专利名称：驱动装置、光量调节装置以及透镜驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合于数字照相机等摄影装置中的快门等的驱动装置，光量调节装置，以及适合于驱动摄影装置的透镜的透镜驱动装置的改进。
背景技术：
作为现有技术的镜间快门照相机的快门装置，有的如图17所示。
在该图中，101是作为永磁体的磁体，102是驱动杆，102a是设于驱动杆102上的驱动销。驱动杆102固定在磁体101上，与磁体101成一整体地旋转。103是线圈，104，105是由软磁性材料构成的、利用线圈103激磁的定子。定子104和定子105在104a部及105a部处结合，在磁路上成为一个整体。通过向线圈103通电，定子104和定子105被激磁，磁体101在规定的角度内驱动旋转。106和107是快门叶片，108是基板。快门叶片106，107，将其孔部106a，107a可旋转地安装到基板108的销108b，108c上，长孔106b，107b可滑动地配合到驱动销102a上，通过驱动杆102和磁体101一起旋转，叶片106，107以孔部106a，107a为中心被旋转驱动，开闭基板的开口部108a。为了防止增加成本，用塑料磁体形成磁体，将驱动销成一整体地成形。
109是将快门叶片106，107可移动地保持在其与基板108之间的前基板，110是保持定子104，105，并且可旋转地保持磁体101的后基板。
目前，利用CCD作为摄像元件，将被拍照范围的像进行光电变换，作为静止图像信息记录在存储媒体上的数字照相机正在普及。下面，简单地说明有关这种数字照相机的曝光动作的一个例子。
首先，在摄影之前，接通主电源，当摄像元件变成动作状态时，快门叶片被保持在能够使摄像元件曝光的打开的位置。借此，摄像元件重复进行电荷的积累和放出输送，利用图像监视器可以观察被拍照的范围。
然后，当按下释放钮时，根据该时刻的摄像元件的输出决定光圈值和曝光时间，根据这些数据，有必要缩小曝光开口的孔径时，首先，驱动光圈叶片，设定规定的光圈值。其次，对放出积累电荷的摄像元件，发出开始电荷积累的指令，与此同时，将该积累开始信号作为触发信号，起动曝光时间控制电路，经过规定的曝光时间，快门叶片被驱动到遮挡对摄像元件曝光的关闭位置。在遮挡对摄像元件的曝光之后，进行积累的电荷的输送，经由图像写入装置，将图像信息记录到记录媒体上。之所以在电荷输送过程中防止对摄像元件曝光，是为了防止在电荷输送过程中电荷因额外的光线发生变化。
除上述装置快门装置之外，还有具有使ND滤光片前进后退的机构的装置，以及具有使带有小的光圈直径的光圈限制构件前进后退的机构的装置。
上述快门装置可以减少其厚度，但是，线圈和定子在基板上占据更大的范围。鉴于这一问题，有人提出了图18所示的方案。
在该图中，201是筒状转子，201a被磁化成N极，201b被磁化成S极。201c是和转子201整体成形的臂，驱动销201d从该臂201c上向转子201的旋转轴方向延伸。202是线圈，配置在转子201的轴方向。203是由软磁性材料构成的、利用线圈202激磁的定子。定子203具有与转子201的外周面相对的外侧磁极部203a，以及插入转子201的内部的内筒。204是辅助定子，固定在定子203的内筒上，与转子201的内周面相对。通过向线圈202上通电，将外侧磁极部203a、辅助定子204激磁，转子202旋转到规定的位置。207，208是快门叶片，205是基板。快门叶片207，208在孔部207a，208a处可旋转地安装到基板205的销205b，205c上，长孔207b，208b可滑动地配合到驱动销201d上。206是扭力弹簧，赋予转子201弹性力，以便把驱动销201d压到长孔207b，208b的端部上。通过向线圈202通电，使驱动销201d克服扭力弹簧206的弹性力与转子201一起旋转，将快门叶片207，208以孔部207a，208a为中心旋转驱动，进行基板的开口部5a的开闭驱动。
利用这种结构的光量调节装置，可以构成紧凑的光量控制装置。
