示す図である。
【図２２】本実施の形態６に係る手振れ抑制装置の構成を示す図である。
【図２３】本実施の形態７に係る電磁駆動装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明され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。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電磁駆動装置としてのレンズ駆動装置１０の構成を示す縦断面図で、図２は分解斜視図である。
レンズ駆動装置１０は、固定部材としてのケース１１と、可動部材としてのレンズホルダー１２と、ケース１１にレンズホルダー１２を懸架する支持手段としてのバネ部材１３Ａ，１３Ｂと、駆動用コイル１４と、駆動用反発部材１５とを備える。
以下、レンズホルダー１２の軸線方向、すなわち、レンズホルダー１２にレンズ１６を搭載した時の被写体側をＺ軸方向前方（＋Ｚ側）とし、Ｚ軸に直交する２方向をそれぞれＸ軸及びＹ軸とする。なお、図１ではレンズ１６を省略している。
【００１６】
ケース１１は円筒状の枠体１１ａと、枠体１１ａの被写体側（＋Ｚ側）に配置される＋Ｚ側に開口部が形成されレンズホルダー１２側が開放された筒状のカバー部１１ｂと、枠体１１ａの−Ｚ側に配置される後方側（−Ｚ側）に開口部が形成されレンズホルダー１２側が開放された基部１１ｃとを備える。基部１１ｃの開口部の周縁部には駆動用コイル１４を取付けるための段差部１１ｋが設けられている。
レンズホルダー１２は、例えば円筒状の本体１２ａを備え、本体１２ａの内側に対物レンズや接眼レンズの組み合わせから成るレンズを保持する。本例では、本体１２ａの後方側（−Ｚ側）に径が本体１２ａの径よりも小さな段差部１２ｂを設け、この段差部１２ｂに駆動用反発部材１５を装着するようにしている。
バネ部材１３Ａ，１３Ｂは、内側と外側とにそれぞれ配置された円環状の外周部１３ａと内周部１３ｂと、外周部１３ａと内周部１３ｂとを連結する略円弧状の４本の腕部１３ｃとを備えている。外周部１３ａがケース１１に固定され、内周部１３ｂがレンズホルダー１２に固定される。４本の腕部１３ｃがレンズホルダー１２をケース１１に懸架するバネとして機能する。
【００１７】
駆動用コイル１４は、Ｚ軸周りに巻き回されてケース１１の基部１１ｃに設けられた段差部１１ｋに装着される。この駆動用コイル１４には、駆動用反発部材１５の材質と厚さとにより決まる周波数の交流電流が供給される。
駆動用反発部材１５は、レンズホルダー１２の段差部１２ｂに設けられて厚さ方向がＺ軸方向になるように取付けられた非磁性導電材料から成る円環状の部材で、駆動用コイル１４の巻線端面においてＺ軸方向に対向するように配置される。駆動用反発部材１５に好適に用いられる非磁性導電材料としては、例えば、銅やアルミニウムなどのような、比抵抗が小さな非磁性材料が用いられる。
渦電流の届く表皮深さは周波数と非磁性導電材料の比抵抗により決まるので、駆動用反発部材１５の厚さを表皮深さ以上にすれば渦電流を有効に発生させることができる。駆動用反発部材１５を、例えば、銅から構成した場合、駆動用コイル１４に供給する交流電流の周波数と駆動用反発部材１５の厚さとの関係は、例えば、１ｋＨｚなら２ｍｍ以上、１００ｋＨｚなら０．２ｍｍ以上、１０ＭＨｚなら２０μｍ以上とすればよい。
また、アルミニウムの場合には、比抵抗が銅の約１．７倍なので、厚さとしては銅の場合の１．３倍厚くすればよい。
【００１８】
駆動用コイル１４に交流電流を供給すると駆動用反発部材１５には渦電流が発生する。この渦電流により駆動用コイル１４の作る磁界を弱めようとする磁界（反磁界）が生じ、その結果、駆動用コイル１４と駆動用反発部材１５との間には斥力が発生する。
本例では、駆動用コイル１４を固定部材であるケース１１に装着し、駆動用反発部材１５を可動部材であるレンズホルダー１２に取付けているので、駆動用コイル１４に交流電流を供給すると、前記斥力がレンズホルダー１２をＺ軸方向前方（＋Ｚ側）に押し出す推力となり、レンズホルダー１２を前側及び後側のバネ部材１３Ａ，１３Ｂの復元力と釣り合う位置まで移動させることができる。なお、レンズホルダー１２には常に−Ｚ方向にバネ部材１３Ａ，１３Ｂの復元力が作用しているので、駆動用コイル１４に通電する電流値を小さくすれば、レンズホルダー１２を−Ｚ方向に移動させることができる。
したがって、簡単な構成で、永久磁石を使用することなく、レンズホルダー１２を被写体方向に自動焦点駆動させることのできるレンズ駆動装置１０を得ることができる。
【００１９】
なお、実施の形態１では、駆動用コイル１４をケース１１に装着し駆動用反発部材１５をレンズホルダー１２に取付けたが、駆動用コイル１４をレンズホルダー１２に装着し駆動用反発部材１５をケース１１に取付けても同様の効果を得ることができる。この場合にも、駆動用反発部材１５の円環部を駆動用コイル１４の巻線端面においてＺ軸方向に対向するように配置することが肝要で、これにより、駆動用反発部材１５に効率よく渦電流を発生させてレンズホルダー１２を被写体方向に移動させることができる。
また、前記例では、駆動用コイル１４の巻線部のＺ軸方向から見た大きさである内径及び外径と駆動用反発部材１５のＺ軸方向から見た大きさである内径及び外径とを同じとしたが、駆動用反発部材１５の円環部が駆動用コイル１４の巻線部に対向するように配置されていれば、駆動用コイル１４の大きさと駆動用反発部材１５の大きさが異なっていてもよい。
また、前記例では、駆動用反発部材１５を、図３（ａ）に示すような円環状の部材としたが、図３（ｂ）に示すような円板状や、図３（ｃ）に示すような、複数の円弧状の部材を環状に配列したものであってもよい。また、駆動用コイル１４の形状が角型である場合には、駆動用反発部材１５を、図３（ｄ）に示すような角型の環状部材や、図３（ｅ）に示すような矩形板状や、図３（ｆ）に示すような、複数の棒状の部材を矩形状に配列したものを用いるなど、駆動用コイル１４の形状に合わせて適宜選択すればよい。
