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JP2006149001A - Sensor integrated linear motor - Google Patents

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JP2006149001A
JP2006149001A JP2004332096A JP2004332096A JP2006149001A JP 2006149001 A JP2006149001 A JP 2006149001A JP 2004332096 A JP2004332096 A JP 2004332096A JP 2004332096 A JP2004332096 A JP 2004332096A JP 2006149001 A JP2006149001 A JP 2006149001A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
linear motor
gap
stator
movable coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004332096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruo Ito
春雄 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Media Technology Corp
Original Assignee
Media Technology Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Media Technology Corp filed Critical Media Technology Corp
Priority to JP2004332096A priority Critical patent/JP2006149001A/en
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Abstract

【課題】 強力磁石と可動コイルから構成されるリニアモータと位置検出センサを一体型することによりサーボ駆動装置の構成の簡易化、部品削減および小型化を図る。
【解決手段】 永久磁石13と鉄心部11とを備え、かつ所定幅のギャップを介して対向する一対の対向面を有し、前記ギャップ内に前記対向面と垂直方向に磁界を生成する固定子と、前記固定子のギャップ内に配置され、駆動電流を供給することによって前記ギャップ内で前記ギャップに沿った方向にリニア駆動される中空可動コイル15と、前記中空可動コイル15の中空部に配置され、かつ前記中空可動コイルに固定され、前記固定子内の磁界を検出して前記中空可動コイルの位置検出を行なう位置検出用素子とを備えてセンサ一体型リニアモータを構成する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a configuration of a servo drive device, to reduce parts, and to reduce the size by integrating a linear motor composed of a strong magnet and a moving coil and a position detection sensor.
A stator having a pair of opposed surfaces that are opposed to each other via a gap having a predetermined width and that generates a magnetic field in a direction perpendicular to the opposed surface. A hollow movable coil 15 disposed in the gap of the stator and linearly driven in the direction along the gap in the gap by supplying a driving current, and disposed in a hollow portion of the hollow movable coil 15 And a position detection element that detects the magnetic field in the stator and detects the position of the hollow movable coil to constitute a sensor-integrated linear motor.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、センサ一体型リニアモータに関し、例えば小型の光学部品を光軸からオフセットするためのサーボ駆動装置などに使用され、位置検出用センサをリニアモータと一体化することによりサーボ駆動装置の部品削減および省スペース化を同時に達成することができるセンサ一体型リニアモータに関する。   The present invention relates to a sensor-integrated linear motor, and is used in, for example, a servo drive device for offsetting a small optical component from an optical axis. By integrating a position detection sensor with a linear motor, the component of the servo drive device is used. The present invention relates to a sensor-integrated linear motor that can simultaneously achieve reduction and space saving.

強力磁石を備えた固定ヨークと可動コイルから構成されるリニアモータを使用して光学部品などのサーボ駆動を行なうためには、リニアモータの他に前記光学部品などの位置を検出する位置検出センサが別に必要とされる。位置検出センサとしては、一般的には、ホール素子や磁気抵抗素子と永久磁石を組み合わせたもの、PSD(Position Sensitive Device)とLED(発光ダイオード)を組み合わせたもの、リニア・エンコーダなどが使用されて被駆動部材の位置情報を示す信号を得る。この位置情報を示す信号を前記リニアモータからなる駆動部にフィードバックして被駆動部材を所望の位置にサーボ駆動する。したがって、このようなサーボ駆動装置は、リニアモータなどの駆動部と位置検出センサのような検出部とから構成される。
特開平05−68364号公報
In order to drive a servo such as an optical component using a linear motor including a fixed yoke having a strong magnet and a moving coil, a position detection sensor for detecting the position of the optical component in addition to the linear motor is provided. Separately needed. As a position detection sensor, generally, a combination of a Hall element, a magnetoresistive element and a permanent magnet, a combination of PSD (Position Sensitive Device) and LED (light emitting diode), a linear encoder, etc. are used. A signal indicating position information of the driven member is obtained. A signal indicating the position information is fed back to the drive unit including the linear motor to servo-drive the driven member to a desired position. Therefore, such a servo drive device includes a drive unit such as a linear motor and a detection unit such as a position detection sensor.
JP 05-68364 A

しかしながら、上述の従来の構成では、リニアモータからなる駆動部と例えばホール素子および永久磁石を有する検出部とが別個に設けられているため、装置構成が複雑になりかつ大型化するという不都合があった。また、駆動部と検出部とにそれぞれ別個の永久磁石が使用されるため、部品点数が増大し、装置を小型化しかつコストを低減する上での制約となっていた。   However, the conventional configuration described above has a disadvantage in that the configuration of the apparatus is complicated and the size of the apparatus is increased because a drive unit composed of a linear motor and a detection unit having, for example, a Hall element and a permanent magnet are provided separately. It was. In addition, since separate permanent magnets are used for the drive unit and the detection unit, the number of parts increases, which is a limitation in reducing the size and cost of the apparatus.

