JP2011078151A - Linear drive device and optical element drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固定体に対して可動体を直線的に移動させる直線駆動装置、および当該直線駆動装置を備えた光学素子駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a linear drive device that linearly moves a movable body relative to a fixed body, and an optical element drive device that includes the linear drive device.
ズームレンズやコリメータレンズ等の光学素子を保持した可動体を直線的に往復動作させる光学素子駆動装置等に用いられる直線駆動装置(リニアモータ)としては、ボイスコイルモータやステッピングモータを利用したものを挙げることができる(特許文献1、2参照)。
As a linear drive device (linear motor) used for an optical element drive device that linearly reciprocates a movable body holding optical elements such as a zoom lens and a collimator lens, a device using a voice coil motor or a stepping motor is used. (See
しかしながら、特許文献1、2に記載のボイスコイルモータやステッピングモータを用いた直線駆動装置(光学素子駆動装置)では、小型化が困難であるという問題点がある。
However, the linear drive device (optical element drive device) using the voice coil motor and the stepping motor described in
ここに本発明者は、可動体および固定体のうちの一方に設けた磁石と、他方に設けたコイルとを対向させた磁気駆動機構によって可動体を駆動する方式を提案するものである。しかしながら、かかる方式の場合、推力が小さいとともに、可動体の移動に伴ってコイルに鎖交する磁束密度が低下して推力が低下するため、安定した駆動を行なえないという問題点がある。 Here, the inventor proposes a method of driving the movable body by a magnetic drive mechanism in which a magnet provided on one of the movable body and the fixed body and a coil provided on the other face each other. However, in this method, there is a problem that the thrust is small and the magnetic flux density linked to the coil is lowered as the movable body is moved to reduce the thrust, so that stable driving cannot be performed.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動体の位置にかかわらず、大きな推力を安定して得ることのできる直線駆動装置、および当該直線駆動装置を備えた光学素子駆動装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a linear drive device that can stably obtain a large thrust regardless of the position of the movable body, and an optical element drive device including the linear drive device. There is to do.
上記課題を解決するために、本発明は、固定体に対して可動体を直線的に移動させる直線駆動装置であって、前記固定体と前記可動体との間には、前記固定体側に保持された永久磁石体と、該永久磁石体との間に隙間を隔てるように前記可動体側に保持された駆動コイルと、を備えた磁気駆動機構が構成され、前記永久磁石体は、前記移動方向に沿って配列された複数の磁石片と、隣り合う前記磁石片の間に設けられた磁性板とを備え、前記複数の磁石片において隣り合う磁石片同士は、同一極を相手側の磁石片に向けて配置され、前記駆動コイルは、前記移動方向に開口部に向けて前記永久磁石体との間に隙間を隔てて当該永久磁石体の周りに巻回された筒状コイルであり、前記磁性板は、前記駆動コイルの可動範囲内に位置することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a linear drive device that linearly moves a movable body relative to a fixed body, and is held on the fixed body side between the fixed body and the movable body. And a drive coil held on the movable body side so as to have a gap between the permanent magnet body, and the permanent magnet body has the moving direction. And a magnetic plate provided between the adjacent magnet pieces, and the adjacent magnet pieces in the plurality of magnet pieces have the same pole as the opposite magnet pieces. The driving coil is a cylindrical coil wound around the permanent magnet body with a gap between the permanent magnet body and the opening in the moving direction. The magnetic plate is located within the movable range of the drive coil. To.