あるいは、図３（ｇ）に示すように、駆動用反発部材１５を凹部１５ｓが形成された円環状の部材として、前記凹部１５ｓに配置された駆動用コイル１４の巻線部を囲うようにしてもよい。また、駆動用反発部材１５を、図３（ｇ）と同様の凹部１５ｓが形成された複数の円弧状の部材を円環状に配置した構成としてもよい。
【００２０】
［実験例１］
図４は、駆動用コイル１４に交流電流を供給した場合の磁界分布の一例を示す図で、駆動用コイル１４としては、内径が６ｍｍ、外径が１４ｍｍ、厚さが０．６ｍｍの領域内に被覆導線を巻回したものを用いた。交流電流の周波数は１００ｋＨｚである。また、駆動用反発部材１５としては、銅から成る、内径が６ｍｍ、外径が１４ｍｍ、厚さが０．３ｍｍの円環状のものを用いた。
本発明のレンズ駆動装置１０では、駆動用反発部材１５をその環状部が駆動用コイル１４の巻線端面に対向するように配置するとともに、駆動用コイル１４に交流電流を供給することで、非磁性導電部材である駆動用反発部材１５を通る磁界を変化させて駆動用反発部材１５に渦電流を発生させる。その結果、可動部材であるレンズホルダー１２に装着された駆動用反発部材１５と固定部材であるケース１１に取付けられた駆動用コイル１４との間には渦電流による斥力が発生し、この斥力が可動部材であるレンズホルダー１２をＺ軸方向に移動させるための推力となる。
図５は、駆動用コイル１４に１００ｋＨｚ、約７２０ＡＴ（アンペア・ターン）の交流電流を供給して駆動用コイル１４と駆動用反発部材１５との隙間の大きさ（図４に示すギャップ長ｇ）を変化させたときの、レンズホルダー１２に作用する１ＡＴ当たりの推力（ｍＮ）の大きさの変化を示す図で、図６は駆動電流の大きさ（ＡＴ）とレンズホルダー１２の変位量（ｍｍ）との関係を示す図である。なお、このときのバネ部材１３Ａ，１３Ｂのバネ係数は０．０４Ｎ/ｍｍである。
図５及び図６に示すように、駆動用反発部材１５に生じた渦電流により、レンズホルダー１２に十分な推力を与えることができるので、永久磁石を使用することなく、レンズホルダーを電磁駆動できる実用的なレンズ駆動装置を得ることができることが確認された。
【００２１】
なお、図５に示す駆動用コイル１４の巻線部の幅Ｘwと厚さＹwとの比は、周囲の部材との関係を考慮して扁平や縦長等適宜決めてもよいが、電流効率を重視して幅Ｘwと厚さＹwとを決めることが好ましい。
図７は巻線部の断面積（Ｘw・Ｙw）を２．４ｍｍ2に保って、幅Ｘwと厚さＹwとを変えた場合の推力の変化を示した例で、横軸はコイル幅Ｘw（ｍｍ）、縦軸は推力（ｍＮ/ＡＴ）である。なお、図７において、駆動用反発部材１５の寸法は図４〜図６の場合と同じである。図７に示すように、駆動用コイル１４の形状としては、縦長よりも扁平の方が大きな推力が得られることがわかる。また、扁平でかつコイル幅Ｘwが２ｍｍ以上では、推力はコイル幅の変化に対する推力の変化が小さいことも分かる。
また、図４の磁界分布図に示すように、駆動用反発部材１５の外側の磁界が駆動用コイル１４の駆動用反発部材１５とは反対側の磁界よりも弱まっていることから、非磁性導電部材である駆動用反発部材１５は、駆動用コイル１４の発生する磁界を遮断する磁気シールド効果を有することがわかる。
【００２２】
実施の形態２．
前記実施の形態１では、駆動用コイル１４を空芯コイルとしたが、図８に示すように、駆動用コイル１４の内周側と外周側と駆動用反発部材とは反対側（以下、背面側という）とに軟磁性材料から成るコア部材１７を配置する構成とすれば、駆動用コイル１４からの交流磁界を駆動用反発部材１５に有効に導くことができる。
本例のレンズ駆動装置１０Ｙでは、レンズホルダー１２の本体１２ａのほぼ中央に径方向外側に突出するフランジ部１２ｃを設け、このフランジ部１２ｃの被写体側とは反対側に駆動用反発部材１５を取り付けるとともに、段差部１１ｋに代えて凹部１１ｊを設け、この凹部１１ｊに駆動用コイル１４とコア部材１７とを装着する構成としている。なお、本例のケース１１では、基部１１ｃの側面のＺ軸方向の長さを長くして枠体１１ａを省略している。
コア部材１７は円環状の基部１７ａと、基部１７ａの内縁部と外縁部からそれぞれ前方に突出する内側壁部１７ｂと外側壁部１７ｃとを備えたもので、これら基部１７ａと内側壁部１７ｂと外側壁部１７ｃとにより駆動用コイル１４の巻線部を収納するための収納凹部１７ｋが形成される。本例では、駆動用反発部材１５の環状部も前記凹部１７ｋに収納されるように、コア部材１７の凹部１７ｋの深さを深くしている。
これにより、駆動用コイル１４の巻線端面は駆動用反発部材１５の環状部に対向するように配置されるとともに、駆駆動用コイル１４の内周側と外周側とＺ軸方向後側、及び、駆動用反発部材１５の環状部の内周側と外周側とに軟磁性材料が配置される。その結果、駆動用コイル１４からの磁界は軟磁性材料から成るコア部材１７に導かれて駆動用反発部材１５に導かれるので、駆動用反発部材１５に印加される磁界の磁束密度を高めることができる。したがって、コア部材１７がない場合と同じ大きさの交流電流を駆動用コイル１４に通電しても、駆動用コイル１４と駆動用反発部材１５との間に作用する斥力、すなわち、レンズホルダー１２に作用する推力を大きくできるので、駆動効率を大幅に高めることができる。
なお、コア部材１７を構成する材料としては、フェライトや珪素鋼等の比抵抗の比較的大きな材料を使用することが好ましい。
【００２３】
なお、前記実施の形態２では、駆動用コイル１４とコア部材１７とをケース１１に装着し、駆動用反発部材１５をレンズホルダー１２に取付けたが、駆動用反発部材１５をケース１１に取付け、駆動用コイル１４とコア部材１７とをレンズホルダー１２に取付けてもよい。