したがって、本発明の目的は、可動コイルの中空部分内部に位置検出用センサを配置するという構想に基づき、駆動部と検出部を含むサーボ駆動装置全体を小型化し、省スペース化を図ることにある。   Accordingly, an object of the present invention is to reduce the size of the entire servo drive device including the drive unit and the detection unit and save space based on the concept of arranging the position detection sensor inside the hollow portion of the movable coil. .

本発明の他の目的は、駆動部と検出部とを一体型することにより、サーボ駆動装置の部品点数を削減し、低価格化を図ることにある。   Another object of the present invention is to reduce the number of parts of the servo drive device and reduce the cost by integrating the drive unit and the detection unit.

本発明の一態様によれば、永久磁石と鉄心部とを備え、かつ所定幅のギャップを介して対向する1対の対向面を有し、前記ギャップ内に前記対向面と垂直方向に磁界を生成する固定子と、前記固定子のギャップ内に配置され、駆動電流を供給することによって前記ギャップ内で前記ギャップに沿った方向にリニア駆動される中空可動コイルと、前記中空可動コイルの中空部に配置され、かつ前記中空可動コイルに固定され、前記固定子内の磁界を検出して前記中空可動コイルの位置検出を行う位置検出素子と、を具備することを特徴とするセンサ一体型リニアモータが提供される。   According to one aspect of the present invention, a permanent magnet and an iron core portion are provided, and a pair of opposing surfaces are provided to face each other with a gap having a predetermined width, and a magnetic field is perpendicular to the opposing surfaces in the gap. A stator to be generated, a hollow movable coil disposed in the gap of the stator and linearly driven in the direction along the gap in the gap by supplying a driving current; and a hollow portion of the hollow movable coil And a position detecting element that is fixed to the hollow movable coil and detects the position of the hollow movable coil by detecting the magnetic field in the stator. Is provided.

この場合、前記固定子内の磁界は前記可動コイルの移動行程の中間部分を境として互いに逆方向に生成されると好都合である。   In this case, it is advantageous that the magnetic fields in the stator are generated in opposite directions with respect to an intermediate portion of the moving stroke of the movable coil.

また、前記固定子の鉄心部は1対の対向面を含むU字形状を有し、前記対向面の少なくとも一方に板状の永久磁石が貼り付けられるよう構成することができる。   Further, the iron core portion of the stator has a U-shape including a pair of opposing surfaces, and a plate-like permanent magnet can be attached to at least one of the opposing surfaces.

前記板状の永久磁石は厚み方向に着磁され、該着磁の方向は板状領域の中央部を境として互いに逆方向に着磁すると好都合である。   The plate-like permanent magnets are magnetized in the thickness direction, and it is convenient that the magnetization directions are magnetized in opposite directions with respect to the central portion of the plate-like region.

前記中空可動コイルは平行な対辺部を有する平坦な形状を有し、前記ギャップ内で前記平行な対辺部に直角の方向にかつ前記ギャップに沿って移動するよう構成できる。   The hollow movable coil has a flat shape having parallel opposite sides, and can be configured to move in the direction perpendicular to the parallel opposite sides and along the gap.

また、前記位置検出素子はホール素子からなるものとすることができる。   The position detection element may be a Hall element.

本発明の他の態様によれば、上記センサ一体型リニアモータを2個使用し、2個のセンサ一体型リニアモータの前記中空可動コイルを共通の板状可動部材に移動方向が互いに垂直となるよう取り付け、前記板状可動部材を二次元駆動することを特徴とする二次元駆動センサ一体型リニアモータが提供される。   According to another aspect of the present invention, two sensor-integrated linear motors are used, and the hollow movable coils of the two sensor-integrated linear motors are moved to a common plate-shaped movable member so that their moving directions are perpendicular to each other. A linear motor integrated with a two-dimensional drive sensor is provided, wherein the plate-like movable member is two-dimensionally driven.