本発明では、固定体に対して可動体を直線的に往復動作させるにあたって、固定体側に保持された永久磁石体と可動体側に保持された駆動コイルとを備えた磁気駆動機構を利用する。また、永久磁石体は、移動方向に配列された複数の磁石片を備えており、駆動コイルについては、移動方向に開口部に向けて永久磁石体の周りを全周で囲むボイスコイルを用いる。かかる構成では、駆動コイルが永久磁石体の周りに巻回されているため、永久磁石体が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。また、永久磁石体において、隣り合う磁石片同士は、同一極を隣接する磁石片に向けて配置され、かつ、隣り合う磁石片の間には磁性板が配置されている。このため、磁性板に磁力線が集中するので、永久磁石体が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。さらに、磁力線が集中する磁性板は常に、駆動コイルの可動範囲内に位置するため、可動体がいずれの位置に移動したときでも、永久磁石体が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。しかも、磁性板に磁力線を集中させるので、磁力線が集中する個所が常に駆動コイルの可動範囲内に位置するように構成するのが容易である。 In the present invention, when the movable body is linearly reciprocated with respect to the fixed body, a magnetic drive mechanism including a permanent magnet body held on the fixed body side and a drive coil held on the movable body side is used. The permanent magnet body includes a plurality of magnet pieces arranged in the moving direction, and a voice coil that surrounds the entire periphery of the permanent magnet body in the moving direction toward the opening in the moving direction is used. In such a configuration, since the drive coil is wound around the permanent magnet body, the magnetic field formed by the permanent magnet body can be used effectively and maximally. Moreover, in a permanent magnet body, adjacent magnet pieces are arrange | positioned toward the adjacent magnet piece, and the magnetic board is arrange | positioned between adjacent magnet pieces. For this reason, since magnetic lines of force concentrate on the magnetic plate, the magnetic field formed by the permanent magnet body can be used effectively and maximally. Furthermore, since the magnetic plate where the magnetic field lines are concentrated is always located within the movable range of the drive coil, the magnetic field formed by the permanent magnet body can be used effectively and maximally regardless of the position of the movable body. Can do. Moreover, since the lines of magnetic force are concentrated on the magnetic plate, it is easy to configure so that the portion where the lines of magnetic force are concentrated is always located within the movable range of the drive coil.
本発明において、前記磁石片において前記移動方向で前記磁性板に対して両側で隣接する領域、および前記磁性板からなる推力発生領域が、前記駆動コイルの可動範囲内に位置することが好ましい。磁石片において磁性板に対して両側で隣接する領域も磁力線が集中していることから、磁石片において磁性板に対して両側で隣接する領域および磁性板を含めた推力発生領域が駆動コイルの可動範囲内に位置するように構成すると、磁力線が集中する領域が常に、駆動コイルの可動範囲内に位置するようになる。このため、可動体がいずれの位置に移動したときでも、永久磁石体が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができるので、可動体の位置にかかわらず、大きな推力を安定して得ることができる。 In the present invention, it is preferable that a region adjacent to the magnetic plate on both sides in the moving direction in the magnet piece and a thrust generation region made of the magnetic plate are located within a movable range of the drive coil. In the magnet piece, the magnetic field lines are also concentrated in the area adjacent to the magnetic plate on both sides, so the drive coil is movable in the magnet piece in the area adjacent to the magnetic plate on both sides and the thrust generation area including the magnetic plate. When configured so as to be located within the range, the region where the magnetic lines of force are concentrated is always located within the movable range of the drive coil. For this reason, even when the movable body moves to any position, the magnetic field formed by the permanent magnet body can be used effectively and maximally, so that a large thrust can be stably obtained regardless of the position of the movable body. be able to.