また、コア部材１７の形状も前記例に限定されるものではなく、例えば、図９（ａ）に示すように、コア部材１７を駆動用コイル１４の内径よりも小さな径を有する環状の部材とし、このコア部材１７を駆動用コイル１４の内周側のみに配置しても駆動用反発部材１５に印加される磁界の磁束密度を高めることができる。逆に、図９（ｂ）に示すように、コア部材１７を駆動用コイル１４の外径よりも大きな径を有する環状の部材とし、このコア部材１７を駆動用コイル１４の外周側のみに配置してもよい。なお、図９（ａ），（ｂ）において、コア部材１７のＺ軸方向の長さを、駆動用コイル１４の内周側から延長して駆動用反発部材１５に到達する長さとしてもよい。
また、図９（ｃ）に示すような、凹部１７ｋの深さの浅いコア部材１７を用いてもよい。
あるいは、図９（ｄ）に示すような、駆動用コイル１４の巻線部と駆動用反発部材１５とを包含する中空部１７ｓを有するコア部材１７を用いてもよい。
また、図９（ｅ）に示すような、駆動用コイル１４の背面側のみに円環状のコア部材１７を配置する構成としてもよい。
更には、図９（ｆ）に示すような、内側壁部１７ｂと外側壁部１７ｃとが駆動用反発部材１５に対向する構成のコア部材１７を用いてもよい。
【００２４】
［実験例２］
図１０は、駆動用コイル１４の背面側のみに軟磁性部材が配置した場合の磁界分布の一例を示す図である。駆動用コイル１４の寸法と駆動用反発部材１５の寸法及び材質は前記実験例１と同じである。また、コア部材１７の寸法は、駆動用コイル１４の寸法と同じく、内径が６ｍｍ、外径が１４ｍｍのものを用いた。図１０と図４とを比較して明らかなように、コア部材１７を配置することで駆動用反発部材１５に印加される磁界の磁束密度が高くなり、推力も図４の空芯コイルを用いた場合の約１．３倍になることが確認された。
また、背面側に軟磁性部材を配置することにより、交流磁界の遮蔽効果はより効果的となり、コア部材１７の背面側の磁界が大幅に弱められる。
図１１は、レンズ駆動装置１０Ｙに記載の、内周側と外周側と背面側とに軟磁性材料が配置された駆動用コイル１４に交流電流を供給した場合の磁界分布の一例を示す図である。駆動用コイル１４の寸法と駆動用反発部材１５の寸法及び材質は前記実験例１と同じである。また、コア部材１７としては、外径が１４．８ｍｍ、内径が５．２ｍｍ、凹部深さが１．３５ｍｍ、肉厚が０．３ｍｍのものを用いた。図１１と図１０とを比較して明らかなように、背面側に加えて内周側と外周側とに軟磁性材料を配置することで駆動用反発部材１５に印加される磁界の磁束密度が更に高くなっていることが確認された。なお、推力も図１０の背面側に軟磁性部材を配置した場合よりも更に大きく、図４の空芯コイルを用いた場合の約１．５倍になることが確認された。
また、図１２に示すように、駆動用コイル１４の背面側に円環状のコア部材１７を配置するとともに、駆動用反発部材１５の円環部の内縁部と外縁部から駆動用コイル１４とコア部材１７の内周側と外周側とにそれぞれ突出する突出部１５ｍ，１５ｎを設けるようにしても、駆動用反発部材１５に印加される磁界の磁束密度を高めることができるとともに、駆動用コイル１４の周囲の交流磁界を低減することができる。
なお、この場合には、シールド効果については、図１０の駆動用コイル１４の背面側に円環状のコア部材１７を配置した場合よりも大きいが、推力は図１０の場合よりも小さかった。
【００２５】
また、図１３は、図１１に示した駆動用コイル１４の内周側と外周側と後方側とに軟磁性材料を配置した構成（実施の形態２の構成）において、駆動用コイル１４と駆動用反発部材１５との間のギャップ長ｇを変化させたときの、駆動用反発部材１５に作用する推力の大きさの変化を示す図で、図１４は、駆動電流の大きさとレンズホルダー１２の変位量との関係を示す図である。なお、バネ部材１３Ａ，１３Ｂのバネ係数は実験例1と同じで０．０４Ｎ/ｍｍである。
図１３に示すように、駆動用コイル１４の内周側と外周側と後方側とに軟磁性材料を配置することで、レンズホルダー１２に与える推力を大きくできることが確認された。また、キャップ長ｇが大きくなっても推力の変化が少ないので、コア部材１７がない場合に比較して安定した推力を得ることができる。また、図１４に示すように、変位感度も向上するので、空芯コイルを用いた場合に比較して装置を小型化することが可能となる。
また、図１５に示すように、コア部材１７の内側壁部１７ｂと外側壁部１７ｃとが駆動用反発部材１５に対向する構成とすれば、内側壁部１７ｂと外側壁部１７ｃとが駆動用反発部材１５の円環部の内縁部と外縁部に位置した場合（図１１；実施の形態２の構成）と比較してレンズホルダー１２に与える推力を更に大きくできる。
図１６は、コア部材１７の内側壁部１７ｂと外側壁部１７ｃとを駆動用反発部材１５に対向させたときの駆動用コイルと駆動用反発部材間の距離と推力との関係を示す図で、図１５，１６において、駆動用反発部材１５の寸法は、外径が１４ｍｍ、内径が６ｍｍ、厚さが０．３ｍｍで、駆動用コイル１４の寸法は、外径が１２．４ｍｍ、内径が７．６ｍｍ、厚さが１ｍｍ、巻線部の断面積が２．４ｍｍ2のものを用いた。また、コア部材１７としては、外径が１４ｍｍ、内径が６ｍｍ、凹部深さが１．１ｍｍ、肉厚が０．７ｍｍのものを用いた。
図１６から明らかなように、図１３に示した実施の形態２の構成に比較してレンズホルダー１２に与える推力が更に大きくなっていることがわかる。
【００２６】
実施の形態３．
図１７は、本発明の実施の形態３に係るレンズ駆動装置２０の構成を示す縦断面図で、同図において、２１は固定部材としてのケース、２２は可動部材としてのレンズホルダー、２４Ａは前方駆動用コイル、２４Ｂは後方駆動用コイル、２５は駆動用反発部材、２６はガイド孔、２７はガイドピンである。
ケース２１は被写体側（＋Ｚ側）に配置される＋Ｚ側に開口部が形成されレンズホルダー２２側）が開放された筒状のカバー部２１ｂと、カバー部２１ｂの−Ｚ側に配置される後方側（−Ｚ側）に開口部が形成されレンズホルダー２２側が開放された基部２１ｃとを備える。