本発明によれば、サーボ駆動装置において、従来必要であった位置検出用のセンサのスペースをなくすことができるだけでなく、センサ用磁石も不要となり、駆動部と検出部を含むサーボ駆動装置全体を従来の駆動装置のスペースのみの大きさに小型化できる。したがって、サーボ駆動装置の部品点数を削減し低価格化を図ることができると共に、装置構成を簡略化しサーボ駆動装置全体を小型化することができる。また、このようにサーボ駆動装置全体を小型化し省スペース化を図ることができるのみならず、サーボ駆動装置部分の構成を簡略化することにより装置の信頼性を高めることも可能になる。   According to the present invention, in the servo drive device, not only can the space for the position detection sensor conventionally required be eliminated, but also the sensor magnet is unnecessary, and the entire servo drive device including the drive unit and the detection unit can be obtained. The size can be reduced only to the space of the conventional drive device. Therefore, the number of parts of the servo drive device can be reduced and the price can be reduced, and the configuration of the device can be simplified and the entire servo drive device can be downsized. Further, not only can the entire servo drive device be reduced in size and space can be saved, but also the reliability of the device can be improved by simplifying the configuration of the servo drive device portion.

本発明の好ましい実施形態につき説明するに先立ち、従来のリニアモータ、位置検出センサ、およびこれらを含むサーボ駆動装置の概略につき説明する。   Prior to describing preferred embodiments of the present invention, an outline of a conventional linear motor, a position detection sensor, and a servo drive device including these will be described.

図3は、従来のリニアモータの一例を示し、同図(a)は、該リニアモータの側面図、同図(b)は正面図、そして同図(c)は該リニアモータに使用されている永久磁石の構成を示す。   FIG. 3 shows an example of a conventional linear motor. FIG. 3A is a side view of the linear motor, FIG. 3B is a front view, and FIG. 3C is used for the linear motor. The structure of a permanent magnet is shown.

これらの図に示されるように、従来のリニアモータは、U字型の鉄心からなる固定ヨーク31と、該固定ヨーク31の内側の対向する面にそれぞれ貼り付けられた永久磁石33と、固定ヨーク31および永久磁石33で構成される固定子のギャップ内で移動可能に配置された中空可動コイル35を備えている。   As shown in these drawings, the conventional linear motor includes a fixed yoke 31 made of a U-shaped iron core, permanent magnets 33 attached to opposing surfaces inside the fixed yoke 31, and a fixed yoke. A hollow movable coil 35 is provided so as to be movable in a gap of a stator composed of 31 and a permanent magnet 33.

永久磁石33は、図3(c)に示されるように、板状の例えば方形の強力磁石によって構成される。永久磁石33は、厚み方向に着磁され、該着磁の方向は板状領域の中央部を境として互いに逆方向に着磁されている。   As shown in FIG. 3C, the permanent magnet 33 is configured by a plate-like, for example, square strong magnet. The permanent magnet 33 is magnetized in the thickness direction, and the directions of magnetization are magnetized in opposite directions with respect to the central portion of the plate-like region.

このような永久磁石33を固定ヨーク31の内側の対向面に図3(a)に示される着磁方向で貼り付けることにより、固定子内の磁界は可動コイル35の移動工程の中間部分を境として互いに逆方向に、かつ固定子内のギャップに垂直な方向に、生成される。   By sticking such a permanent magnet 33 to the inner facing surface of the fixed yoke 31 in the magnetization direction shown in FIG. 3A, the magnetic field in the stator borders the intermediate part of the moving process of the movable coil 35. Are generated in directions opposite to each other and in a direction perpendicular to the gap in the stator.

したがって、このような磁界を有する固定子内に、中空可動コイル35を図示の如く配置し、この中空可動コイル35に電流を流すと、該中空可動コイル35は、電流の方向に応じて、図3(b)の矢印に示される方向に駆動される。これによって、中空可動コイル35に固定された図示しない被駆動部材をリニア駆動することが可能になる。   Therefore, when the hollow movable coil 35 is arranged as shown in the stator having such a magnetic field and a current is passed through the hollow movable coil 35, the hollow movable coil 35 is changed in accordance with the direction of the current. Driven in the direction indicated by the arrow 3 (b). As a result, a driven member (not shown) fixed to the hollow movable coil 35 can be linearly driven.

なお、図4(a)および(b)に示すように、固定子はU字型の固定ヨーク31aの内側の対向面の一方にのみ貼り付けてもよい。このような構成でも、固定子内に該固定子内のギャップと垂直方向に所望の磁界を発生することが可能であり、図3の構成と同様にリニアモータとしての動作を行なうことができる。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the stator may be attached only to one of the opposing surfaces inside the U-shaped fixed yoke 31a. Even in such a configuration, a desired magnetic field can be generated in the stator in a direction perpendicular to the gap in the stator, and the operation as a linear motor can be performed as in the configuration of FIG.