图18所示的光量控制装置，形成比图17所示的装置更适合于小型化的形状，但仅通过对线圈进行通电的接通、断开切换，只能将快门叶片207、208保持在开放位置和关闭位置中的一个位置上。即，该光亮调节叶片仅以2个状态驱动，更具体的说，或驱动其覆盖开口部、或驱动其退避，人们还希望获得例如可以设定中间的开口状态的简易装置。
发明内容
本发明的一个方案为一种驱动装置，该驱动装置包括具有将外周面沿周向分割并磁化成不同的极的圆筒状磁体部、能够以轴为中心旋转的转子；至少一个通过与轴平行地延伸形成的、与磁体部的外周面相对的外侧磁极部；在与外侧磁极部相对的位置处、与磁体的内周面相对的内侧磁极部；沿转子的轴的方向配置、将外侧磁极部和内侧磁极部激磁的线圈，其特征为，为了将所述转子保持在三个停止位置上，当令外侧磁极部的每一个极的中心角相对于磁体部的被磁化的每一个极的中心角的比值为Y，磁体部的被磁化的每一个极在圆周上的长度相对于磁体部在径向的厚度的比值为X时，Y和X满足条件-0.3X+0.72＜Y。
此外，本发明另外一个方案为一种驱动装置，该驱动装置包括具有将外周面沿周向分割并磁化成不同的极的圆筒状磁体部、能够以轴为中心旋转的转子；响应转子的旋转而动作的输出构件；至少一个通过与轴平行地延伸形成的同时、与磁体部的外周面相对的外侧磁极部；在与外侧磁极部相对的位置处、与磁体的内周面相对的内侧磁极部；沿转子的轴的方向配置、将外侧磁极部和内侧磁极部激磁的线圈；备有开口部的基板；利用输出构件驱动、通过向基板的开口部前进和后退使通过开口部的光量变化的光量调节构件，其特征为，为了将所述光量调节构件保持在三个停止位置上，当令外侧磁极部的每一个极的中心角相对于磁体部的被磁化的每一个极的中心角的比值为Y，磁体部的被磁化的每一个极在圆周上的长度相对于磁体部在径向的厚度的比值为X时，Y和X满足条件-0.3X+0.72＜Y。
此外，本发明的再一个方案为一种透镜驱动装置，该驱动装置包括具有将外周面沿周向分割并磁化成不同的极的圆筒状磁体部、能够以轴为中心旋转的转子；响应转子的旋转动作的输出构件；至少一个通过与轴平行地延伸形成的同时、与磁体部的外周面相对的外侧磁极部；在与外侧磁极部相对的位置处、与磁体的内周面相对的内侧磁极部；沿转子的轴的方向配置、将外侧磁极部和内侧磁极部激磁的线圈；备有开口部的基板；利用输出构件驱动、通过向基板的开口部前进和后退使通过开口部的光束的焦距变化的透镜，其特征为，为了将所述透镜保持在三个停止位置上，当令外侧磁极部的每一个极的中心角相对于磁体部的被磁化的每一个极的中心角的比值为Y，磁体部的被磁化的每一个极在圆周上的长度相对于磁体部在径向的厚度的比值为X时，Y和X满足条件-0.3X+0.72＜Y。
借此，在不对线圈进行通电时，借助在转子的磁体部和定子之间作用的齿槽效应转矩，将转子保持在磁体部的极与极的边界部与外侧磁极部相对的位置上，同时，对应于向线圈的通电方向，可以使转子向不同的方向旋转，因此，本发明可以提供具有三个停止位置的简易的驱动装置。
除上面所述之外的本发明的其它目的和优点，通过下面对本发明的优选实施例的描述，对于熟悉本领域的人员，将会变得十分明显。在下面的描述中，将会参照作为说明书的一部分的用于说明本发明的例子的附图。但这种例子并没有完全包括本发明的各种实施例，因此，本发明的范围由说明书所附权利要求书限定。
图1是本发明的第一个实施形式中的光量调节装置的分解斜视图。
图2是图1所示的光量调节装置的剖面图。
图3是本发明的第一个实施形式中转子位于第三位置时的图2的B-B剖面图。
图4是本发明的第一个实施形式中转子位于第一位置时的图2的B-B剖面图。
图5是本发明的第一个实施形式中转子位于第二位置时的图2的B-B剖面图。
图6是表示本发明的第一个实施形式中转子位于第三位置时的光量调节叶片的旋转位置的图示。
图7是表示本发明的第一个实施形式中转子位于第一位置时的光量调节叶片的旋转位置的图示。
图8是表示本发明的第一个实施形式中转子位于第二位置时的光量调节叶片的旋转位置的图示。
图9是表示本发明的第一个实施形式中齿槽效应转矩的状态的图示。
图10是表示本发明的第一个实施形式中外侧磁极的宽度尺寸和齿槽效应转矩、磁体尺寸的关系的图示。