本発明において、前記推力発生領域の前記移動方向における寸法は、前記磁性板の前記移動方向における寸法の1倍を超え、かつ、3倍以下であることが好ましい。すなわち、磁性板の前記移動方向における寸法の1倍を超え、かつ、3倍以下の領域を推力発生領域とし、かかる推力発生領域が駆動コイルの可動範囲内に位置するように構成することが好ましい。推力発生領域をあまりに長い寸法に設定しても、永久磁石体が形成する磁界を有効に利用できる効果が上がらない一方、寸法の長い推力発生領域が駆動コイルの可動範囲内に位置するようにするには、可動体の移動範囲を狭めるなどの制約が発生する。それ故、推力発生領域の移動方向における寸法の上限については磁性板の寸法の3倍とすることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the dimension in the said moving direction of the said thrust generation | occurrence | production area | region exceeds 1 time and the 3 times or less of the dimension in the said moving direction of the said magnetic board. In other words, it is preferable that the magnetic plate is configured such that a region exceeding one time and three times or less of the dimension in the moving direction of the magnetic plate is a thrust generation region, and the thrust generation region is located within the movable range of the drive coil. . Even if the thrust generation area is set to an excessively long dimension, the effect of effectively using the magnetic field formed by the permanent magnet body is not improved, but the thrust generation area having a long dimension is positioned within the movable range of the drive coil. However, restrictions such as narrowing the moving range of the movable body occur. Therefore, it is preferable that the upper limit of the dimension in the moving direction of the thrust generation region is three times the dimension of the magnetic plate.
本発明において、前記永久磁石体において前記磁石片が配置されている領域の前記移動方向における両側の最端部は、前記駆動コイルの可動範囲の外側に位置することが好ましい。このように構成すると、永久磁石体が形成する磁界をさらに有効に利用することができる。 In the present invention, it is preferable that the extreme end portions on both sides in the moving direction of the region where the magnet pieces are arranged in the permanent magnet body are located outside the movable range of the drive coil. If comprised in this way, the magnetic field which a permanent magnet body forms can be utilized still more effectively.
本発明を適用した直線駆動装置は、光学素子駆動装置に用いることができ、この場合、前記可動体には光学素子が保持されている構成となる。 The linear drive device to which the present invention is applied can be used for an optical element drive device. In this case, the movable body is configured to hold an optical element.
本発明では、可動体側に設けた駆動コイルが、固定体側に設けた永久磁石体の周りに巻回されているため、永久磁石体が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。また、永久磁石体において、隣り合う磁石片同士は、同一極を隣接する磁石片に向けて配置され、かつ、隣り合う磁石片の間には磁性板が配置されているため、磁性板に磁力線が集中するので、永久磁石体が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。それ故、本発明によれば、大きな推力を得ることができる。さらに、磁力線が集中する磁性板は常に、駆動コイルの可動範囲内に位置するため、可動体がいずれの位置に移動したときでも、永久磁石体が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。しかも、磁性板に磁力線を集中させるので、磁力線が集中する個所が常に駆動コイルの可動範囲内に位置するように構成するのが容易である。よって、本発明によれば、ステッピングモータや、駆動コイルの一部のみが永久磁石体と対向するような磁気駆動機構と比較して、サイズが小さくても大きな推力を発生させることができるとともに、可動体の位置にかかわらず、大きな推力を安定して得ることができる。 In the present invention, since the drive coil provided on the movable body side is wound around the permanent magnet body provided on the fixed body side, the magnetic field formed by the permanent magnet body can be used effectively and maximally. Further, in the permanent magnet body, adjacent magnet pieces are arranged with the same pole facing the adjacent magnet pieces, and a magnetic plate is arranged between the adjacent magnet pieces. Therefore, the magnetic field formed by the permanent magnet body can be used effectively and maximally. Therefore, according to the present invention, a large thrust can be obtained. Furthermore, since the magnetic plate where the magnetic field lines are concentrated is always located within the movable range of the drive coil, the magnetic field formed by the permanent magnet body can be used effectively and maximally regardless of the position of the movable body. Can do. Moreover, since the lines of magnetic force are concentrated on the magnetic plate, it is easy to configure so that the portion where the lines of magnetic force are concentrated is always located within the movable range of the drive coil. Therefore, according to the present invention, compared to a stepping motor or a magnetic drive mechanism in which only a part of a drive coil faces a permanent magnet body, a large thrust can be generated even if the size is small, Regardless of the position of the movable body, a large thrust can be obtained stably.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を適用した直線駆動装置を光学素子駆動装置に用いた場合を中心に説明する。また、以下の説明では、互いに直交する3方向をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向とし、X軸方向を可動体の移動方向として説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the case where the linear drive device to which the present invention is applied is used for an optical element drive device will be mainly described. In the following description, three directions orthogonal to each other will be described as an X-axis direction, a Y-axis direction, and a Z-axis direction, and the X-axis direction will be described as a moving direction of the movable body.