また、図5は、図4に示されるリニアモータを2個使用して、例えば、撮像装置の画像位置合わせ、あるいはカメラの手ぶれ補正などを行なうために補正レンズをシフトさせる光軸補正装置の概略の構成を示す。同図の装置は、光軸にほぼ直角にシフト駆動されて光軸をシフトさせる補正レンズ51を備えている。補正レンズ51は板状の被駆動部材53の穴に取り付けられている。被駆動部材53は、2つのリニアモータ55および57の可動コイル55aおよび57aと機械的に固定されている。各リニアモータ55および57は、それぞれの可動コイル55aおよび57aが図5の矢印で示すように互いに直角の方向に被駆動部材53を駆動するよう配置される。これによって、各リニアモータ55および57の可動コイル55aおよび57aに必要な電流を流すことにより、被駆動部材53を図5の矢印で示される方向に駆動し、すなわちニ次元的に駆動することができる。   FIG. 5 shows an outline of an optical axis correction device that uses two linear motors shown in FIG. 4 to shift the correction lens in order to perform image alignment of the imaging device or camera shake correction, for example. The structure of is shown. The apparatus shown in the figure includes a correction lens 51 that is driven to shift substantially perpendicular to the optical axis to shift the optical axis. The correction lens 51 is attached to the hole of the plate-like driven member 53. The driven member 53 is mechanically fixed to the movable coils 55a and 57a of the two linear motors 55 and 57. The linear motors 55 and 57 are arranged such that the movable coils 55a and 57a drive the driven member 53 in directions perpendicular to each other as indicated by arrows in FIG. As a result, it is possible to drive the driven member 53 in the direction indicated by the arrow in FIG. 5, that is, to drive it in a two-dimensional manner, by passing a necessary current through the movable coils 55a and 57a of the linear motors 55 and 57. it can.

また、被駆動部材53には、被駆動部材53の位置検出を行なうために、2つの位置検出センサ59および61が設けられている。各位置検出センサ59および61は、互いに直角方向の移動位置を検出するよう配置される。   The driven member 53 is provided with two position detection sensors 59 and 61 for detecting the position of the driven member 53. Each position detection sensor 59 and 61 is arranged to detect a movement position in a direction perpendicular to each other.

位置検出センサ59は、被駆動部材53に固定されたホール素子59aと、該ホール素子に所定のギャップを介して対向配置された永久磁石59bを備えている。永久磁石59bは、板状の永久磁石であり、厚み方向に着磁され、かつ該着磁の方向は板状部材の中央部を境として互いに逆方向に着磁されている。   The position detection sensor 59 includes a hall element 59a fixed to the driven member 53, and a permanent magnet 59b arranged to face the hall element via a predetermined gap. The permanent magnet 59b is a plate-like permanent magnet, which is magnetized in the thickness direction, and the magnetizing directions are magnetized in opposite directions with respect to the central portion of the plate-like member.

他の位置検出センサ61も、同様に被駆動部材53に固定されたホール素子61aと、該ホール素子61aに所定のギャップを介して対向する同様の永久磁石61bを備えている。ただし、各位置検出センサ59および61のホール素子の配置方向、および永久磁石59bおよび61bの取り付け方向が互いに直角をなすよう配置される。   Similarly, the other position detection sensor 61 includes a hall element 61a fixed to the driven member 53, and a similar permanent magnet 61b facing the hall element 61a with a predetermined gap. However, the position detection sensors 59 and 61 are arranged so that the arrangement directions of the Hall elements and the attachment directions of the permanent magnets 59b and 61b are perpendicular to each other.

このような構成によって、図5の装置では、補正レンズ51が2つのリニアモータ55および57によって光軸に直角の方向に二次元駆動される。そして、各位置検出センサ59および61によって補正レンズ51の光軸からのずれが検出され、例えば所望のずれとなるように図示しない駆動回路にフィードバックされ、各リニアモータ55および57の可動コイルに必要な駆動電流を供給する。これによって、補正レンズ51を光軸に直角方向に所望の位置にサーボ駆動することが可能になる。   With such a configuration, in the apparatus of FIG. 5, the correction lens 51 is two-dimensionally driven in the direction perpendicular to the optical axis by the two linear motors 55 and 57. Then, the position detection sensors 59 and 61 detect the deviation of the correction lens 51 from the optical axis, and are fed back to a drive circuit (not shown) so as to have a desired deviation, for example, and are necessary for the movable coils of the linear motors 55 and 57 Supply the correct drive current. As a result, the correction lens 51 can be servo-driven to a desired position in a direction perpendicular to the optical axis.

以上述べたような従来の光軸補正装置では、前述のように、各リニアモータ55および57とは別個に位置検出センサ59および61が設けられているため、装置が大型化しかつ部品点数が削減できないという不都合があった。   In the conventional optical axis correction apparatus as described above, since the position detection sensors 59 and 61 are provided separately from the linear motors 55 and 57 as described above, the apparatus is increased in size and the number of parts is reduced. There was an inconvenience that it was not possible.

