(57)【要約】【課題】ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の電流制御を容易にする一方で、ＶＣＭへの通電を停止したときにコイルに生じる回生力を大きくし、機器内での移動要素の移動の制動を行うことが可能な駆動装置を提供する。【解決手段】移動要素としてのレンズを駆動するための駆動装置としてＶＣＭを備え、このＶＣＭのモータ可動部１５を構成するコイル体１６は複数のコイル（第１コイル１７と第２コイル１８）で構成される。ＶＣＭの駆動時に第１コイル１７に駆動制御部４からの通電を可能とし、ＶＣＭの通電停止時に第１コイル１７と第２コイル１８を短絡状態に切り替えるコイル切替手段６（６１，Ｓ１，Ｓ２）を備える。第１コイル１７と第２コイル１８には、外力により移動されたときに回生力が発生し、光学要素の移動を制動する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動要素を駆動する駆動源としてのボイスコイルモータを備える駆動装置であって、前記ボイスコイルモータのモータ可動部を構成するコイル体は一体化された複数のコイルで構成され、前記ボイスコイルモータの駆動時に駆動制御部から少なくとも１つのコイルへ通電する状態に切り替え、前記ボイスコイルモータへの通電停止時に複数のコイルを短絡状態に切り替えるコイル切替手段を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記コイル切替手段は、複数のコイルを直列接続又は並列接続の状態に切り替える請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記コイル体は、駆動コイルとしての第１コイルと、制動コイルとしての第２コイルを備え、前記コイル切替手段は、前記ボイスコイルモータの駆動時に前記第１コイルへの通電を可能とし、前記ボイスコイルモータへの通電停止時に前記第１コイルと前記第２コイルを直列接続し、かつその両端を短絡して閉ループを構成する請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記第１コイルは両端が前記駆動制御部に接続されるとともに、その一端が前記第２コイルの一端に接続されており、前記コイル切替手段は、前記第１コイルの一端と他端との間に介装された第１スイッチと、前記第２コイルの一端と他端との間に介装された第２スイッチを備える請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記コイル切替手段は、ボイスコイルモータの駆動時には前記第１スイッチと前記第２スイッチをオフし、ボイスコイルモータへの通電停止時には前記第１スイッチと前記第２スイッチをオンする請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記コイル体は、駆動コイルとしての第１コイルと、制動コイルとしての第２コイルを備え、前記コイル切替手段は、前記ボイスコイルモータの駆動時に前記第１コイルと前記第２コイルを直列接続するとともに前記駆動制御部から前記第１コイルと前記第２コイルへの通電を可能とし、前記ボイスコイルモータへの通電停止時に直列接続された前記第１コイルと前記第２コイルの両端を短絡して閉ループを構成する請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記第１コイルは両端が前記駆動制御部に接続されるとともに、その一端が前記第２コイルの一端に接続されており、前記コイル切替手段は、前記第１コイルの一端と他端との間に介装された第１スイッチと、前記第２コイルの一端と他端との間に介装された第２スイッチと、前記第１コイルの一端と前記制御部との間に介装された第３スイッチを備える請求項６に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記コイル切替手段は、ボイスコイルモータの駆動時には前記第１スイッチと前記第２スイッチ又は第１スイッチのみをオフしかつ前記第３スイッチをオンし、ボイスコイルモータへの通電停止時には前記第１スイッチと前記第２スイッチをオンしかつ前記第３スイッチをオフする請求項７に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記コイル体は、駆動コイルとしての第１コイルと、制動コイルとしての第２コイルを備え、前記コイル切替手段は、前記ボイスコイルモータの駆動時に前記駆動制御部から前記第１コイルのみへの通電を可能とし、又は前記第１コイルと前記第２コイルを並列接続して前記第１コイルと前記第２コイルへの通電を可能とし、前記ボイスコイルモータへの通電停止時に前記第１コイルと前記第２コイルの両端を短絡して閉ループを構成する請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記第１コイルと前記第２コイルは前記駆動