[実施の形態1]
(光学素子駆動装置の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置の全体構成を示す説明図であり、図1(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置の斜視図、および光学素子駆動装置からカバーを外した状態の斜視図である。
[Embodiment 1]
(Overall configuration of optical element driving device)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of an optical element driving apparatus according to
図1に示す光学素子駆動装置200は、固定体2に対して可動体5をX軸方向(移動方向L)に沿って直線的に往復動作させる直線駆動装置100を備えており、可動体5には光学素子1が保持されている。かかる光学素子駆動装置200においては、直線駆動装置100において可動体5を直線駆動すると、可動体5とともに光学素子1が直線駆動されることになる。光学素子1は、光学素子駆動装置200を搭載した光学ユニットにおいて光学系を構成するレンズや偏向ミラー等であり、X軸方向に光軸を向けている。ここで、光学素子1が光学ユニットの光学特性を補正する機能を担う場合、直線駆動装置100および光学素子駆動装置200は、光学素子1を光軸方向の所定位置に停止した状態を確実に保持する必要がある。
The optical element driving apparatus 200 shown in FIG. 1 includes a
直線駆動装置100において、固定体2は、薄板を所定形状に折り曲げたベース20と、ベース20に対してX軸方向に延在するように保持されたガイド軸と、板状のカバー30とを備えている。本形態では、ガイド軸として3本のガイド軸(第1ガイド軸41、第2ガイド軸42、第3ガイド軸43)が用いられている。ベース20は、底板部21と、底板部21から上方(Y軸方向)に起立する4枚の側板部22、23、24、25とを備えており、側板部22、23、24、25の上端部にカバー30が固定されている。
In the
(固定体2の詳細構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置を固定体と可動体とに分離した状態を示す分解斜視図である。
(Detailed configuration of fixed body 2)
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a state in which the optical element driving apparatus according to
図1および図2に示すように、ベース20において、Z軸方向の一方側でX軸方向で対向する一対の側板部22、23は、後述するバネ部材(第1バネ部材91および第2バネ部材92)を受ける固定体側バネ受け部として構成されている。側板部22には、Z軸方向に離間する位置に2つの穴22a、22bが形成されており、側板部23にも、Z軸方向に離間する位置に2つの穴23a、23bが形成されている。穴22aと穴23aとはX軸方向で対向しており、第1ガイド軸41の軸端部分が穴22a、23aに嵌ることにより、第1ガイド軸41の両端部が側板部22、23に保持されている。また、穴22bと穴23bとはX軸方向で対向しており、第2ガイド軸42の軸端部分が穴22b、23bに嵌ることにより、第2ガイド軸42の両端部が側板部22、23に保持されている。さらに、Z軸方向の他方側でX軸方向で対向する一対の側板部24、25にも、互いに対向する位置に穴24a、25aが形成されており、第3ガイド軸43の軸端部分が穴24a、25aに嵌ることにより、第3ガイド軸43の両端部が側板部22、23、24、25に保持されている。このようにして本形態では、Z軸方向の一方側から他方側に向かって、第1ガイド軸41、第2ガイド軸42および第3ガイド軸43が平行に配列されており、第1ガイド軸41、第2ガイド軸42および第3ガイド軸43は、ベース20の底板部21から同一の高さ位置にある。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
(可動体5の詳細構成)