次に、本発明の好ましい実施形態に係わるセンサ一体型リニアモータおよびそれを用いた装置の一例としての光軸補正装置の好ましい実施形態につき説明する。   Next, a preferred embodiment of a sensor-integrated linear motor according to a preferred embodiment of the present invention and an optical axis correction device as an example of a device using the same will be described.

図1は、本発明の一実施形態に係わるセンサ一体型リニアモータの概略の構成を示す。同図(a)は、該センサ一体型リニアモータの側面図、同図(b)は正面図、同図(c)は該センサ一体型リニアモータに使用されている永久磁石の構成を示す説明図、そして同図(d)は該センサ一体型リニアモータに使用されている位置検出素子としてのホール素子の一例を示す説明図である。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a sensor-integrated linear motor according to an embodiment of the present invention. (A) is a side view of the sensor-integrated linear motor, (b) is a front view, and (c) is an explanation showing the configuration of a permanent magnet used in the sensor-integrated linear motor. FIG. 4D is an explanatory diagram showing an example of a Hall element as a position detection element used in the sensor-integrated linear motor.

これらの図に示されるように、本発明の一実施形態に係わるセンサ一体型リニアモータは、U字型の鉄心からなる固定ヨーク11と、該固定ヨーク11の内側の対向する面の一方に貼り付けられた永久磁石13とを備えている。また、固定ヨーク11および永久磁石13で構成される固定子のギャップ内には、中空可動コイル15が移動可能に配置されている。そして、中空可動コイル15の中空部にはホール素子17が固定されている。ホール素子17と中空可動コイル15は固定子のギャップ内で移動可能とするため、該ギャップの幅より小さな厚みを有するよう構成される。例えば、図示の如く、中空可動コイル15は扁平な長方形状に巻回された薄型のコイルとされ、該コイルの中央部に薄型のホール素子17が取り付けられている。すなわち、中空可動コイル15は平行な対辺部を有する平坦な形状を有し、固定子のギャップ内で前記平行な対辺部に直角の方向に駆動される。   As shown in these drawings, a sensor integrated linear motor according to an embodiment of the present invention is attached to one of a fixed yoke 11 made of a U-shaped iron core and an opposing surface inside the fixed yoke 11. And a permanent magnet 13 attached thereto. A hollow movable coil 15 is movably disposed in the gap of the stator formed by the fixed yoke 11 and the permanent magnet 13. A Hall element 17 is fixed to the hollow portion of the hollow movable coil 15. The Hall element 17 and the hollow movable coil 15 are configured to have a thickness smaller than the width of the gap so as to be movable within the gap of the stator. For example, as shown in the drawing, the hollow movable coil 15 is a thin coil wound in a flat rectangular shape, and a thin Hall element 17 is attached to the center of the coil. That is, the hollow movable coil 15 has a flat shape having parallel opposite sides, and is driven in a direction perpendicular to the parallel opposite sides within the gap of the stator.

永久磁石13は、図1(c)に示されるように、板状の例えば方形の強力磁石によって構成される。永久磁石13は、厚み方向に着磁され、該着磁の方向は板状領域の中央部を境として互いに逆方向に着磁されている。   As shown in FIG. 1C, the permanent magnet 13 is configured by a plate-shaped, for example, square strong magnet. The permanent magnet 13 is magnetized in the thickness direction, and the magnetizing directions are magnetized in opposite directions with respect to the central portion of the plate-like region.

このような永久磁石13を固定ヨーク11の内側の対向面の一方に図1(a)に示される着磁方向で貼り付けることにより、固定子内の磁界は可動コイル15の移動工程の中間部分を境として互いに逆方向に、かつ固定子内のギャップに垂直な方向に、生成される。   By sticking such a permanent magnet 13 to one of the opposed surfaces inside the fixed yoke 11 in the magnetization direction shown in FIG. 1A, the magnetic field in the stator is an intermediate part of the moving process of the movable coil 15. Are generated in directions opposite to each other and perpendicular to a gap in the stator.

また、図1(d)はホール素子17の構成の一例を示す。該ホール素子17は、例えば所定の直流電流を供給するための一対の入力端子と、該ホール素子に加えられた磁界に応じて発生する電圧を出力する一対の出力端子とを備えている。これらの入力端子および出力端子を、あるいは該ホール素子の17のパッケージ部分を、中空可動コイル15に固定する。あるいは、ホール素子17と中空可動コイル15とを樹脂モールドして一体化してもよい。   FIG. 1D shows an example of the configuration of the Hall element 17. The Hall element 17 includes, for example, a pair of input terminals for supplying a predetermined direct current and a pair of output terminals for outputting a voltage generated according to a magnetic field applied to the Hall element. These input terminals and output terminals, or the 17 package portions of the Hall elements, are fixed to the hollow movable coil 15. Alternatively, the Hall element 17 and the hollow movable coil 15 may be integrated by resin molding.