制御部に対して並列に接続され、前記第１コイルと前記第２コイルに並列接続された第１スイッチと、前記第２コイルと直列に接続された第２スイッチとを備える請求項９に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記コイル切替手段は、ボイスコイルモータの駆動時には前記第１スイッチをオンし、前記第２スイッチをオン又はオフし、ボイスコイルモータへの通電停止時には前記第１スイッチをオフし前記第２スイッチをオンする請求項１０に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記光学機器は撮像装置であり、撮像装置に内装された光学要素を前記ボイスコイルモータにより移動させる駆動装置として構成されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記光学機器は撮像装置のレンズ鏡筒であり、前記光学要素としてのレンズを前記ボイスコイルモータにより光軸方向に移動させるレンズ駆動装置として構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記ボイスコイルモータは、モータ可動部が直線移動するリニアボイスコイルモータとして構成されている請求項１３に記載の駆動装置。
【請求項１５】
前記複数のコイルはコイル軸が同一方向に向けられ、かつ巻線方向が同一方向に向けられている請求項１４に記載の駆動装置。
【請求項１６】
前記ボイスコイルモータは前記レンズ鏡筒の鏡筒固定部に支持されて光軸方向に延長配置されたモータ固定部としてのマグネットおよびヨークを備え、前記コイル体は前記レンズのレンズ枠に一体化され、前記モータ固定部に対して光軸方向に移動可能に構成されている請求項１２ないし１５のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項１７】
レンズ鏡筒の鏡筒固定部に対して光軸方向に移動されるレンズを備えるレンズ鏡筒に構成された駆動装置であって、前記鏡筒固定部に支持されたマグネットおよびヨークからなるモータ固定部と、前記レンズのレンズ枠に一体支持された第１コイルと第２コイルからなるコイル体を含むモータ可動部で構成されたボイスコイルモータと、前記コイル体に通電してボイスコイルモータを駆動するレンズ駆動制御部と、前記第１コイルと前記第２コイルの接続状態を切り替えるコイル切替手段を備え、前記コイル切替手段は、前記ボイスコイルモータの駆動時に少なくとも前記第１コイルを前記レンズ駆動制御部に接続し、前記ボイスコイルモータへの通電停止時に前記第１コイルおよび前記第２コイルを短絡状態に切り替える駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルカメラ等の光学機器に設けられ、光学要素を駆動するための駆動装置に適用して好適な駆動装置、好ましくはレンズ鏡筒内のレンズを駆動するための駆動装置として適用することが可能な駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の光学機器のレンズ鏡筒では、ズーミングやフォーカシングを行うために、レンズ鏡筒内においてレンズを光軸方向に移動するための駆動装置が設けられる。この種の駆動装置の駆動源として、直流モータや超音波モータが用いられているが、近年では、軽量・小型に構成できるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が用いられている。このＶＣＭは、磁界内においたコイルに通電する電流を制御することにより発生するローレンツ力（フレミングの左手の法則によりコイルに発生する駆動力）を利用したものである。
【０００３】
しかし、このＶＣＭを用いた駆動装置では、コイルへの通電を停止したときには、ローレンツ力が無くなってコイルの移動を規制することができなくなり、コイルに支持されているレンズを所定の位置に固定状態に保持することができなくなる。そのため、通電の停止時には、レンズ鏡筒に加えられる振動や衝撃等の外力によって、レンズがレンズ鏡筒内で移動されてしまい、その移動方向端においてレンズがレンズ鏡筒の鏡筒固定部に衝突する等してダメージを受けることがある。
【０００４】
このようなレンズに対するダメージを防止するために、機械的なロック機構を設けることが考えられるが、構造が複雑で光学機器の小型化に不利になる。そこで、コイルに生じる回生力（コイルの自己誘導作用により生じる移動方向と反対方向の駆動力）を利用してレンズの移動を制動することが考えられている。例えば、特許文献１は、ステッピングモータを用いてエレベータを上下に移動するようにしたチェンジャ機構において、モータへの通電が遮断されたときにモータコイルを短絡し、当該モータコイルに生じる回生力を利用してエレベータを制動する技術である。また、特許文献２は、ＶＣＭを駆動源とするディスクドライブ装置において、リトラクト時にボイスコイルを短絡し、そのときに生じる回生力を利用してヘッドの退避位置方向の制動を行うようにした技術である。特許文献１，２の回生力の技術をレンズ鏡筒におけるＶＣＭに適用することで、レンズの衝突によるダメージを防止することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１４９６９５号公報