図3は、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置において可動体を構成する部材の説明図であり、図3(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置において可動体から駆動コイルを外した状態の分解斜視図、および可動体をさらに細かく分解した様子を示す分解斜視図である。
(Detailed configuration of movable body 5)
FIG. 3 is an explanatory diagram of members constituting the movable body in the optical element driving apparatus according to
図1、図2および図3に示すように、可動体5は、Z軸方向の一方側に位置する第1ホルダ部材51と、Z軸方向の他方側で第1ホルダ部材51にZ軸方向で対向する第2ホルダ部材52と、第1ホルダ部材51の下端部と第2ホルダ部材52の下端部とを連結する矩形の第1プレート61と、第1ホルダ部材51の上端部と第2ホルダ部材52の上端部とを連結する矩形の第2プレート62とを備えており、X軸方向(移動方向L)に開口部を備えた略角筒状である。第1プレート61および第2プレート62はいずれも非磁性の薄板からなる。また、第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52は、樹脂等といった非磁性の材料からなる。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
ここで、第1プレート61は、4つの角部分の各々にZ軸方向に突出した突起611、612、613、614を備えている。本形態において、X軸方向の一方側に位置する突起611、613は、第1プレート61のX軸方向の一方側端部でZ軸方向に延在する辺部分から突出し、X軸方向の他方側に位置する突起612、614は、第1プレート61のX軸方向の他方側端部でZ軸方向に延在する辺部分から突出している。また、第2プレート62も、第1プレート61と同様、4つの角部分の各々にZ軸方向に突出した突起621、622、623、624を備えている。本形態において、X軸方向の一方側に位置する突起621、623は、第2プレート62のX軸方向の一方側端部でZ軸方向に延在する辺部分から突出し、X軸方向の他方側に位置する突起622、624は、第2プレート62のX軸方向の他方側端部でZ軸方向に延在する辺部分から突出している。
Here, the
本形態では、第1プレート61においてZ軸方向の一方側に形成された突起611、612、および第2プレート62においてZ軸方向の一方側に形成された突起621、622に対して第1ホルダ部材51が固定されている。また、第1プレート61においてZ軸方向の他方側に形成された突起613、614、および第2プレート62においてZ軸方向の他方側に形成された突起623、624に対して第2ホルダ部材52が固定されている。
In this embodiment, the
本形態において、第1プレート61においてX軸方向に位置する両側の辺部分、および第2プレート62においてX軸方向に位置する両側の辺部分は、後述するように、可動体5がX軸方向に移動した際、ベース20の側板部22、23に当接するストッパとして利用される。
In the present embodiment, as described later, the side portions on both sides of the
また、第1プレート61および第2プレート62は、後述するように、駆動コイル80を巻回する際のボビンとしても利用されているとともに、駆動コイル80を補強する補強板としても機能している。
Further, as will be described later, the
第1ホルダ部材51は、X軸方向に延在する板状部511と、この板状部511のX軸方向の略中央位置からZ軸方向の一方側(外側)に突出する第1軸受部512を備えている。ここで、第1軸受部512は、X軸方向で貫通する貫通部(貫通孔)512aと第1軸受部512のZ軸方向の一方側(外側)から貫通部512aに到るスリット部が形成されており、U字溝状に形成されている。かかる貫通部512aは、第1ガイド軸41をガイドするガイド部であって、第1ガイド軸41がX軸方向に貫通している。本形態において、第1軸受部512のX軸方向の両側には、後に説明するバネ部材(第1バネ部材91と第2バネ部材92)が配置されており、第1軸受部512は、バネ部材を受ける可動体側バネ受け部を構成している。
The