图11是表示用于求出图10的各种关系用的马达的种类的图示。
图12是表示作为本发明的第一个实施形式中的实验结果的转矩与转子的旋转相位之间的关系的图示。
图13是表示作为本发明的第一个实施形式中的实验结果的转矩与转子的旋转相位之间的关系的图示。
图14是表示作为本发明的第一个实施形式中的实验结果的转矩与转子的旋转相位之间的关系的图示。
图15是表示本发明的第一个实施形式中实验模型的外侧磁极的宽度尺寸和嵌齿扭据、磁体尺寸的关系的图示。
图16是本发明的第二个实施形式中的光量调节装置的分解斜视图。
图17是现有技术的快门叶片驱动装置。
图18是现有技术的另外一种快门的叶片驱动装置。
具体实施例方式
下面，根据图示的实施形式详细说明本发明。
图1～图8是表示本发明的第一个实施形式的光量调节装置的图示，其中，图1是具有光量调节装置的分解斜视图，图2是其剖面图。在图2的驱动装置的剖面图中，左半部分为存在定子外侧磁极部的部分处的剖面图，右半部分为不存在外侧磁极部的部分处的剖面图。图3是转子在第三位置时的图2的B-B剖面图，图4是转子在第一位置时的图2的B-B剖面图，图5是转子在第二位置时的图2的B-B剖面图。6图是表示转子在第三位置时的光量调节叶片的旋转位置的图示，图7是表示转子在第一位置时的光量调节叶片的旋转位置的图示，图8是转子在第二位置时的光量调节叶片的旋转位置的图示。后面将对转子的第一位置、第二位置和第三位置进行详细说明。
在这些图中，1是具有大致为圆筒状的磁体部的由塑料磁性材料构成的转子，磁体部将外周面沿圆周方向分割成4个部分，交替地磁化成S极和N极。更详细地说，如图3所示，磁化部1a，1c，其外周面被磁化成N极，磁化部1b，1d，其外周面被磁化成S极。在该第一个实施形式中，磁化极数是4极，但只要在两极以上即可。在转子1的磁体部上与其成一体地形成有沿轴向延伸的驱动销1g。该驱动销1g的移动范围被后面所述的基板5的导向槽5b限制。光量调节装置的驱动装置，以驱动销1g在朝向和背离基板5的开口部5a的中心的方向，即基板5的径向上移动的方式配置。
2是圆筒形的线圈，卷绕在线轴3上。该线圈2与转子1同心，并且配置于与转子1在轴向相邻的位置上，线圈2的外径与转子1的磁体部的外径尺寸基本相同。该驱动装置为单相驱动，只设置一个线圈2即可。
4是由软磁性材料构成的定子，定子4由前端部为齿形的外侧磁极部4a、4b形成的外筒及圆柱状的作为内侧磁极部的内筒4c构成。外侧磁极部4a、4b以规定的间隙并且以规定的角度(参照图3的角度A)与转子1的外周面相对地构成。这里的所谓角度是指由各个外侧磁极部4a、4b和磁体的旋转中心位置构成的扇形的中心角。关于该实施形式1中的规定的角度，将在后面加以描述。定子4的圆柱形状的内筒4c形成内侧磁极部。该内筒以与转子1的内周面以规定间隙相对的方式构成。利用这些转子1、线圈2、线轴3、还有定子4，构成用于操作光量调节装置的驱动装置。
5是光量调节装置的基板，在中央备有开口部5a。在该开口部5a的前面配置叶片构件，通过控制该叶片构件的旋转位置，调节通过开口部5a的光量。如图2所示，转子1的轴部1e可旋转地配合到基板5的凹部5c中，轴部1f可旋转地配合到定子4的内侧磁极部的孔部4d中，以这种方式将定子4在其外侧磁极部4a、4b处固定在基板5上。
6和7是光量调节叶片，伴随转子1的驱动销1g的移动(旋转)进行驱动，通过覆盖开口部5a使开口面积变化(例如使曝光量变化)。光量调节叶片6的圆孔6a与基板5的突起5d可旋转地配合，长孔6b与转子1的驱动销1g可滑动地配合。同样，光量调节叶片7的圆孔7a可旋转地与基板5的突起5e配合，长孔7b可滑动地与转子1的驱动销1g配合。借此，与转子1的驱动销1g的移动相联动、光量调节叶片6以圆孔6a的轴为中心旋转，并且光量调节叶片7以圆孔7a的轴为中心旋转。