【特許文献２】特開２００８−２９３５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者において、このような回生力の技術をレンズ鏡筒に用いられているＶＣＭに適用したところ、実際にはＶＣＭのコイルにおいてレンズを有効に制動するために有効な回生力を得ることが難しいことが判明した。すなわち、通常ではＶＣＭの自己インダクタンスは、レンズ駆動に好適な駆動力を得るのに適正な値となるように設計している。このようにして設計されるコイルでは、自己インダクタンスの値は必ずしも大きい値でなく、そのためコイルによって得られる回生力は小さく、レンズの移動方向端での衝突を有効に防止するには必ずしも十分ではない。
【０００７】
レンズの衝突を防止するのに必要な制動力を得るために、回生力の大きなコイルを設計すると、コイルの自己インダクタンスが大きくなり、これに伴ってＶＣＭを駆動する際の消費電力が大きくなるという問題がある。また、同時にＶＣＭの駆動力も大きくなるため、ＶＣＭを電流制御する際に、微細な電流変化でもレンズが高速に移動されるようになり、レンズを所望の速度でかつ微細に移動制御するための電流制御が難しく、レンズ鏡筒におけるレンズ制御が困難になる。
【０００８】
本発明の目的は、ＶＣＭの電流制御を容易にする一方で、ＶＣＭへの通電を停止したときにコイルに生じる回生力を大きくし、外力による駆動装置へのダメージ、例えば、レンズ鏡筒におけるレンズの衝突によるダメージを回避することを可能にした駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の駆動装置は、駆動装置の駆動源としてのＶＣＭを備えており、ＶＣＭの可動部を構成するコイル体は一体化された複数のコイルで構成され、ＶＣＭの駆動時に少なくとも１つのコイルに駆動制御部での通電を可能とし、ＶＣＭへの通電停止時に複数のコイルを短絡状態に切り替えるコイル切替手段を備えることを特徴としている。コイル切替手段は、複数のコイルを直列接続又は並列接続の状態に切り替えることが可能とされる。
【００１０】
本発明の好ましい形態として、コイル体は、駆動コイルとしての第１コイルと、制動コイルとしての第２コイルを備え、コイル切替手段は、ＶＣＭの駆動時に第１コイルへの通電を可能とし、ＶＣＭへの通電停止時に第１コイルと前記第２コイルを直列接続又は並列接続して閉ループを構成する構成とする。あるいは、ＶＣＭの駆動時に第１コイルと第２コイルへの通電を可能にする構成としてもよい。
【００１１】
例えば、第１コイルは両端が駆動制御部に接続されるとともに、その一端が第２コイルの一端に接続されており、コイル切替手段は、第１コイルの一端と他端との間に介装された第１スイッチと、第２コイルの一端と他端との間に介装された第２スイッチを備える。この場合、第１コイルの一端と駆動制御部との間に介装された第３スイッチを備えてもよい。
【００１２】
あるいは、第１コイルと第２コイルは並列接続されて駆動制御部に共通接続されるようにした上で、第１コイルと第２コイルに並列に第１スイッチが接続され、第２コイルと直列に第２スイッチが接続される構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１コイルにおいてＶＣＭの駆動力が好適な駆動力となるように設計しても、制度時には第１コイルと第２コイルで得られる回生力を制動力として得ることができる。これにより、駆動力に比して大きな制動力を得ることでき、ＶＣＭの電流制御を容易にする一方で、ＶＣＭへの通電を停止したときの回生力を大きくした駆動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明をカメラのレンズ鏡筒に適用した実施形態１の概略図であり、（ａ）は光軸に沿った概略断面図、（ｂ）は（ａ）図のＢ１−Ｂ１線に沿った断面図。
【図２】レンズ駆動装置の一部を分解した概略斜視図。
【図３】ＶＣＭにおける図１（ａ）の一部の拡大断面図。
【図４】レンズ駆動装置のブロック回路図。
【図５】実施形態１の動作を説明するための図４の主要部の回路図。
【図６】実施形態２の構成と動作を説明するための主要部の回路図。
【図７】コイル体の異なる変形例の断面図。
【図８Ａ】実施形態３の構成と動作を説明するための主要部の回路図。
【図８Ｂ】実施形態３の動作を説明するための主要部の回路図。