第2ホルダ部材52は、X軸方向に延在する板状部521と、この板状部521のX軸方向の一方側端部からZ軸方向の一方側(内側/第1ホルダ部材51が位置する側)に突出する第2軸受部522と、板状部521において第2軸受部522からX軸方向で離間する他方側端部からZ軸方向の一方側(内側/第1ホルダ部材51が位置する側)に突出する第3軸受部523と、板状部521のX軸方向の略中央位置からZ軸方向の他方側(外側)に突出する棒状の素子保持部524とを備えている。
The
第2軸受部522と第3軸受部523とは所定の距離を隔ててX軸方向で対向している。また、第2軸受部522および第3軸受部523にはX軸方向からみたときに重なる位置にX軸方向に貫通する穴からなる貫通部522a、523aが形成されており、かかる貫通部522a、523aを第2ガイド軸42が貫通している。
The
素子保持部524において、Z軸方向の略中央部分には、X軸方向に貫通する素子保持穴525が形成されており、かかる素子保持穴525の内部に光学素子1が保持されている。また、素子保持部524の先端部には、X軸方向に貫通する穴からなる貫通部524aが形成されており、かかる貫通部524aを第3ガイド軸43が貫通している。
In the
(磁気駆動機構の構成)
図4は、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置の内部構成を示す断面図であり、図4(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置を図1(a)のX1−X1′で示す位置で切断したときの断面図、および図1(a)のZ1−Z1′で示す位置で切断したときの断面図である。
(Configuration of magnetic drive mechanism)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the optical element driving apparatus according to
本形態の光学素子駆動装置200および直線駆動装置100において、可動体5をX軸方向(光軸方向)に駆動するにあたって、本形態では、図1〜図4を参照して以下に説明するように、固定体2と可動体5との間には、固定体2側に保持された永久磁石体70と、この永久磁石体70との間に隙間を隔てるように可動体5側に保持された駆動コイル80とを備えた磁気駆動機構7が構成されている。
In driving the
かかる磁気駆動機構7において、永久磁石体70は、図2および図4(a)に示すように、Y軸方向(厚さ方向)で薄い直方体形状(矩形板形状)を有しており、X軸方向の両端部が固定体2に用いたベース20の側板部22、23に固定されている。この状態で、永久磁石体70は、ベース20の底板部21からY軸方向に浮いた状態にあり、永久磁石体70とベース20の底板部21との間には隙間が介在する。また、永久磁石体70とカバー30との間にも隙間が介在する。
In the
ここで、永久磁石体70は、X軸方向(可動体5の移動方向L)に沿って多極に着磁されている。また、永久磁石体70は、X軸方向に沿って配列された複数の磁石片を備えており、複数の磁石片は、隣り合う磁石片同士が同一極を相手側の磁石片に向けて配置されている。より具体的には、永久磁石体70は、2つの磁石片(第1磁石片71および第2磁石片72)からなり、第1磁石片71および第2磁石片72は、同一極(例えば、N極)を相手側に向けている。また、第1磁石片71と第2磁石片72との間には薄い磁性板75が配置されている。磁性板75のサイズは、第1磁石片71および第2磁石片72のYZ平面におけるサイズと概略同一である。このため、永久磁石体70は、第1磁石片71、磁性板75および第2磁石片72からなるが、全体として一体の直方体形状になっている。
Here, the
かかる構成の永久磁石体70では、第1磁石片71および第2磁石片72の端面に磁性板75が重ねて配置されているため、第1磁石片71および第2磁石片72から磁性板75が位置する側に集中して磁力線が発生する。また、第1磁石片71および第2磁石片72が、同一極(例えば、N極)を相手側に向けているため、磁性板75から周辺(Y軸方向およびZ軸方向)に向けて効率よく磁力線が発生する。
In the
図1〜図4に示すように、磁気駆動機構7に用いた駆動コイル80は、X軸方向に開口部に向けた筒状のボイスコイルであり、駆動コイル80の内側に永久磁石体70が配置されている。このため、駆動コイル80は、永久磁石体70とベース20の底板部21との間に介在する隙間、および永久磁石体70とカバー30との間に介在する隙間を通って永久磁石体70の周りを巻回しており、駆動コイル80においてX軸方向に向く開口部から外側には、永久磁石体70のX軸方向の両端部が突出している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