图6为不对线圈2进行通电、转子处于第三位置(图3的状态)时的光量调节叶片6和7的状态，是通过基板5的开口部5a的光量被减小规定的量的状态。并且，图7是对线圈2进行某一方向的通电、并且转子1位于第一位置(图4的状态)时的光量调节叶片6和7的状态，是光量调节叶片6、7从基板5的开口部5a退避开的状态。进而，图8是对线圈进行反方向通电且转子1处于第二位置(图5的状态)时的光量调节叶片6和7的状态，是光量调节叶片6、7覆盖基板5的开口部5a的状态。
即，光量调节叶片6和7具有利用转子1的停止位置改变通过基板5的开口部5a的光量的作用。具体地说，通过在从开口部5a退避开的第一状态、盖住开口部5a的第二状态、和处于第一状态和第二状态之间的第三状态这三个状态的变化，使由光量调节叶片6、7形成的开口面积变化，调节通过开口部5a的光量。
8是用于防止光量调节叶片6和7沿轴向脱落的盖，被固定在基板5上。
图3表示不对线圈2进行通电、利用转子1的磁体部和外侧磁极部4a、4b所形成的齿槽效应转矩保持的转子1的旋转位置。当从图3的状态对线圈2进行通电，分别将转子4的外侧磁极部4a、4b激磁成S极、将内侧磁极部激磁成N极时，形成转子1顺时针旋转、驱动销1g与导向槽5b的一端碰撞的图4所示的状态。在该状态下，若切断向线圈2的通电，则转子1再次返回图3的状态。当从图3的状态以与先前相反的方向对线圈2通电，分别将定子4的外侧磁极部4a、4b激磁成N极，将内侧磁极部4c激磁成S极时，转子1向图3中的逆时针方向旋转，形成驱动销1g与导向槽5b的另一端碰撞的图5所示的状态。当从该状态切断向线圈的通电时，转子1再次返回到图3的状态。这样，通过切换对线圈2的通电状态，驱动销1g可以在图3、图4、图5所示的三个位置之间往复运动。另外，将图4所示的转子1的停止位置作为第一位置，图5所示的转子的停止位置作为第二位置，图3所示的转子1的停止位置作为第三位置。
由于轴部1e、1f及驱动销1g与由塑料磁性材料构成的转子1形成一体，因而，与由单独的构件构成的情况相比，成本较低，并且可以减少组装误差。并且，外侧磁极部4a、4b和马达1的驱动销1g在转子1的轴向上的位置重叠，可以抑制大致圆筒形的主驱动装置的轴向长度L(参照图2)进而，由于通过从外筒的前端部设置切口、使定子4的外侧磁极部4a、4b构成沿着与转子1的轴向平行的方向延伸的齿形，因而，定子4的直径可以控制在马达1的磁体部的直径加上磁性缝隙及其自身的厚度的最小限度的尺寸内，可以形成直径非常小的驱动装置。结果，配置在基板5上的构件的面积非常小，形成紧凑的驱动装置。
并且，由于用与马达1的外周面相对的外侧磁极部和与内周面相对的内侧磁极部夹住转子1，因此可以构成磁性阻力小的磁路，同时，由向线圈2通电产生的从一个磁极部出来的磁力线通向另一个磁极部，因而，所产生的大多数磁力线作用在夹持于磁极部之间的转子1上。因而，构成旋转输出高的驱动装置，从而易于小型化。并且，由于只需要一个线圈2就足够了，所以通电控制电路也很简单，可以以廉价的成本构成。
下面，对各外侧磁极部4a、4b与转子1相对的角度进行详细的说明。
在本实施形式中，当不向线圈2通电时，转子1的旋转位置保持在图3所示的第三位置上。采用图9和图10对这种状态进行说明。
在图9中，纵轴表示发生在外侧磁极部和内侧磁极部之间、作用在转子1上的磁力，横轴表示转子1的旋转相位。
在E1点、E2点、E3点所示的部位上，在转子1即将进行正向旋转时，使转子1反向旋转的力作用；而在转子1即将进行反向旋转时，使转子1正向旋转的力作用，从而使转子1返回到原来的位置。在E1点、E2点或E3点，利用磁体和外侧磁极部之间的磁力使转子1稳定地定位。F1点、F2点是当磁体的相位即使只是稍稍偏移时，使其向其前后的E1点、E2点或E3点的位置旋转的力便作用的不稳定的均衡状态的停止位置。在不向线圈2通电的状态下，由于振动及姿势的变化，转子1不会停止在F1点、F2点，而是停止在E1点、E2点或E3点的位置上。
E1点、E2点、E3点这种齿槽效应稳定点，当令磁体的磁化极数为NA时，以(360/NA)的周期存在，其中间位置成为F1点、F2点这种不稳定点。
从根据有限元素法进行的数值模拟的结果可以看出，在不向线圈通电的状态下，外侧磁极部与磁体的吸引状态对应于磁体的磁化的每一个极的角度(磁体的磁化部的中心角)和外侧磁极部的与磁体相对的相对角度(图3中用A表示的角度，是外侧磁极部4a与磁体的旋转中心位置构成的扇形的中心角)的关系而变化。