【図９】実施形態４の要部の図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）図のＢ２−Ｂ２線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明をスチルカメラやムービーカメラ（ビデオカメラ）のレンズ鏡筒に適用した実施形態１の概略図であり、本発明における駆動装置の一例として、レンズ鏡筒ＬＬに内装されて被写体のフォーカシング（ピント合わせ）を自動的に行うフォーカスレンズのレンズ駆動装置１に適用した実施形態の図である。図１（ａ）は光軸方向に沿った概略断面図であり、前記レンズ鏡筒ＬＬには、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３が内蔵されており、ここでは第２レンズ群Ｌ２が前記レンズ駆動装置１で駆動する光学要素としてのフォーカスレンズとして構成されている。このフォーカスレンズ（第２レンズ群）Ｌ２は、当該レンズ駆動装置１によってレンズ鏡筒ＬＬの光軸方向に移動され、当該レンズ鏡筒ＬＬが装着されるカメラボディＣＢに内装されている撮像素子ＩＳに対してフォーカシングを行うようになっている。前記した第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３については、前記レンズ駆動装置１により駆動される構成にはなっていないので詳細な説明は省略する。
【００１６】
図１（ｂ）は前記フォーカスレンズ（第２レンズ群）Ｌ２と前記レンズ駆動装置１を抜き出した図であり、図１（ａ）のＢ１−Ｂ１線に沿った断面図である。また、図２はその要部の一部を分解した概略斜視図である。図１〜図２に示すように、フォーカスレンズＬ２はレンズ枠２に固定支持されており、このレンズ枠２には径方向の左右位置において、それぞれ光軸方向に延長された一対のガイドロッド３が遊挿されている。これらのガイドロッド３は、レンズ鏡筒ＬＬの鏡筒固定部３１に固定的に支持されており、前記レンズ枠２はこれらガイドロッド３に沿って光軸方向に移動可能とされている。
【００１７】
前記レンズ駆動装置１は、前記レンズ枠２の上側領域において、当該レンズ枠２の光軸方向の移動領域にわたって配設されたリニア（直線）型ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を主体に構成されている。このＶＣＭは、光軸方向に沿って延長配置された長板状をしたマグネット１１と、このマグネット１１を支持している透磁性材料からなるヨーク１２とを備えており、これらマグネット１１とヨーク１２でＶＣＭのモータ固定部（ステータ）１０が構成されている。
【００１８】
前記ヨーク１２は光軸方向に延長配置された横Ｕ字ヨーク１３と、この横Ｕ字ヨーク１３の開放端を連結するＩ型ヨーク１４とで無端状に形成されており、前記横Ｕ字ヨーク１３の対をなす両側片部１３ｏ，１３ｉがレンズ鏡筒ＬＬの径方向に向けられた状態で当該レンズ鏡筒ＬＬ内に固定支持されている。また、この横Ｕ字ヨーク１３および前記マグネット１１の光軸方向の長さは、前記フォーカスレンズＬ２の光軸方向の移動距離に対応した長さに設計されている。
【００１９】
前記マグネット１１は、図３の拡大断面図に示すように、Ｓ極とＮ極の一方の磁極、ここではＮ極が内径方向に向けられており、外径方向に向けられた他方の磁極（Ｓ極）が前記横Ｕ字ヨーク１３の外径側の側片部１３ｏの内面に固着されている。これにより、マグネット１１とヨーク１２とで、レンズ鏡筒ＬＬ内の所要の長さ領域にわたって径方向に向けられた磁力線で構成される磁界Ｈが形成されることになる。
【００２０】
前記ＶＣＭのモータ可動部（ロータ）１５は角筒型の空芯コイルからなるコイル体１６で構成されており、このコイル体１６は前記レンズ枠２の径方向の一部に一体的に支持されるとともに、その空芯部が前記横Ｕ字ヨーク１３の内径側の側片部１３ｉを内挿ように配設されている。このコイル体１６は前記磁界Ｈ内で移動する際、すなわち前記横Ｕ字ヨーク１３の側片部１３ｉとマグネット１１との間隙内で光軸方向に移動する際に、これらとの間で摩擦抵抗が生じないように、互いに接触しないように配設されることが好ましい。また、このコイル体１６には、可撓性のある帯状をした薄いフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）１９が接続されており、コイル体１６はこのＦＰＣ１９を介して後述するレンズ駆動制御部４に電気接続されている。このＦＰＣ１９は前記レンズ枠２の光軸方向の移動、すなわちコイル体１６の光軸方向の移動に追従して板厚方向に弾性変形されるので、当該コイル体１６の光軸方向の移動にかかわらず電気接続状態が保持される。
【００２１】
前記コイル体１６は、図２に示したように、からも分かるように、ほぼ同じ形状をした第１コイル１７と第２コイル１８とで構成されている。これら第１コイル１７と第２コイル１８は、ここではほぼ同じ外形寸法をした角筒状の空芯コイルとして構成されており、両コイル１７，１８はそれぞれ前記レンズ枠２に固定支持されることで互いに一体化されている。前記第１コイル１７と第２コイル１８はそれぞれの芯（コイル軸）を同一方向に向けて光軸方向に配列され、かつ第１コイル１７と第２コイル１８の巻線方向は同じ方向に向けられている。