なお、本発明における位置検出素子としては、ホール素子に限られず、例えば磁気抵抗素子その他磁界を検出できる任意の素子を使用できる。   The position detection element in the present invention is not limited to the Hall element, and for example, a magnetoresistive element or any other element that can detect a magnetic field can be used.

上述のような磁界を有する固定子内に、ホール素子17を取り付けた中空可動コイル15を図示の如く配置し、この中空可動コイル15に電流を流すと、該中空可動コイル15は、電流の方向に応じて、図1(b)の矢印に示される方向に駆動される。これによって、中空可動コイル15に取り付けられた図示しない被駆動部材をリニア駆動することが可能になる。   When the hollow movable coil 15 having the Hall element 17 attached is arranged as shown in the stator having the magnetic field as described above and a current is passed through the hollow movable coil 15, the hollow movable coil 15 has a current direction. In response to this, it is driven in the direction indicated by the arrow in FIG. As a result, a driven member (not shown) attached to the hollow movable coil 15 can be linearly driven.

そして、ホール素子17は固定子内の磁界に応じて出力電圧を発生し、この出力電圧は中空可動コイル15の固定子内の位置に応じて変動する。したがって、ホール素子17の出力電圧を中空可動コイル15の位置検出信号として使用することができ、この信号をフィードバックして中空可動コイル15に所望の電流を流し、サーボ駆動を行なうことができる。   The Hall element 17 generates an output voltage according to the magnetic field in the stator, and this output voltage varies according to the position of the hollow movable coil 15 in the stator. Therefore, the output voltage of the Hall element 17 can be used as a position detection signal of the hollow movable coil 15, and this signal can be fed back to flow a desired current through the hollow movable coil 15 to perform servo drive.

なお、中空可動コイル15を駆動するために該中空可動コイル15に駆動電流を流すため、ホール素子17にも中空可動コイル15のコイル電流による磁界の影響が及ぶことが考えられる。しかしながら、中空可動コイル15によって発生する磁界に比較して永久磁石13によって生成される磁界がより強力であるため、コイル電流による影響は少なく、さらにサーボをかけるので影響はほとんど分からないようになる。実際、本願発明者は、このセンサ一体型リニアモータを試作しサーボ動作を行なわせたが何ら問題は生じていない。   In order to drive the hollow movable coil 15, a drive current is passed through the hollow movable coil 15, so that the Hall element 17 may be affected by a magnetic field due to the coil current of the hollow movable coil 15. However, since the magnetic field generated by the permanent magnet 13 is stronger than the magnetic field generated by the hollow movable coil 15, the influence of the coil current is small, and further, since the servo is applied, the influence becomes almost unknown. In fact, the inventor of the present application prototyped this sensor-integrated linear motor to perform servo operation, but no problem occurred.

図2は、図1に示されるセンサ一体型リニアモータを2個使用して、例えば、撮像装置の画像位置合わせ、あるいはカメラの手ぶれ補正などを行なうために補正レンズをシフトさせる光軸補正装置の概略の構成を示す。同図の装置は、光軸にほぼ直角にシフト駆動されて光軸をシフトさせる補正レンズ21を備えている。補正レンズ21は板状の被駆動部材23の穴に取り付けられている。被駆動部材23は2つのセンサ一体型リニアモータ25および27の中空可動コイル25aおよび27aと機械的に固定されている。各センサ一体型リニアモータ25および27は、それぞれの中空可動コイル25aおよび27aが図2の矢印で示すように互いに直角の方向に被駆動部材23を駆動するよう配置される。これによって、各センサ一体型リニアモータ25および27の中空可動コイル25aおよび27aに必要な電流を流すことにより、被駆動部材23を図2の矢印で示される方向に駆動し、すなわちニ次元的に駆動することができる。   FIG. 2 shows an optical axis correction apparatus that uses two sensor-integrated linear motors shown in FIG. 1 to shift a correction lens in order to perform image alignment of an imaging apparatus or camera shake correction, for example. A schematic configuration is shown. The apparatus shown in the figure includes a correction lens 21 that is driven to shift substantially perpendicular to the optical axis to shift the optical axis. The correction lens 21 is attached to the hole of the plate-like driven member 23. The driven member 23 is mechanically fixed to the hollow movable coils 25 a and 27 a of the two sensor integrated linear motors 25 and 27. Each of the sensor-integrated linear motors 25 and 27 is arranged such that the hollow movable coils 25a and 27a drive the driven member 23 in directions perpendicular to each other as indicated by arrows in FIG. As a result, the driven member 23 is driven in the direction indicated by the arrow in FIG. 2 by flowing a necessary current through the hollow movable coils 25a and 27a of the sensor-integrated linear motors 25 and 27, that is, two-dimensionally. Can be driven.