この状態で、ベース20およびカバー30は、駆動コイル80に対して永久磁石体70とは反対側で駆動コイル80を覆っている。本形態では、ベース20およびカバー30を磁性板により構成し、ベース20およびカバー30については、光学素子駆動装置200および直線駆動装置100の筐体として用いるとともに、ヨークとしても利用している。本形態では、ベース20およびカバー30をヨークとして用いるにあたって、ベース20およびカバー30のZ軸方向の寸法は、永久磁石体70のZ軸方向の寸法より大きく、ベース20、カバー30および永久磁石体70を平面視したとき、ベース20およびカバー30は、永久磁石体70よりZ軸方向の両側から張り出している。このため、ベース20およびカバー30は、ヨークとしての機能に優れている分、ベース20およびカバー30の板厚を薄くすることができる。また、ベース20の側板部22、23において、永久磁石体70よりZ軸方向の両側から張り出している部分を利用して第1ガイド軸41および第2ガイド軸42の両軸端部を支持している。このため、第1ガイド軸41および第2ガイド軸42を支持するための部材を別途、追加する必要がないという利点がある。
In this state, the
本形態において、駆動コイル80は、可動体5において第1プレート61および第2プレート62の周りに巻回されている。本形態において、駆動コイル80は、第1プレート61においてX軸方向で離間する突起611と突起612とによって挟まれた部分、および突起613と突起614とによって挟まれた部分で巻回されている。また、駆動コイル80は、第2プレート62おいてX軸方向で離間する突起621と突起622とによって挟まれた部分、および突起623と突起624とによって挟まれた部分に巻回されている。
In this embodiment, the
この状態で、第1プレート61および第2プレート62は、駆動コイル80の内側に位置し、駆動コイル80においてY軸方向に位置する巻回部分は、第1プレート61および第2プレート62によって補強された状態にある。
In this state, the
ここで、第1プレート61および第2プレート62は、Y軸方向で対向する2枚の板材であり、Y軸方向において永久磁石体70との間には隙間が存在している。このため、駆動コイル80と永久磁石体70との間のうち、Y軸方向に位置する間には、隙間が介在しているとともに、第1プレート61または第2プレート62が介在している。これに対して、駆動コイル80と永久磁石体70との間のうち、Z軸方向に位置する間には狭い隙間のみが存在し、第1プレート61および第2プレート62が介在していない。このため、Z軸方向では、駆動コイル80と永久磁石体70とを接近させることができる分、駆動コイル80を鎖交する磁束密度を高めることができる。
Here, the
本形態では、駆動コイル80を形成する際、可動体5をコイルボビンとして利用する。すなわち、治具によって第1プレート61および第2プレート62を所定の間隔を介して対向するように保持した状態で、第1プレート61において突起611と突起612とによって挟まれた部分、第1プレート61において突起613と突起614とによって挟まれた部分、第2プレート62において突起623と突起624とによって挟まれた部分、および第2プレート62において突起621と突起622とによって挟まれた部分にコイル線を巻回し、駆動コイル80を形成する。その際、図5(b)を参照して後述するように、コイル線の巻き始めを第2プレート62の突起621に絡げてコイル線を巻回した後、コイル線の巻き終わりを第2プレート62の別の突起622に絡げることができる。
In this embodiment, when the
しかる後に、第1プレート61の突起611、612、および第2プレート62の突起621、622に対して第1ホルダ部材51を固定し、第1プレート61の突起613、614、および第2プレート62の突起623、624に対して第2ホルダ部材52を固定すれば、可動体5を組み立てることができる。
Thereafter, the
このように、本形態では、可動体5のZ軸方向の一方側に第1軸受部512を設けるにあたって、第1プレート61の突起611、612、および第2プレート62の突起621、622を介して駆動コイル80のZ軸方向の一方側の側面に第1ホルダ部材51を取り付けた構造を採用している。また、本形態では、可動体5のZ軸方向の他方側に第2軸受部522および第3軸受部523を設けるにあたって、第1プレート61の突起613、614、および第2プレート62の突起623、624を介して駆動コイル80のZ軸方向の他方側の側面に第2ホルダ部材52を取り付けた構造を採用している。