【００２２】
その一方で、第１コイル１７の巻数と第２コイル１８の巻数は適切に設計されている。すなわち、後述するように、第１コイル１７は前記フォーカスレンズＬ２を駆動するための駆動コイルとして構成されており、その巻数は電流制御して好適なレンズ駆動力を得るのに好適な自己インダクタンスのコイルとなるように設計されている。また、第２コイル１８は制動コイルとして構成されており、その巻数は後述するように好適な制動力が得られる自己インダクタンスのコイルとなるように設計される。
【００２３】
図４は、前記レンズ駆動装置１のブロック回路図である。前記第１コイル１７と前記第２コイル１８、すなわち駆動コイル１７と制動コイル１８は、レンズ駆動制御部４に電気接続されている。この実施形態１では、前記駆動コイル１７と前記制動コイル１８は各一端が互いに接続されて直列状態に接続されており、その上で前記駆動コイル１７の一端と他端は前記レンズ駆動制御部４に接続され、このレンズ駆動制御部４からＶＣＭを駆動するための駆動電流が通電されるようになっている。
【００２４】
前記レンズ駆動制御部４は、カメラ制御部５から出力されるフォーカシング信号に基づいて前記駆動コイル１７に対して駆動電流を通電する。このカメラ制御部５については、詳細な説明は省略するが、カメラボディＢＤ（図１参照）に設けられているレリーズボタン（図示せず）が半押しされたときに測距センサ（ＡＦセンサ）ＳＳの測距信号に基づいて測距を行い、得られた測距信号に基づいてフォーカシング信号を生成する。また、カメラのメインスイッチＳＷが操作されて電源（バッテリ）ＢＡＴがオン／オフされたときに、電源オン／オフ信号を前記レンズ駆動制御部４に出力する。
【００２５】
また、前記レンズ駆動装置１は、前記駆動コイル１７と制動コイル１８の接続状態を切り替えるコイル切替手段６が設けられている。このコイル切替手段６は、第１および第２のスイッチＳ１，Ｓ２と、これらスイッチをオン／オフ制御するコイル切替部６１で構成されている。この実施形態１では、前記駆動コイル１７の一端と他端との間に第１スイッチＳ１が接続されており、前記制動コイル１８の一端と他端との間に第２スイッチＳ２が接続されている。
【００２６】
前記第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２はリレースイッチで構成されており、当該リレースイッチのリレーコイルＲＥＬへの通電が制御されることにより、スイッチ接点ＳＣのオン／オフが切り替えられる。ここでは、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２は、いずれもリレーコイルＲＥＬが励磁されていないときにスイッチ接点ＳＣをオン状態とする常閉スイッチで構成されている。なお、スイッチする電流が小電流の場合には、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２はトランジスタやＭＯＳ等による電子スイッチで構成してもよい。
【００２７】
前記コイル切替部６１は、前記レンズ駆動制御部４での制御状態に応じて前記第１スイッチＳ１と前記第２スイッチＳ２をシーケンス的に切替制御する。すなわち、前記レンズ駆動制御部４がＶＣＭを駆動してフォーカシング制御を行っているときには、コイル切替部６１は第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をそれぞれオフ（開）とする。また、フォーカシングが行われないとき、あるいは電源がオフされたときには、コイル切替部６１は第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をそれぞれオン（閉）とする。図４はフォーカシングを行なうために各スイッチＳ１，Ｓ２がオフされた状態を示している。
【００２８】
以上の構成の実施形態１のレンズ駆動装置１の動作を説明する。図４に示したように、カメラのメインスイッチＳＷにより電源ＢＡＴがオンされると、レンズ駆動制御部４は入力された電源オン信号に基づいてコイル切替部６１を制御し、コイル切替部６１は第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をオフとする。これにより、図５（ａ）に示すように、駆動コイル１７は両端がレンズ駆動制御部４に接続された状態とされ、制動コイル１８は開放状態とされる。
【００２９】
したがって、カメラのレリーズボタンが半押しされると、ＡＦセンサＳＳでの測距が行われ、カメラ制御部５は得られた測距信号に基づいてフォーカスレンズＬ２の適正な光軸位置、すなわち合焦位置を演算してフォーカシング信号を生成し、レンズ駆動制御部４に出力する。レンズ駆動制御部４は入力されたフォーカシング信号に基づいて、駆動コイル１７に通流する電流を制御する。これにより、駆動コイル１７は通電された電流に応じてモータ固定部１０、すなわちマグネット１１およびヨーク１２に対する光軸方向位置が制御されてＶＣＭが駆動状態となり、当該駆動コイル１７を一体に支持しているレンズ枠２、換言すればフォーカスレンズＬ２の光軸位置が制御され、フォーカシングが実行される。