また、各センサ一体型リニアモータ25および27には、それぞれの中空可動コイル25aおよび27aに位置検出素子、この実施形態ではホール素子、25bおよび27bが取り付けられている。各位置検出素子25bおよび27bは、互いに直角方向の移動位置を検出するよう配置される。   Further, in each of the sensor-integrated linear motors 25 and 27, position detecting elements, in this embodiment, Hall elements 25b and 27b, are attached to the respective hollow movable coils 25a and 27a. Each position detection element 25b and 27b is arranged to detect a movement position in a direction perpendicular to each other.

各位置検出素子25bおよび27bを構成するホール素子は、各センサ一体型リニアモータ25および27の固定子内に位置し、該固定子に貼り付けられた板状の永久磁石によって生成される磁界に応じて電圧を出力する。これによって、各位置検出素子25bおよび27bは、それぞれのセンサ一体型リニアモータ25および27の中空可動コイル25aおよび27aの固定子内の位置に応じた位置検出信号を出力する。   Hall elements constituting the position detection elements 25b and 27b are located in the stators of the sensor-integrated linear motors 25 and 27, and generate magnetic fields generated by plate-like permanent magnets attached to the stators. In response, a voltage is output. Thereby, each position detection element 25b and 27b outputs a position detection signal corresponding to the position in the stator of the hollow movable coils 25a and 27a of the respective sensor integrated linear motors 25 and 27.

このような構成によって、図2の装置では、補正レンズ21が2つのセンサ一体型リニアモータ25および27によって光軸に直角の方向にニ次元駆動される。そして、各センサ一体型リニアモータ25および27に内蔵された各位置検出素子25bおよび27bによって補正レンズ21の光軸からのずれが検出され、例えば所望のずれとなるように図示しない駆動回路にフィードバックされ、各センサ一体型リニアモータ25および27の中空可動コイル25aおよび27aに必要な駆動電流を供給する。これによって、補正レンズ21を光軸に直角方向に所望の位置にサーボ駆動することが可能になる。   With such a configuration, in the apparatus of FIG. 2, the correction lens 21 is driven two-dimensionally in the direction perpendicular to the optical axis by the two sensor-integrated linear motors 25 and 27. Then, the position detection elements 25b and 27b built in the sensor-integrated linear motors 25 and 27 detect the deviation of the correction lens 21 from the optical axis and feed back to a drive circuit (not shown) so as to obtain a desired deviation, for example. Then, a necessary drive current is supplied to the hollow movable coils 25a and 27a of the sensor-integrated linear motors 25 and 27. As a result, the correction lens 21 can be servo-driven to a desired position in a direction perpendicular to the optical axis.

本発明は、例えば撮像装置の画像位置合わせ、あるいはカメラの手ぶれ補正などを行なうために小さな補正レンズをシフトさせる光軸補正装置、または小型の部材を所望の位置にサーボ駆動するような装置、その他に適用可能である。   The present invention relates to an optical axis correction device that shifts a small correction lens, for example, for image alignment of an image pickup device or camera shake correction, or a device that servo-drives a small member to a desired position, etc. It is applicable to.

本発明の一実施形態に係わるセンサ一体型リニアモータの概略の構成を示す説明図であり、同図(a)は側面図、同図(b)は正面図、同図(c)は本センサ一体型リニアモータに使用されている永久磁石の説明図、そして同図(d)は該センサ一体型リニアモータに使用されているホール素子の説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which shows schematic structure of the sensor integrated linear motor concerning one Embodiment of this invention, The figure (a) is a side view, The figure (b) is a front view, The figure (c) is this sensor. An explanatory view of a permanent magnet used in the integrated linear motor, and FIG. 4D is an explanatory view of a Hall element used in the sensor integrated linear motor. 本発明に係わるセンサ一体型リニアモータを使用した光軸補正装置の概略の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the general | schematic structure of the optical axis correction apparatus using the sensor integrated linear motor concerning this invention. 従来のリニアモータの一例を示す説明図であり、同図(a)は該リニアモータの側面図、同図(b)は正面図、そして同図(c)は該リニアモータに使用されている永久磁石の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the conventional linear motor, The figure (a) is a side view of this linear motor, The figure (b) is a front view, The figure (c) is used for this linear motor. It is explanatory drawing which shows the structure of a permanent magnet. 従来のリニアモータの他の例を示す説明図であり、同図(a)は側面図、そして同図(b)は正面図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the conventional linear motor, The figure (a) is a side view, The figure (b) is a front view. 従来のリニアモータを使用した光軸補正装置の概略の構成を示す説明図でである。It is explanatory drawing which shows the schematic structure of the optical axis correction apparatus using the conventional linear motor.