因此，磁体的齿槽效应位置根据与磁体相对的外侧磁极部的角度而变化。即，在外侧磁极部的与磁体相对的角度在规定值以下的情况下，磁体的磁极的中心稳定地被保持在与外侧磁极部的中心相对的位置。即，图9中所述的E1点、E2点和E3点就是这种状态。反之，当外侧磁极部的与磁体相对的角度超过规定的值时，磁体的极与极的交界被稳定地保持在与外侧磁极部的中心相对的位置，该位置为图9所述的E1点、E2点和E3点。下面用图10说明其状态。
图10是表示外侧磁极部的宽度尺寸与齿槽效应转矩、磁体的尺寸的关系的图示。
在图10中，横轴是“磁体的厚度/转子的每一个极的外周长度”，纵轴表示“每一个外侧磁极部与磁体相对的相对角度/转子的每一个极的角度”(换句话说，“每一个外侧磁极部的中心角/磁体的每一个极的中心角”)。
例如，在磁体的外径尺寸为10mm，内径尺寸为9mm，极数为16极的情况下，磁体的厚度为“(10-9)/2”，磁化的每一个极的外周长度为“10×π/16”，所以，横轴的“磁体厚度/转子的每一个极的外周长度”的值为0.255。此外，由于每一个外侧磁极部的与磁体相对的相对角度为13度时，转子的每一个极的角度为22.5度，所以，纵轴的“每一个外侧磁极部的与磁体相对的相对角度/转子的每一个极的角度”为0.578。
图10中的各点表示在齿槽效应基本上为0或者最小时的马达的“每一个外侧磁极部与磁体相对的相对角度/转子的每一个极的角度”及“磁体的厚度/转子的每一个极的外周长度”，它们将图11所示的9种马达图表化。
当令图10的纵轴为“Y＝每一个外侧磁极部的与磁体相对的相对的角度/转子的每一个极的角度”，横轴为“X＝磁体的厚度/转子的每一个极的外周长度”时，这些点处于由公式“Y＝-0.3X+0.63”表示的直线1和由公式“Y＝-0.3X+0.72”表示的直线2包围的区域内。
图中直线1以下的范围，即“Y＜-0.3X+0.63”的范围，磁体的极的中心稳定地保持在与外侧磁极部的中心相对的位置，如果“-0.3X+0.72＜Y”的话，磁体的极与极的交界被稳定地保持在与外侧磁极部的中心相对的位置。
在直线1和直线2包围的区域内，即，在满足下面的条件的情况下，齿槽效应转矩极小。
-0.3X+0.63≤Y≤-0.3X+0.72这里，外侧磁极部4a、4b相对于磁体的各个相对角A满足上述条件式即可，在相对角A根据磁体的轴向的位置逐渐变化的情况下，其平均值满足上述条件式即可。即，例如磁体端面部附近的相对角度A为15度，外侧磁极部的前端部附近的相对角度A为13度左右时，将作为它们的平均值的14度用于上述条件式即可。
图12、图13、图14表示实验结果。
和图9一样，图12、图13、图14的纵轴均表示由作用在转子1上的由外侧磁极部和内侧磁极部产生的磁力引起的转矩，横轴均表示转子1的旋转相位。图中示出在线圈中不通电时的转矩、即齿槽效应转矩，以及在线圈端子之间外加3V电压时产生的转矩。
构成这种模型的马达的结构为·磁体，外径为φ10.6mm，内径为φ9.8mm，磁化极数16极·线圈，圈数112匝，电阻10Ω·定子的外侧磁极部，外径φ11.6mm，内径φ11.1mm·定子的内侧磁极部，外径φ9.3mm，内径φ8.8mm。
马达的形状和图1至图4所示的一样。
图12是外侧磁极部相对于磁体的各相对角度A为10.35度的情况。X，Y的值成为X＝0.192，Y＝0.46。
图13是外侧磁极部相对于磁体的各相对角度A为13.45度的情况。这种情况是不通电时产生的转矩，即齿槽效应转矩最小的情况。X，Y的值变成X＝0.192，Y＝0.60。
图14是外侧磁极部相对于磁体的各相对角度A为15.52度的情况。X，Y的值变成X＝0.192，Y＝0.69。
在表示由图10求出的直线的图15上分别用a，b，c表示具有上述图12，图13，图14所示的特性的结构的装置。
具有图12所示的特性的结构的装置，即，外侧磁极部相对于磁体的相对角度A为10.35度的结构的装置，X＝0.192，Y＝0.46，符合“Y＜-0.3X+0.63”的条件，磁体的稳定位置为磁化部的极的中心与外侧磁极部的中心相对的位置。