【００３０】
このとき、駆動コイル１７の自己インダクタンスを適切に設計しておくことにより、駆動コイル１７に通流する電流によって生じる駆動コイル１７自身の駆動力を制御し、フォーカスレンズＬ２を光軸方向に移動し、その移動位置を好適に制御することができ、レンズ制御が容易になる。このとき、駆動コイル１７に発生する駆動力が過大であるとフォーカスレンズＬ２の移動速度が高速になって所望の光軸位置に正確に移動させることが難しくなる。反対に駆動力が小さすぎるとフォーカスレンズＬ２を迅速に所望の光軸位置に移動制御することが難しくなる。
【００３１】
一方、カメラの非使用時のように、メインスイッチＳＷにより電源ＢＡＴがオフされると、レンズ駆動制御部４は入力された電源オフ信号に基づいてコイル切替部６１を制御し、図５（ｂ）に示すように、コイル切替部は第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をオンとする。これにより、駆動コイル１７と制動コイル１８はそれぞれの両端が短絡され、両コイル１７，１８はそれぞれ閉ループ状態となる。また、駆動コイル１７はレンズ駆動制御部４からの電流の通電が停止されるため、ＶＣＭとしての動作は停止される。これにより、駆動コイル１７および制動コイル１８、すなわちコイル体１６は、マグネット１１およびヨーク１２からなるモータ固定部１０に対して自由に移動される状態となり、結果としてコイル体１６と一体のレンズ枠２、すなわちフォーカスレンズＬ２はレンズ鏡筒ＬＬ内において外力に応じて節度なく移動されてしまう状態となる。
【００３２】
そのため、このような電源オフの状態において、レンズ鏡筒ＬＬに振動や衝撃等の外力が加えられると、フォーカスレンズＬ２は光軸方向に移動される。しかし、このフォーカスレンズＬ２の移動、すなわちレンズ枠２と一体化されているコイル体１６の移動により、駆動コイル１７と制動コイル１８にはそれぞれ起電力（ローレンツ力：フレミングの左手の法則により発生する電流を打ち消す方向の電流による電磁力）が発生し、この起電力に対する自己誘導作用によって生じる力、すなわち回生力が発生する。この回生力はコイル体１６の移動方向に対する制動力として作用する。
【００３３】
このとき、この実施形態では、駆動コイル１７と制動コイル１８は巻線方向が同一方向であるので、各コイル１７，１８において回生力は同一方向に発生し、両コイル１７，１８の回生力が加算された大きな制動力が得られることになる。これにより、フォーカスレンズＬ２の外力による移動が制動され、その移動方向端においてフォーカスレンズＬ２がレンズ鏡筒ＬＬの鏡筒固定部に衝突してダメージを受けることが抑制ないし防止される。
【００３４】
したがって、フォーカシング時におけるＶＣＭの駆動力を適切に設定することを優先して、駆動コイル１７の自己インダクタンスを大きく設計することが難しい場合でも、制動コイル１８を備えることによって電源オフ時におけるコイル体１６の全体のインダクタンス、すなわち駆動コイル１７と制動コイル１８の合成インダクタンスを駆動コイル１７単体の自己インダクタンス以上にすることができ、コイル体１６による回生力を増大することができ、フォーカスレンズＬ２に対するダメージを有効に抑制ないし防止することが可能になる。なお、このコイル体１６において得られる回生力は、フォーカスレンズＬ２がレンズ鏡筒ＬＬ内においていずれの光軸方向に移動された場合でも同様であり、光軸方向の両端位置においてフォーカスレンズＬ２がレンズ鏡筒ＬＬの鏡筒固定部に衝突する際のダメージを抑制ないし防止することができる。
【００３５】
図６は本発明における駆動装置を変形した実施形態２の回路構成図である。この実施形態２では、図６（ａ）にレンズ駆動装置の回路の主要部のみを示すように、駆動コイル１７と制動コイル１８の互いに接続した一端とレンズ駆動制御部４との間に第３スイッチＳ３を介装し、この第３スイッチＳ３をコイル切替部６１（図４参照）においてオン／オフするように構成している。その他の構成は実施形態１と同じであるので、同一符号を付して説明は省略する。
【００３６】
この実施形態２では、レンズ制御時には、図６（ａ）のように、コイル切替部６１は第１スイッチＳ１と第２イッチＳ“をオフし、第３スイッチＳ３をオンに切り替えた状態とする。これにより、駆動コイル１７のみがレンズ駆動制御部４に接続され、駆動コイル１７に制御電流が通電される。これは、実施形態１のレンズ制御時と同じであり、コイル体１６は駆動コイル１７のみがＶＣＭの駆動コイルとして構成され、当該ＶＣＭによるレンズ制御が実現できる。
【００３７】