レンズホルダー２２は本体２２ａと取付部２２ｂと取付凹部２２ｃとガイド孔２６とを備える。本体２２ａは内側に対物レンズや接眼レンズの組み合わせから成るレンズを保持する円筒状の部材で、取付部２２ｂは、本体２２ａの＋Ｚ側の外周から径方向外側に突出するように設けられる。取付凹部２２ｃは、取付部２２ｂの外周のほぼ中央に形成された凹部で、この取付凹部２２ｃに駆動用反発部材２５が取付けられる。
また、ガイド孔２６は、レンズホルダー２２の軸方向に延長するようにレンズホルダー２２を貫通する孔で、取付凹部２２ｃと本体２２ａとの間に形成される。
一方、ガイドピン２７は、ガイド孔２６を貫通する棒状の部材で、両端がそれぞれケース２１のカバー部２１ｂと基部２１ｃに固定される。
【００２７】
前方及び後方駆動用コイル２４Ａ，２４Ｂは、実施の形態１，２の駆動用コイル１４と同様の構成で、Ｚ軸周りに巻き回されて、カバー部２１ｂの−Ｚ側と基部２１ｃの＋Ｚ側とにそれぞれ配置される。
駆動用反発部材２５は、実施の形態１，２の駆動用反発部材１５と同様に、非磁性導電材料から成る円環状の部材で、レンズホルダー２２の取付凹部２２ｃに厚さ方向がＺ軸方向になるように取付けられる。
すなわち、本例では、駆動用反発部材２５を厚さ方向が可動部材であるレンズホルダー２２の軸線方向を向くようにレンズホルダー２２の外周側に取付けるとともに、前方駆動用コイル２４Ａを駆動用反発部材２５の＋Ｚ側に配置し、後方駆動用コイル２４Ｂを−Ｚ側に配置する構成としている。なお、駆動用反発部材２５と前方及び後方駆動用コイル２４Ａ，２４Ｂとは、駆動用反発部材２５の円環部と前方及び後方駆動用コイル２４Ａ，２４Ｂの巻線端面とがそれぞれ対向するようにレンズホルダー２２とケース２１とにそれぞれ装着される。
【００２８】
このような構成を採ることにより、駆動用反発部材２５には、前方駆動用コイル２４Ａから−Ｚ方向の斥力が作用し、後方駆動用コイル２４Ｂから＋Ｚ方向の斥力が作用するので、前方及び後方駆動用コイル２４Ａ，２４Ｂに通電するとともに、一方の電流値を他方の電流値より大きくすれば、駆動用反発部材２５は電流値の小さな方の駆動用コイル側へ向かう推力が作用することになる。したがって、レンズホルダー２２はガイドピン２７に沿って電流値の小さな方の駆動用コイル側へ移動する。
ところで、前方及び後方駆動用コイル２４Ａ，２４Ｂと駆動用反発部材２５との間に作用する斥力は、前方及び後方駆動用コイル２４Ａ，２４Ｂと駆動用反発部材２５との間の距離が近いほど大きくなるので、レンズホルダー２２が電流値の小さな方の駆動用コイル側へ移動すると、電流値の小さな方の駆動用コイルからの斥力が増大する。その結果、レンズホルダー２２は、電流値の大きな方の駆動用コイルからの斥力と電流値の小さな方の駆動用コイルからの斥力とが釣り合う位置まで移動し静止する。したがって、バネ部材を用いることなく、レンズホルダー２２を所望の位置まで移動させることができる。
なお、レンズホルダー２２には、通常、−Ｚ方向と＋Ｚ方向の斥力しか作用しないが、レンズ駆動装置２０の向きによっては、ガイドピン２７がガイド孔２６の内側に接触しながら移動する恐れがあるので、ガイド孔２６の内側に潤滑材を塗ったり、ガイドピン２７として潤滑性のある樹脂などを用いて接触摩擦によるロスを少なくするようにすることが好ましい。
【００２９】
なお、前記実施の形態３では、駆動用反発部材２５をレンズホルダー２２に取付け、前方及び後方駆動用コイル２４Ａ，２４Ｂをケース２１に装着した構成としたが、駆動用コイルをレンズホルダー２２の外周側に取付け、駆動用反発部材をケース２１に取付ける構成としてもよい。この場合には、前方及び後方駆動用コイル２４Ａ，２４Ｂをレンズホルダー２２の＋Ｚ側と−Ｚ側とにそれぞれ配置し、駆動用反発部材２５をケース２１の中央で、前方及び後方駆動用コイル２４Ａ，２４Ｂと駆動用反発部材２５との間に配置する。これにより、前方駆動用コイル２４Ａには＋Ｚ方向の推力が作用し、後方駆動用コイル２４Ｂには−Ｚ方向の推力が作用するので、前記実施の形態３と同様に、レンズホルダー２２を、電流値の大きな方の駆動用コイルからの斥力と電流値の小さな方の駆動用コイルからの斥力とが釣り合う位置まで移動させることができる。
【００３０】
また、前記例では、レンズホルダー２２はガイドピン２７に沿って摺動しながら移動する形態としたが、図１８に示すように、ガイドピン２７を非磁性導電材料で構成するとともに、ガイド孔２６にＺ軸周りに巻き回されたピン用コイル２８を設ける構成とし、レンズホルダー２２の駆動時にピン用コイル２８に交流電流を供給するようにすれば、レンズホルダー２２をガイドピン２７に沿ってスムーズに移動させることができる。
すなわち、ピン用コイル２８を巻線がガイドピン２７を囲むように配置し、このピン用コイル２８に交流電流を供給することで、非磁性導電部材であるガイドピン２７にはピン用コイル２８の中心に向う斥力が作用する。ガイドピン２７は固定部材であるケース２１に固定され、ピン用コイル２８は可動部材であるレンズホルダー２２に取付けられているので、レンズホルダー２２はガイドピン２７から反発力を受けながら移動する。したがって、ガイド孔２６とガイドピン２７との間に接触摩擦がなくなるので、レンズホルダー２２をガイドピン２７に沿ってスムーズに移動させることができる。
【００３１】
実施の形態４．
図１９（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る電磁駆動装置３０の構成を示す図で、（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は分解斜視図である。