具有图13所示的特性的结构的装置，即，外侧磁极部相对于磁体的相对角度A为13.45度的结构的装置，X＝0.192，Y＝0.60，符合“-0.3X+0.63≤Y≤-0.3X+0.72”的条件，齿槽效应转矩变成极小。
具有图14所示的特性的结构的装置，即，外侧磁极部相对于磁体的相对角度A为15.52度的结构的装置，X＝0.192，Y＝0.69，符合“-0.3X+0.72＜Y”的条件，磁体的稳定位置为磁化部的极的交界与外侧磁极部的中心相对的位置。
在本实施形式中，以满足“-0.3X+0.72＜Y”的方式设定尺寸，在不向线圈2通电的图3的状态下，图9所示的上述E1点、E2点和E3点对应于转子1的磁体部的极与极的交界Q1稳定地停止在与外侧磁极部4a、4b的中心R1相对的位置上的状态。
在此，在设定与外侧磁极部4a、4b的磁体部的外周面相对的相对角度A时，希望对构件尺寸公差及配合间隙等予以考虑。即，在上述情况下，例如即使外侧磁极4a、4b的Y值设定的较大，虽然在理论上磁体的极与极的交界稳定地保持在与外侧磁极部4a、4b的中心相对的位置上，但是若考虑到构件的公差等，则难以保证磁体的极与极的交界总是稳定地保持在与外侧磁极部4a、4b的中心相对的位置上。因此，在设定外侧磁极部时，必须留有少量余量，但是若外侧磁极部的相对角度A过大，则齿槽效应转矩过大且存在转矩下降的倾向，因而，必须着眼于齿槽效应转矩和必要的转矩的平衡这一点进行设定。
从图3所示的状态对线圈2进行通电时，磁体的极的中心欲与外侧磁极部4a、4b的中心位置相对，马达1旋转。如果这时使转子1旋转至磁体的极的中心和外侧磁极部4a、4b的中心位置相对为止，则转子1位于与图9的F1点、F2点相对应的位置上。因而，当停止向线圈2通电时，在磁体上施加有向两个旋转方向的均等的力，转子1不限于必须返回到图3所示的状态。
因此，在本实施形式中，按如下方式设定基板5的导向槽5b与转子1的驱动销1g的关系，使转子1旋转至转子1的中心尚未和外侧磁极部4a、4b的中心相对的位置为止。
使图3所示的转子1的旋转位置对应于图9中的E2点的位置。转子1的磁体部的极与极的交界部的Q1和外侧磁极部4a(对于4b也一样)的中心R1所成的角度设定为，当如图4所示，驱动销1g与导向槽5b的一个端面接触时，该角度为β(≠0度)。若将这时的转子1的旋转位置表示在图9中，则其对应于E2点和与其相邻的F2点之间的H点的位置。在该位置上的齿槽效应转矩(作用在转子1的磁体部上的转子1的磁体与定子4之间产生的吸引力引起的扭矩)为T2，力沿着使转子1返回到E2点的旋转方向作用。
转子1的磁体部的极与极的交界部的Q1和外侧磁极部4a(对于4b也一样)的中心R1所成的角度设定为，当如图5所示，驱动销1g与导向槽5b的另一个端面接触时，该角度为α(≠0度)。若将这时的转子1的旋转位置表示于图9，则其对应于E2点和与其相邻的F1点之间的G点的位置。在该位置上，齿槽效应转矩为T1，力在使转子1返回E2点的旋转方向上作用。
换而言之，转子1的旋转角度被设定为，包含作用于转子1的磁体部上的齿槽效应转矩处于反向的范围，并且，不包含转子1的磁体部的极与极的交界部和外侧磁极部的中心位置相对的范围。
采用这种结构，通过切换向线圈2的通电，转子1在图4所示的第一位置和图5所示的第二位置之间旋转，从所述任何位置切断向线圈2的通电时，转子1均返回图3所示的第三位置。
光量调节叶片6、7与转子1联动地旋转。如上所述，当转子1的磁体部位于图4所示的第一位置时，光量调节叶片6、7处于如图7所示的从各基板5的开口部5a退避开的位置上。这时，由光量调节叶片6、7形成的开口量达到最大。当转子1的磁体部处于图5所示的第二位置时，光量调节叶片6、7处于如图8所示的闭锁开口部5a的位置。这时，光量调节叶片6、7形成的开口量达到最小。当转子1的磁体部处于图3所示的第三位置时，光量调节叶片6、7成为如图6所示的堵塞开口部5a的一部分的位置。这时，由光量调节叶片6、7形成的开口量达到图7时的一半左右。因而，通过对线圈2的通电与否及切换通电方向，光量调节叶片6、7的状态相对于开口部5a可以控制在开放状态、中间收缩状态和闭锁状态(从图6至图8的某一种状态)中，从而可以调节通过基板5的开口部5a的光量。进而，在不向线圈2通电时，利用转子1和磁体部的外侧磁极部4a、4b的吸引力，保持中间收缩位置。另外，在第一个实施形式中，设有两个外侧磁极部，但是仅采用一个也可以。