また、レンズ制御時には、図６（ｂ）のように、コイル切替部６１は第１スイッチＳ１と第３スイッチをオフし、第２スイッチＳ２をオンに切り替えてもよい。これにより、駆動コイル１７と制動コイ１８ルは直列に接続されるとともに、両コイル１７，１８は直列状態でレンズ駆動制御部４に接続され、両コイル１７，１８を通じて制御電流が通電される。すなわち、駆動コイル１７と制動コイル１８が一体化されてＶＣＭの駆動コイルとして構成されることになり、ＶＣＭの駆動コイルとしての巻数が増加され、自己インダクタンスが増加される。したがって、レンズ制御時にコイル体１６に通電される電流に対するＶＣＭの駆動力が増大されることになり、フォーカスレンズＬ２を光軸方向に移動する際の移動速度を増大し、迅速なレンズ制御が実現できる。
【００３８】
一方、電源のオフ時には、実施形態２では、コイル切替部６１は図６（ｃ）のように、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２をオンし、第３スイッチＳ３をオフに切り替える。これにより、駆動コイル１７と制動コイル１８は直列に接続されるとともに、両コイル１７，１８は両端が短絡された１つの閉ループ構成のコイル体１６として構成される。したがって、フォーカスレンズＬ２が光軸方向に移動されたときに、これと一体に移動されるコイル体１６には駆動コイル１７と制動コイル１８の合成インダクタンスに基づく回生力が発生し、駆動コイル単体の場合よりも大きな制動力が得られることになる。
【００３９】
実施形態１，２では、コイル体１６を構成している駆動コイル１７と制動コイル１８を光軸方向に配列した例を示したが、図７（ａ）のように、駆動コイル１７の外周位置に制動コイル１８を同軸状態に配置して、両コイル１７，１８を径方向に配列したコイル体１６Ａとして構成してもよい。あるいは、図７（ｂ）のように、２本の導線でコイルを同芯状態に二重巻きし、各導線で駆動コイル１７と制動コイル１８を構成したコイル体１６Ｂとして構成するようにしてもよい。いずれの場合でも、駆動コイル１７と制動コイル１８は独立したコイルとして構成されているので、実施形態１，２と同様にレンズ制御が実現できる。また、このようにすることで、コイル体１６Ａ，１６Ｂの光軸方向の寸法を実施形態１のコイル体１６よりも低減でき、コイル体１６Ａ，１６Ｂが移動するのに必要とされる光軸方向の長さを満たすためのマグネット１１やヨーク１２からなるモータ固定部１０の光軸方向の寸法を低減でき、レンズ鏡筒ＬＬの筒長を短縮する場合に有効となる。
【００４０】
本発明において、コイル体を構成するコイルは、必ずしも実施形態１，２のように、第１コイルと第２コイルで構成されるとは限らない。例えば、第３コイルを付設し、レンズ制御時にレンズ駆動制御部に接続するコイル数を適宜に制御することで、ＶＣＭを所望の駆動力に設定し、フォーカスレンズの移動速度を所望の速度に設定することができる。また、電源オフ時に短絡するコイル数も適宜に制御することで、得られる制動力を任意に設定することができる。
【００４１】
本発明のコイル体は駆動コイルと制動コイルが並列接続されていてもよい。例えば、図８Ａ（ａ）はその一例を示す実施形態３の回路図である。コイル体１６を構成している駆動コイル１７と制動コイル１８は並列接続され、各両端がレンズ駆動制御部４に共通接続される。その一方で、これら駆動コイル１７と制動コイル１８の一端にはレンズ駆動制御部４との間に第１スイッチＳ１が介装されている。また、制動コイル１８の一端は第２スイッチＳ２を介して駆動コイル１７の一端に接続されている。なお、この実施形態３においても、図４に示したカメラ制御部５やコイル切替部６１を備えていることは言うまでもない。
【００４２】
レンズ駆動制御部４は入力された電源オン信号に基づいてコイル切替部６１を制御し、図８Ａ（ｂ）のように、第１スイッチＳ１をオンし、第２スイッチＳ２をオフとする。これにより、駆動コイル１７は両端がレンズ駆動制御部４に接続された状態とされ、制動コイル１８は開放状態とされる。したがって、レンズ駆動制御部４は入力されたフォーカシング信号に基づいて、駆動コイル１７に通流する電流を制御し、駆動コイル１７は通電された電流に応じてＶＣＭを駆動状態とし、駆動コイル１７によるフォーカシング動作が行なわれる。
【００４３】
電源がオフされたときには、レンズ駆動制御部４はコイル切替部６１を制御し、図８Ｂ（ａ）のように、第１スイッチＳ１をオフし、第２スイッチＳ２をオンする。これにより、駆動コイル１７と制動コイル１８は短絡状態、すなわち直列接続された状態とされる。したがって、フォーカスレンズＬ２のレンズ枠２（図１参照）と一体化されているコイル体１６の移動により、駆動コイル１７と制動コイル１８にはそれぞれ起電力が発生し、この起電力に対する自己誘導作用によってコイル体１６の移動方向に対する回生力が発生し、これが制動力として作用する。これにより、両コイル１７，１８の回生力が加算された大きな制動力が得られることになり、フォーカスレンズＬ２の外力による移動が制動され、その移動方向端においてフォーカスレンズＬ２がレンズ鏡筒ＬＬの鏡筒固定部に衝突してダメージを受けることが抑制ないし防止される