電磁駆動装置３０は、固定部材３１と、可動部材３２と、前方及び後方駆動用コイル３３Ａ，３３Ｂと、前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂと、前方及び後方駆動用反発部材３５Ａ，３５Ｂと、駆動用コア部材３６と、前方及び後方支持用コア部材３７Ａ，３７Ｂとを備える。
固定部材３１は円筒状の部材で、可動部材３２は固定部材３１の内側に固定部材３１と同軸に配置される円筒状もしくは円柱状の部材である。以下、固定部材３１と可動部材３２の軸線方向をＺ軸方向とし図１９の上方向をＺ軸前方（＋Ｚ側）とする。
固定部材３１は、−Ｚ側に＋Ｚ側の内径よりも内径の大きな段差部３１ｐが形成された筒状の上側固定部材３１ａと、＋Ｚ側に−Ｚ側の内径よりも内径の大きな段差部３１ｑが形成された筒状の下側固定部材３１ｂとを備える。
可動部材３２は非磁性導電材料から成る円筒状の部材で、本例では、図１９に示すように、可動部材３２を上側部３２ａ、中間部３２ｂ、及び、下側部３２ｃの３つの円筒部に分け、上側部３２ａの−Ｚ側の端部に円環状の前方駆動用反発部材３５Ａを取付けた部品と、下側部３２ｃの＋Ｚ側の端部と中間部３２ｂとの間に円環状の後方駆動用反発部材３５Ｂを取付けた部品とを作製して組み立てている。
【００３２】
前方及び後方駆動用コイル３３Ａ，３３Ｂは、いずれも、＋Ｚ軸方向に巻き回されて、所定距離隔てて駆動用コア部材３６に取付けられ、駆動用コア部材３６とともに、固定部材３１に形成された段差部３１ｐ，３１ｑに装着される。駆動用コア部材３６は、前方及び後方駆動用コイル３３Ａ，３３Ｂの内側及び外側及び挟間に配置されて前方及び後方駆動用コイル３３Ａ，３３Ｂの発生する磁界を前方及び後方駆動用反発部材３５Ａ，３５Ｂに有効に導くことで、前方及び後方駆動用反発部材３５Ａ，３５Ｂに印加される磁界の磁束密度を高める機能を有する。
一方、前方支持用コイル３４Ａは、＋Ｚ軸方向に巻き回されて上側固定部材３１ａの上部の内側に取付けられた前方支持用コア部材３７Ａの内周側に取付けられ、後方支持用コイル３４Ｂは、＋Ｚ軸方向に巻き回されて下側固定部材３１ｂの下部の内側に取付けられた後方支持用コア部材３７Ｂの内周側に取付けられる。前方及び後方支持用コア部材３７Ａ，３７Ｂは、前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂの＋Ｚ側、−Ｚ側、及び、外周側に配置されて前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂの発生する磁界を可動部材３２の上側部３２ａと下側部３２ｃとにそれぞれ有効に導くことで、可動部材３２に印加される磁界の磁束密度を高める機能を有する。
可動部材３２と駆動用コア部材３６との間、及び、可動部材３２と前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂとの間には、可動部材３２が移動可能な隙間が設けられている。ここで、可動部材３２と前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂとの間の隙間の大きさをｓとする。なお、可動部材３２と駆動用コア部材３６との間の隙間の大きさについてはｓ以上あればよい。
前方及び後方駆動用反発部材３５Ａ，３５Ｂは、いずれも、非磁性導電材料から成り、内周側が可動部材３２に取付けられて固定部材の内周側に突出する円環状の部材で、前記実施の形態１〜３と同様に、円環部がそれぞれ前方及び後方駆動用コイル３３Ａ，３３Ｂの巻線部に対向するように配置されている。具体的には、前方駆動用反発部材３５Ａの円環部が、前方駆動用コイル３３Ａの＋Ｚ側にて、前方駆動用コイル３３Ａの巻線部に対向するように配置され、後方駆動用反発部材３５Ｂの円環部が、後方駆動用コイル３３Ｂの−Ｚ側にて、後方駆動用コイル３３Ｂの巻線部に対向するように配置される。
【００３３】
次に、電磁駆動装置３０の動作について説明する。
まず、前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂに交流電流を印加することで、前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂに対向して配置されている非磁性導電材料から成る可動部材３２に渦電流を発生させる。前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂからの磁界は、それぞれ、前方及び後方支持用コア部材３７Ａ，３７Ｂにより、可動部材３２の上側部３２ａと下側部３２ｃとに有効に導かれるので、可動部材３２の上側部３２ａと下側部３２ｃとには可動部材３２の中心に向かう斥力が作用する。前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂと非磁性導電材料から成る可動部材３２との間に作用する斥力は同軸位置で釣り合っていて、前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂと可動部材３２との間の距離が近いほど大きくなる。したがって、可動部材３２が中心軸から偏心して前方支持用コイル３４Ａまたは後方支持用コイル３４Ｂの何れか一方に近づくと、その部分の斥力が大きくなって可動部材３２は中心に押し戻される。
このように、可動部材３２の上側部３２ａと下側部３２ｃに生じる渦電流による斥力がバネのように可動部材３２の支持姿勢を維持して可動部材３２を中心軸上に保持するので、バネ部材やガイドピンがなくても、可動部材３２を中心軸上に保持することができる。すなわち、可動部材３２を、前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂの内周面と予め設定された隙間ｓを保って空中に浮遊させることができる。
【００３４】