另外，在第一个实施形式中，作为光量调节构件，以光量调节叶片(光圈口径叶片)为例，记述了是其开口面积变化的例子，但是光量调节构件并不限于此。光量调节叶片也可以为快门叶片，或使不同浓度的ND过滤器相对于开口部进退，以调节通过的光量的光量调节用过滤器板。并且，第一个实施形式中的驱动装置，以光轴和驱动装置的旋转轴平行的方式设置，但是，也可以不平行地设置。并且，被驱动体也可以不为光圈叶片或快门叶片等叶片构件，而采用其它构件。
图16是表示本发明第二个实施形式的透镜驱动装置的分解斜视图。它是用于沿光轴方向驱动透镜的装置。由马达1、线圈2、线轴3、定子4构成的驱动装置，除了在转子上设置沿径向延伸的臂1h、并且在其前端设置1g以外，采用与第一个实施形式基本上相同的结构。
在图16中，10是透镜保持器、11是固定在透镜保持器10上的透镜。12和13是平行于透镜11的光轴设置的轴，用于当透镜保持器10移动时对其进行引导。轴12和13沿相对于驱动装置的转子的旋转轴正交的方向配置。
透镜保持器的配合部10a和配合部10b可以滑动地与轴12和轴13配合，且可以沿着所述轴往复运动。并且，保持器10具有臂部10c，在其前端设有滑动部10d，在该滑动部10d上可滑动地配合有转子1的驱动销1g，透镜保持器10对应于驱动销1g的移动沿光轴方向移动。
由于驱动装置与第一个实施形式中说明的驱动装置相同，所以通过对线圈2的通电与否及切换通电方向，可以使转子1的驱动销1g停止在三个位置上，可以与此联动地将透镜保持在三个位置上。通过使透镜沿着相对于光轴平行的方向移动，可以形成可对三个焦距进行任意选择的透镜驱动装置。并且，在选择其中的一个焦距的情况下，不对线圈通电，而利用齿槽效应转矩保持透镜的位置，从而可以节省电力。
另外，转子的驱动销1g和设有驱动销1g的臂1h，也可以不与转子的磁体部成一体地成型，而是设置与磁体部联动的单独构件。
并且，也可以将驱动装置这样地构成，即以与透镜的光轴平行的方式配置驱动装置的旋转轴，相对于光轴沿垂直方向移动透镜。若在透镜保持器上相互错开地配置三种不同的透镜，则可以构成对应于转子的旋转可以选择三种透镜的透镜驱动装置。
如上所述，采用上述实施形式，每个极外侧磁极部的中心角相对于磁体部的被磁化的每个极的中心角的比值为Y，磁体部的被磁化的每个极的圆周上的长度相对于磁体部的径向的厚度的比值为X，通过以满足-0.3X+0.72＜Y的方式设定驱动装置，齿槽效应转矩以使磁体部的被磁化的极与极的交界部与外侧磁极部的中心位置相对的方式作用。
因此，在不进行通电时，利用在转子的磁体部和定子之间作用的齿槽效应转矩，将转子保持在磁体部的极与极的交界部与外侧磁极部相对的位置上，可以使转子沿对应于线圈通电方向的方向旋转，可以提供具有三个停止位置的简单的驱动装置。
权利要求
1.一种驱动装置，包括具有将外周面沿周向分割并磁化成不同的极的圆筒状磁体部、能够以轴为中心旋转的转子；至少一个通过与前述轴平行地延伸形成的同时、与前述磁体部的外周面相对的外侧磁极部；在与前述外侧磁极部相对的位置处、与前述磁体的内周面相对的内侧磁极部；和沿前述转子的轴向配置、将前述外侧磁极部和前述内侧磁极部激磁的线圈，其特征为，为了将前述马达保持在三个停止位置上，当令前述外侧磁极部的每一个极的中心角相对于前述磁体部的被磁化的每一个极的中心角的比值为Y，前述磁体部的被磁化的每一个极在圆周上的长度相对于前述磁体部在径向的厚度的比值为X时，Y和X满足条件-0.3X+0.72＜Y。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征为，它还具有限制构件，前述限制构件对前述转子的动作范围加以限制，前述动作范围包含由在前述转子的磁体部和前述外侧磁极部之间作用的磁力产生的吸引力的方向相反的区域，不包含前述磁体部的被磁化的极的中心与前述外侧磁极部的中心相对的区域。