符号の説明Explanation of symbols

11,31 固定ヨーク
13,33 永久磁石
15,35 中空可動コイル
17,25b,27b 位置検出素子
21,51 補正レンズ
23,53 被駆動部材
25,27,55,57 リニアモータ
25a,27a,55a,57a 中空可動コイル
59,61 位置検出センサ
11, 31 Fixed yoke 13, 33 Permanent magnet 15, 35 Hollow movable coil 17, 25b, 27b Position detecting element 21, 51 Correction lens 23, 53 Driven member 25, 27, 55, 57 Linear motor 25a, 27a, 55a, 57a Hollow movable coil 59, 61 Position detection sensor

Claims (7)

永久磁石と鉄心部とを備え、かつ所定幅のギャップを介して対向する1対の対向面を有し、前記ギャップ内に前記対向面と垂直方向に磁界を生成する固定子と、
前記固定子のギャップ内に配置され、駆動電流を供給することによって前記ギャップ内で前記ギャップに沿った方向にリニア駆動される中空可動コイルと、
前記中空可動コイルの中空部に配置され、かつ前記中空可動コイルに固定され、前記固定子内の磁界を検出して前記中空可動コイルの位置検出を行う位置検出素子と、
を具備することを特徴とするセンサ一体型リニアモータ。
A stator including a permanent magnet and an iron core, and having a pair of opposed surfaces facing each other with a gap having a predetermined width, and generating a magnetic field in the gap in a direction perpendicular to the opposed surface;
A hollow movable coil disposed within the gap of the stator and linearly driven in the direction along the gap in the gap by supplying a driving current;
A position detecting element that is disposed in a hollow portion of the hollow movable coil and is fixed to the hollow movable coil, and detects a magnetic field in the stator to detect a position of the hollow movable coil;
A linear motor with an integrated sensor.
前記固定子内の磁界は前記可動コイルの移動行程の中間部分を境として互いに逆方向に生成されることを特徴とする請求項1に記載のセンサ一体型リニアモータ。   2. The sensor-integrated linear motor according to claim 1, wherein the magnetic field in the stator is generated in opposite directions with respect to an intermediate portion of the moving stroke of the movable coil. 前記固定子の鉄心部は1対の対向面を含むU字形状を有し、前記対向面の少なくとも一方に板状の永久磁石が貼り付けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のセンサ一体型リニアモータ。   The iron core portion of the stator has a U-shape including a pair of opposing surfaces, and a plate-like permanent magnet is attached to at least one of the opposing surfaces. Sensor-integrated linear motor as described. 前記板状の永久磁石は厚み方向に着磁され、該着磁の方向は板状領域の中央部を境として互いに逆方向に着磁されていることを特徴とする請求項3に記載のセンサ一体型リニアモータ。   4. The sensor according to claim 3, wherein the plate-like permanent magnets are magnetized in the thickness direction, and the magnetization directions are magnetized in opposite directions with respect to a central portion of the plate-like region. Integrated linear motor. 前記中空可動コイルは平行な対辺部を有する平坦な形状を有し、前記ギャップ内で前記平行な対辺部に直角の方向にかつ前記ギャップに沿って移動することを特徴とする請求項1に記載のセンサ一体型リニアモータ。   The hollow movable coil has a flat shape having parallel opposite sides, and moves in the direction perpendicular to the parallel opposite sides and along the gap in the gap. Sensor integrated linear motor. 前記位置検出素子はホール素子からなることを特徴とする請求項1〜5の内のいずれか1項に記載のセンサ一体型リニアモータ。   The sensor-integrated linear motor according to claim 1, wherein the position detection element is a Hall element. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のセンサ一体型リニアモータを2個使用し、2個のセンサ一体型リニアモータの前記中空可動コイルを共通の板状可動部材に移動方向が互いに垂直となるよう取り付け、前記板状可動部材を二次元駆動することを特徴とする二次元駆動センサ一体型リニアモータ。
Two sensor-integrated linear motors according to any one of claims 1 to 6 are used, and the hollow movable coils of the two sensor-integrated linear motors are moved to a common plate-shaped movable member so that their moving directions are perpendicular to each other. A linear motor integrated with a two-dimensional drive sensor, wherein the plate-shaped movable member is two-dimensionally driven.
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