次に、前方及び後方駆動用コイル３３Ａ，３３Ｂにそれぞれ交流電流を印加すると、前方駆動用コイル３３Ａの＋Ｚ側に配置されている前方駆動用反発部材３５Ａには＋Ｚ方向の斥力が作用し、後方駆動用コイル３３Ｂの−Ｚ側に配置されている後方駆動用反発部材３５Ｂには−Ｚ方向の斥力が作用する。そこで、前方及び後方駆動用コイル３３Ａ，３３Ｂの一方に通電する電流値を他方に通電する電流値より大きくすれば、可動部材３２には電流値の小さな方の駆動用コイル側へ向かう推力が作用するので、可動部材３２は電流値の小さな方の駆動用コイル側へ移動した後、電流値の大きな方の駆動用コイルからの斥力と電流値の小さな方の駆動用コイルからの斥力とが釣り合う位置で静止する。
このとき、可動部材３２は、前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂからの斥力により中心軸上に保持されているので、可動部材３２を摩擦なくＺ軸方向に移動させることができる。
なお、駆動用コア部材３６、及び、前方及び後方支持用コア部材３７Ａ，３７Ｂについては省略してもよいが、本例のように、駆動用コア部材３６、及び、前方及び後方支持用コア部材３７Ａ，３７Ｂを設けるようにすれば、駆動効率を向上させることができる。
【００３５】
ところで、前方駆動用コイル３３Ａに供給する電流値と後方駆動用コイル３３Ｂに供給する電流値との和である合計の電流値が小さい場合は、バネ的な性質としては弱いバネとなるので、静止時の振動等が収まって静止するまでに要する時間は長くなる。一方、合計の電流値が大きい場合は、バネ的な性質としては強いバネとなるので、静止するまでに要する時間は短くなる。
すなわち、本実施の形態４の電磁駆動装置３０では、従来のバネ懸架の電磁駆動装置とは異なり、前方及び後方駆動用コイル３３Ａ，３３Ｂの合計の電流値を制御することでバネ特性を変化させることができる。したがって、必要に応じてバネ強さを強めたり弱めたりできるので、合計の電流値を増減させつつ可動部材３２を移動させれば、緩やかに移動させた後急激に静止させるなど、可動部材３２に様々な動作を行わせることができる。
【００３６】
なお、前記実施の形態４では、前方及び後方駆動用コイル３３Ａ，３３Ｂと前方及び後方支持用コイル３４Ａ，３４Ｂの４つのコイルを用いて可動部材３２を中心軸上に保持しながらＺ軸方向に移動させるようにしたが、駆動用コイルと支持用コイルを共用する構成としてもよい。
図２０（ａ）は、その一例である簡易構造の電磁駆動装置３０Ｄの構成を示す図で、同図において、３１は円筒状の固定部材、３２は非磁性導電材料から成る円筒状の可動部材、３３Ｕ，３３ＤはそれぞれＺ軸周りに巻き回された前方コイルと後方コイル、３５は非磁性導電材料から成る円環状の反発部材、３６は軟磁性体から成るコア部材である。
簡易構造の電磁駆動装置３０Ｄにおいては、可動部材３２の外周部の中央に反発部材３５を取付けるともに、反発部材３５の＋Ｚ側に前方コイル３３Ｕを配置し、−Ｚ側に後方コイル３３Ｄを配置している。前方コイル３３Ｕと後方コイル３３Ｄとは、固定部材３１の内壁に取付けられたコア部材３６の凹部に装着される。
図２０（ｂ）は、前方コイル３３Ｕと後方コイル３３Ｄに交流電流を通電したときに発生する磁界分布の一例を示す図である。図２０（ｂ）から、前方コイル３３Ｕと後方コイル３３Ｄの作る磁界の磁束流の中心が非磁性導電材料から構成されている可動部材３２と反発部材３５から離れ、Ｚ軸前方、Ｚ軸後方、及び、可動部材の中心軸に向けて斥力が作用する状態となっていることが理解できる。
このように、簡易構造の電磁駆動装置３０Ｄにおいても、前方及び後方コイル３３Ｄ，３４Ｕに交流電流を印加することで、可動部材３２には中心軸方向を向く斥力が作用するとともに、反発部材３５には前方コイル３３Ｕから−Ｚ方向の斥力が作用し、後方コイル３３Ｄには＋Ｚ方向の斥力が作用するので、前方及び後方コイル３３Ｕ，３３Ｄに通電する電流値を制御することで、可動部材３２を中心軸上に保持しつつＺ軸方向に移動させることができる。
なお、前方及び後方コイル３３Ｕ，３３Ｄのそれぞれに印加する交流電流はどのような位相関係にあってもよく、また、周波数が異なっていてもよい。
【００３７】
なお、前記実施の形態４の電磁駆動装置３０及び前記簡易構造の電磁駆動装置３０Ｄにおいて、可動部材３２をレンズホルダーとし、固定部材をケースとすれば、バネ部材やガイドピンを用いない、空中浮遊型のレンズ駆動装置を構成することができる。
また、可動部材３２を固定部材３１の前後まで伸ばしこれを可動シャフトとすれば、ストロークは短いものの、摺動抵抗のないリニアアクチュエータを構成することができる。
また、前記実施の形態４の電磁駆動装置３０及び前記簡易構造の電磁駆動装置３０Ｄは、個々に製作した各部品を組み上げて製造してもよいが、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）として、シリコン等の基板上に、集積回路の製造技術と同様の技術を用いたウェハレベルの電磁駆動装置として製造してもよい。
【００３８】
実施の形態５．
前記簡易構造の電磁駆動装置３０Ｄでは、前方及び後方コイル３３Ｕ，３３Ｄと非磁性導電材料から成る可動部材３２により可動部材３２を中心軸上に保持し、前方及び後方コイル３３Ｕ，３３Ｄと反発部材３５とにより可動部材３２をＺ軸方向に移動させるようにしたが、図２１（ａ），（ｂ）に示すように、円錐台側面形状（コニカル形）の前方及び後方コイル３３Ｐ，３３Ｑと円錐台側面形状の反発部材３５Ｒとを用いれば、非磁性導電材料から成る可動部材を用いることなく、可動部材３２を中心軸上に保持しながらＺ軸方向に駆動することができる電磁駆動装置３０Ｃを構成することができる。