3.一种光量调节装置，包括具有将外周面沿周向分割并磁化成不同的极的圆筒状磁体部、能够以轴为中心旋转的转子；响应前述转子的旋转而动作的输出构件；至少一个通过与前述轴平行地延伸形成的同时、与前述磁体部的外周面相对的外侧磁极部；在与前述外侧磁极部相对的位置处、与前述磁体的内周面相对的内侧磁极部；沿前述转子的轴的方向配置、将前述外侧磁极部和前述内侧磁极部激磁的线圈；备有开口部的基板；利用前述输出构件驱动、通过向前述基板的开口部前进和后退使通过前述开口部的光量变化的光量调节构件，其特征为，为了前述将光量调节构件保持在三个停止位置上，当令外前述侧磁极部的每一个极的中心角相对于前述磁体部的被磁化的每一个极的中心角的比值为Y，前述磁体部的被磁化的每一个极在圆周上的长度相对于前述磁体部在径向的厚度的比值为X时，Y和X满足条件-0.3X+0.72＜Y。
4.如权利要求3所述的光量调节装置，其特征为，在前述基板上形成与前述输出构件配合、限制前述输出构件的动作范围的导向槽，前述导向槽的形成方式为，使前述动作范围包含由在前述转子的磁体部和前述外侧磁极部之间作用的磁力产生的吸引力的方向相反的区域，不包含前述磁体部的被磁化的极的中心与前述外侧磁极部的中心相对的区域。
5.如权利要求3所述的光量调节装置，其特征为，以在不对前述线圈进行通电时的前述转子的停止位置为界，通过切换向前述线圈的通电方向，前述转子向相反的方向旋转。
6.如权利要求3所述的光量调节装置，其特征为，通过从筒的前端部设置切口，前述外侧磁极部形成沿前述转子的轴向延伸的齿形。
7.如权利要求3所述的光量调节装置，其特征为，成为前述转子的旋转中心的轴的一端可旋转地配合到与前述基板的开口部错开地设置在前述基板上的孔部，其另一端可旋转地配合到设置在前述内侧磁极部的中心部中的孔部内。
8.一种透镜驱动装置，包括具有将外周面沿周向分割并磁化成不同的极的圆筒状磁体部、能够以轴为中心旋转的转子；响应前述转子的旋转动作的输出构件；至少一个通过与前述轴平行地延伸形成的同时、与前述磁体部的外周面相对的外侧磁极部；在与前述外侧磁极部相对的位置处、与前述磁体的内周面相对的内侧磁极部；沿前述转子的轴的方向配置、将前述外侧磁极部和前述内侧磁极部激磁的线圈；备有开口部的基板；利用前述输出构件驱动、通过向前述基板的开口部前进和后退使通过前述开口部的光束的焦距变化的透镜，其特征为，为了将前述透镜保持在三个停止位置上，当令前述外侧磁极部的每一个极的中心角相对于前述磁体部的被磁化的每一个极的中心角的比值为Y，前述磁体部的被磁化的每一个极在圆周上的长度相对于前述磁体部在径向的厚度的比值为X时，Y和X满足条件-0.3X+0.72＜Y。
9.如权利要求8所述的透镜驱动装置，其特征为，在前述基板上形成有与前述输出构件配合、限制前述输出构件的动作范围的导向槽，前述导向槽的形成方式为，使前述动作范围包含由在前述转子的磁体部和前述外侧磁极部之间的磁力产生的吸引力的方向相反的区域，不包含前述磁体部的被磁化的极的中心与前述外侧磁极部的中心相对的区域。
全文摘要
一种驱动装置，该驱动装置包括具有将外周面沿周向分割并磁化成不同的极的圆筒状磁体部、能够以轴为中心旋转的转子；至少一个通过与轴平行地延伸形成的、与磁体部的外周面相对的外侧磁极部；在与外侧磁极部相对的位置处、与磁体的内周面相对的内侧磁极部；沿转子的轴的方向配置、将外侧磁极部和内侧磁极部激磁的线圈，其特征为，为了将转子保持在三个停止位置上，当令外侧磁极部的每一个极的中心角相对于磁体部的被磁化的每一个极的中心角的比值为Y，磁体部的被磁化的每一个极在圆周上的长度相对于磁体部在径向的厚度的比值为X时，Y和X满足条件－0.3X+0.72＜Y。
文档编号H02K37/12GK1481065SQ0314984
公开日2004年3月10日 申请日期2003年7月28日 优先权日2002年7月29日
发明者堀池香织 申请人:佳能株式会社