【００４４】
また、この実施形態４では、図８Ｂ（ｂ）のように、レンズ駆動制御部４はフォーカシング動作時にコイル切替部６１を制御して第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２を共にオンにしてもよい。このようにすることで、駆動コイル１７と制動コイル１８はレンズ駆動制御部４に並列接続される。レンズ駆動制御部４が駆動コイル１７の電流を制御してＶＣＭを駆動させると、これと同時に制動コイル１８に対して電流を制御することにより、制動コイル１８は駆動コイルとして機能されることになる。これにより、駆動コイル１７と制動コイル１８の駆動力を加算した大きな駆動力を得ることができる。
【００４５】
図９（ａ），（ｂ）は実施形態４のレンズ駆動装置を光軸方向から見た正面図と、そのＢ２−Ｂ２線の断面図である。なお、実施形態１と等価な部分には同一符号を付しており、これらの詳細な説明は省略する。この実施形態３は、ＶＣＭのモータ固定部１０を構成するマグネット１１とヨーク１２がフォーカスレンズＬ２のレンズ枠２を光軸回り方向に囲む円周方向の４箇所にそれぞれ配設されている。また、モータ可動部１５を構成するコイル体１６は前記レンズ枠２を光軸回り方向に囲むように円周方向に沿って巻線された多角形状の空芯コイルとして構成されている。
【００４６】
前記４つのモータ固定部１０は光軸に対して点対称な構成であり、各マグネット１１は、それぞれＳ又はＮの一方の磁極が内径方向に向けられており、各ヨーク１２は各マグネット１１による磁界が径方向に形成されるように構成されている。また、前記コイル体１６は実施形態１と同様に、駆動コイル１７と制動コイル１８で構成されており、両コイル１７，１８は光軸方向に配列されてレンズ枠２に一体化されている。これら駆動コイル１７と制動コイル１８は、図４に示したように、レンズ駆動制御部４、コイル切替部６１、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２、ないしは第３スイッチＳ３に接続されていることは実施形態１又は２と同じである。
【００４７】
この実施形態４によれば、ＶＣＭを駆動したときには駆動コイル１７の周方向の４箇所、すなわち４つのモータ固定部１０が配設された箇所においてそれぞれ駆動力が発生するので、これらの駆動力を加算した大きな駆動力を得ることができる。したがって、大型あるいは重量の大きなレンズを駆動するレンズ駆動装置に適用することが可能である。また、電源オフ時にコイル体１６、すなわち駆動コイル１７および制動コイル１８に発生する回生力も周方向の４箇所において発生するので、これらの回生力を加算した大きな回生力を得ることも可能である。さらに、これらの駆動力と回生力は光軸回りの４箇所において均等に発生するので、レンズ枠２の倒れ、すなわちフォーカスレンズＬ２が光軸と直交する面に対して傾斜することを防止する上でも有効である。
【００４８】
以上の実施形態では、本発明を光学要素としてのレンズ鏡筒に設けたフォーカスレンズを駆動するためのレンズ駆動装置に適用しているが、例えば、レンズ鏡筒内に設けられてズーミングを行うズームレンズのレンズ駆動装置として適用することも可能である。また、レンズ駆動装置に限らず、カメラ等を含む光学機器に内装されている各種光学要素を駆動するための駆動源にＶＣＭを適用した光学機器の駆動装置として構成することが可能である。また、光学機器以外の機器において移動要素の移動を抑制することが可能な駆動装置に適用できることは言うまでもない。
【００４９】
また、以上の実施形態では、本発明にかかるＶＣＭは直線移動するリニア型ＣＶＭとして構成しているが、機器に内装された移動要素を曲線移動、特に所定の位置を中心にした円軌道上で円弧移動させる場合には、ＶＣＭをロータリ（回転）型ＶＣＭとして構成してもよい。この場合においても駆動コイルに対して制動コイルを一体化したコイル体を構成し、これらのコイルの接続状態をコイル切替部によって切り替えることで、当該移動要素の移動を抑制するための制動効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  レンズ駆動装置（駆動装置：ボイスコイルモータ（ＶＣＭ））
２  レンズ枠（光学要素）
３  ガイドロッド
４  レンズ駆動制御部（駆動制御部）
５  カメラ制御部
６  コイル切替手段
１０  モータ固定部
１１  マグネット
１２  ヨーク
１５  モータ可動部
１６  コイル体
１７  駆動コイル（第１コイル）
１８  制動コイル（第２コイル）
１９  フレキシブルプリント回路基板
６１  コイル切替部
ＬＬ  レンズ鏡筒
Ｌ２  フォーカスレンズ（移動要素）
Ｓ１〜Ｓ３  第１〜第３スイッチ
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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