このとき、反発部材３５Ｒの円環部を前方コイル３３Ｐの巻線部と後方コイル３３Ｑとの間に前記巻線部とそれぞれ対向するように配置することが肝要で、これにより、前方コイル３３Ｐ、反発部材３５Ｒ、及び、後方コイル３３Ｑの各側面の法線と可動部材３２の軸線とが交差するので、前方コイル３３Ｐと、後方コイル３３Ｑとに通電すると、反発部材３５Ｒには、図２１（ａ）の矢印に示すように、可動部材３２の軸線と交差する方向の斥力が作用する。この斥力のＺ軸方向成分が可動部材３２をＺ軸方向に沿って移動させる推力となり、前記Ｚ軸に垂直な方向の成分が可動部材３２を可動部材３２の中心軸に保持する保持力となるので、可動部材３２が非磁性導電部材でなくても、可動部材３２を中心軸上に保持しながらＺ軸方向に駆動することができる。
なお、前方コイル３３Ｐ、反発部材３５Ｒ、及び、後方コイル３３Ｑの内径及び外径は、図２１（ａ）に示すように、前方コイル３３Ｐ、反発部材３５Ｒ、後方コイル３３Ｑの順に大きくしてもよいし、図２１（ｃ）に示すように、同じにしてもよい。
また、本例の電磁駆動装置３０Ｃにおいても、可動部材３２をレンズホルダーとし固定部材３１をケースとすれば、バネ部材やガイドピンを用いない、空中浮遊型のレンズ駆動装置を構成することができる。
【００３９】
実施の形態６．
図２２（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態６に係る電磁駆動装置としての手振れ抑制装置４０の構成を示す図で、（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は分解斜視図である。
手振れ抑制装置４０は、固定部材４１と、可動部材としてのレンズ駆動装置４２と、固定部材４１にレンズ駆動装置を懸架する揺動用バネ部材４３と、第１〜第４の揺動用コイル４４１〜４４４と、第１〜第４の揺動用反発部材４５１〜４５４とを備える。なお、図を簡単にするため、レンズ駆動装置４２についてはレンズホルダーを支持するケースのみを図示した。
以下、レンズ駆動装置４２の軸線方向をＺ軸方向前方（＋Ｚ側）とし、Ｚ軸に直交する２方向をそれぞれＸ軸及びＹ軸とする。
固定部材４１はＺ軸方向から見た時に、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ直交する側面４１１〜４１４を備えた筒状の枠体で、前記４つの側面４１１〜４１４の内壁に、それぞれ、第１〜第４の揺動用コイル４４１〜４４４が取付けられている。具体的には、第１の揺動用コイル４４１はＸ軸周りに巻き回されて固定部材４１の＋Ｘ側の側面４１１の内壁に取付けられ、第２の揺動用コイル４４２はＸ軸周りに巻き回されて−Ｘ側の側面４１２の内壁に取付けられる。また、第３の揺動用コイル４４３はＹ軸周りに巻き回されて固定部材４１の＋Ｙ側の側面４１３の内壁に取付けられ、第４の揺動用コイル４４４はＹ軸周りに巻き回されて−Ｙ側の側面４１４の内壁に取付けられる。
第１〜第４の揺動用反発部材４５１〜４５４は、それぞれが非磁性導電材料から成る板状の部材で、それぞれレンズ駆動装置４２の外周面に第１〜第４の揺動用コイル４４１〜４４４と対向するように取付けられる。なお、第１〜第４の揺動用反発部材４５１〜４５４は正方形枠状の部材であってもよい。
また、揺動用バネ部材４３としては、例えば、図２２（ｂ）に示すような、外周枠４３ａと、内周枠４３ｂと、外周枠４３ａと内周枠４３ｂとの間に位置する可動枠４３ｃと、外周枠４３ａと可動枠４３ｃを＋Ｘ側及び−Ｘ側の中央部において連結する連結片４３ｐと、可動枠４３ｃと内周枠４３ｂとを＋Ｙ側及び−Ｙ側の中央部において連結する連結片４３ｑとを備えた板バネが好適に用いられる。
【００４０】
次に手振れ抑制装置４０の動作について説明する。
揺動用コイル４４１に交流電流を供給すると、レンズ駆動装置４２に第１の揺動用コイル４４１に対向して取付けられた第１の揺動用反発部材４５１には渦電流による反磁界が生じ、その結果、第１の揺動用コイル４４１と第１の揺動用反発部材４５１との間には斥力が発生し、この斥力により、レンズ駆動装置４２は−Ｘ方向に移動しながらＹ軸周りに右回転する。したがって、レンズ駆動装置４２に＋Ｘ方向に移動しながらＹ軸周りに左回転する手振れが生じた場合には、第１の揺動用コイル４４１に交流電流を流すことで前記手振れを抑制することができる。また、レンズ駆動装置４２に−Ｘ方向に移動しながらＹ軸周りに右回転する手振れが生じた場合には、第２の揺動用コイル４４２に交流電流を供給することで前記手振れを抑制することができる。
Ｙ方向に移動しながらＸ軸周りに回転する手振れが生じた場合には、第３の揺動用コイル４４３もしくは第４の揺動用コイル４４４に交流電流を供給することで前記手振れを抑制することができる。
【００４１】
実施の形態７．
図２３（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態７に係る電磁駆動装置としてのレンズ駆動装置５０の構成を示す図で、（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は分解斜視図である。
レンズ駆動装置５０は、ケース５１と、可動部材としてのレンズホルダー５２と、前方及び後方駆動用コイル５３Ａ，５３Ｂと、前方及び後方駆動用反発部材５４Ａ，５４Ｂと、第１〜第４の支持用コイル５５１〜５５４と、第１〜第４の支持用反発部材５６１〜５６４とを備える。
レンズホルダー５２は、例えば、平面視正方形の筒状の部材で、軸線方向、すなわち、レンズホルダー５２に図示しないレンズを搭載した時の被写体側をＺ軸方向前方（＋Ｚ側）とし、Ｚ軸に直交する２方向をそれぞれＸ軸及びＹ軸とする。
【００４２】
ケース５１は、＋Ｚ側に配置される正方形の枠形状のカバー５１ａと、−Ｚ側に配置される正方形の枠形状の台座５１ｂと、カバー５１ａと台座５１ｂとの間に配置される枠部５１ｃとを備えており、カバー５１ａの開口部のレンズホルダー５２側（−Ｚ側）の周縁部にＺ軸周りに巻き回された前方駆動用コイル５３Ａが装着され、台座５１ｂの開口部のレンズホルダー５２側（＋Ｚ側）の周縁部にＺ軸周りに巻き回された後方駆動用コイル５３Ｂが装着される。枠部５１ｃは、詳細には、Ｚ軸方向から見た時に、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ直交する側面５１１〜５１４を備え、前記４つの側面５１１〜５１４の内壁に、それぞれ、第１〜第４の支持用コイル５５１〜５５４が取付けられている。具体的には、第１の支持用コイル５５１はＸ軸周りに巻き回されて枠部５１ｃの＋Ｘ側の側面５１１の内壁に取付けられ、第２の支持用コイル５５２はＸ軸周りに巻き回されて−Ｘ側の側面５１２の内壁に取付けられる。また、第３の支持用コイル５５３はＹ軸周りに巻き回されて枠部５１ｃの＋Ｙ側の側面５１３の内壁に取付けられ、第４の支持用コイル５５４はＹ軸周りに巻き回されて−Ｙ側の側面５１４の内壁に取付けられる。
第１〜第４の支持用反発部材５６１〜５６４は、それぞれが非磁性導電材料から成る板状の部材で、それぞれレンズホルダー５２の外周面に第１〜第４の支持用コイル５５１〜５５４と対向するように取付けられる。なお、第１〜第４の支持用反発部材５６１〜５６４は正方形枠状の部材であってもよい。
前方及び後方駆動用反発部材５４Ａ，５４Ｂは非磁性導電材料から成る円環状の部材で、レンズホルダー５２の＋Ｚ側の端部と−Ｚ側の端部とに、前方及び後方駆動用コイル５３Ａ，５３Ｂと対向するように取り付けられる。
【００４３】
次に、レンズ駆動装置５０の動作について説明する。
まず、第１〜第４の支持用コイル５５１〜５５４に交流電流を印加することで、第１〜第４の支持用コイル５５１〜５５４に対向して配置されている非磁性導電材料から成る第１〜第４の支持用反発部材５６１〜５６４に渦電流を発生させ、レンズホルダー５２に＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、及び−Ｙ方向の斥力を作用させる。これにより、バネ部材やガイドピンがなくても、レンズホルダー５２を中心軸上に保持することができる。すなわち、レンズホルダー５２を空中に浮遊させることができる。
次に、前方及び後方駆動用コイル５３Ａ，５３Ｂにそれぞれ交流電流を印加すると、前方駆動用コイル５３Ａの−Ｚ側に配置されている前方駆動用反発部材５４Ａには−Ｚ方向の斥力が作用し、後方駆動用コイル５３Ｂの＋Ｚ側に配置されている後方駆動用反発部材５４Ｂには＋Ｚ方向の斥力が作用する。したがって、前方及び後方駆動用コイル５３Ａ，５３Ｂの一方に通電する電流値を他方に通電する電流値より大きくすれば、レンズホルダー５２には電流値の小さな方の駆動用コイル側へ向かう推力が作用するので、レンズホルダー５２は電流値の小さな方の駆動用コイル側へ移動した後、電流値の大きな方の駆動用コイルからの斥力と電流値の小さな方の駆動用コイルからの斥力とが釣り合う位置で静止する。このとき、レンズホルダー５２は、第１〜第４の支持用コイル５５１〜５５４からの斥力により中心軸上に保持されているので、レンズホルダー５２を摩擦なくＺ軸方向に移動させることができる。
【００４４】
なお、前記実施の形態７では、第１〜第４の支持用コイル５５１〜５５４と第１〜第４の支持用反発部材５６１〜５６４とを用いてレンズホルダー５２を中心軸上に空中浮遊させたが、レンズホルダー５２を中心軸上に空中浮遊させるには、必ずしも＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、及び−Ｙ方向の斥力を作用させる必要はなく、少なくとも、Ｚ軸方向に直交する３方向から斥力を作用させればよい。したがって、レンズホルダー５２の外径は四角筒の他に三角筒、六角筒、八角筒等の多面筒でもよいし、円筒形であってもよい。
また、前記例では、レンズホルダー５２を中心軸上に空中浮遊させたが、第１〜第４の支持用コイル５５１〜５５４に印加する交流電流の大きさを変化させることで、レンズホルダー５２をＸ軸方向またはＹ軸方向に移動させることができる。したがって、レンズ駆動装置５０にＸ軸方向またはＹ軸方向の手振れが生じた場合には、第１〜第４の支持用コイル５５１〜５５４に通電する交流電流の大きさを制御することで、前記手振れを抑制することができる。すなわち、本例のレンズ駆動装置５０を手振れ抑制機能付きのレンズ駆動装置として使用することができる。
また、前記実施の形態７において、レンズホルダー５２をレンズ駆動装置に置き換え、ケース５１を固定部材とすれば、バネ部材やガイドピンを用いることなく、レンズ駆動装置を空中浮遊させながら手振れを抑制することのできる手振れ抑制装置を構成することができる。
【００４５】
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前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、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も明らかである。そのよう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、特許請求の範囲から明らかである。
【符号の説明】
【００４６】
１０  レンズ駆動装置、１１  ケース、１１ａ  枠体、１１ｂ  カバー部、
１１ｃ  基部、１１ｋ  段差部、１２  レンズホルダー、１２ａ  本体、
１２ｂ  段差部、１３Ａ，１３Ｂ  バネ部材、１４  駆動用コイル、
１５  駆動用反発部材、１６  レンズ、１７  コア部材。
【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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【図２２】
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【図２３】
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