Thus, in this embodiment, when the
(バネ部材の構成)
本形態の光学素子駆動装置200および直線駆動装置100では、可動体5をX軸方向(光軸方向)に駆動するにあたって磁気駆動機構7を用いるとともに、可動体5を所定位置に保持するために、磁気駆動機構7による推力と、バネ部材の付勢力を利用する。また、振動や外部からの衝撃等の外力に加わった際に可動体5が大きく変位することを防止するためにバネ部材を利用する。具体的には、固定体2と可動体5との間には、以下に説明するバネ部材が配置されている。
(Structure of spring member)
In the optical element driving device 200 and the
より具体的には、本形態では、第1ガイド軸41において側板部22と可動体5の第1軸受部512の間に位置する部分の周りに、コイルバネからなる第1バネ部材91(バネ部材)を圧縮された状態で配置するとともに、第1ガイド軸41において側板部23と可動体5の第1軸受部512との間に位置する部分の周りに、コイルバネからなる第2バネ部材92(バネ部材)を圧縮された状態で配置する。この状態で、第1バネ部材91の両端部は、側板部22および第1軸受部512に当接し、第2バネ部材92の両端部は、側板部23および第1軸受部512に当接する。
More specifically, in this embodiment, a first spring member 91 (spring member) made of a coil spring is provided around a portion of the
かかる構成によれば、駆動コイル80への通電を行なわない状態では、可動体5および光学素子1は、第1バネ部材91のバネ力、および第2バネ部材92のバネ力が釣り合った位置、すなわち、原点位置に保持されている。本形態において、原点位置は、駆動コイル80のX軸方向の中央位置と、永久磁石体70のX軸方向の中央位置とがZ軸方向で重なった位置である。
According to such a configuration, in a state where the
この状態から、駆動コイル80に通電し、磁気駆動機構7により可動体5がX軸方向(移動方向L)の一方側(第1バネ部材91が圧縮する方向)に変位すると、第1バネ部材91が抗力を発生させる。その際、第2バネ部材92は、可動体5をX軸方向(移動方向L)の一方側に付勢する。その結果、可動体5および光学素子1は、磁気駆動機構7による推力、第1バネ部材91の抗力、および第2バネ部材92の付勢力が釣り合った位置で停止する。また、駆動コイル80に逆方向に通電すると、磁気駆動機構7により可動体5がX軸方向(移動方向L)の他方側(第2バネ部材92が圧縮する方向)に変位する。その結果、第2バネ部材92が抗力を発生させるとともに、第1バネ部材91は、可動体5をX軸方向(移動方向L)の他方側に付勢する。それ故、可動体5および光学素子1は、磁気駆動機構7による推力、第1バネ部材91の抗力、および第2バネ部材92の付勢力が釣り合った位置で停止する。また、駆動コイル80への通電を停止すると、可動体5および光学素子1は、第1バネ部材91のバネ力、および第2バネ部材92のバネ力が釣り合った位置、すなわち、原点位置に戻り、そこに保持される。
From this state, when the
ここで、可動体5の駆動に磁気駆動機構7を採用すると、可動体5に振動や外部から衝撃等の外力が加わった際、可動体7がX軸方向に大きく変位しようとする。本形態では、固定体2と可動体5との間には、可動体5がX軸方向に変位した際に抗力を発生させる第1バネ部材91および第2バネ部材92が設けられている。このため、振動や外部からの衝撃等の外力に起因する可動体7のX軸方向の変位は、第1バネ部材91のバネ力、および第2バネ部材92のバネ力によって抑制される。
Here, when the
また、磁気駆動機構7により可動体5をX軸方向に駆動する際、駆動コイル80には、第1バネ部材91および第2バネ部材92の抗力に打ち勝つ推力を発生させる電流を供給する。その際、可動体7に振動や外部からの衝撃等の外力が加わると、可動体5がベース20の側板部22、23に当接することがある。かかる場合でも、本形態では、駆動コイル80は、第1プレート61および第2プレート62の突起611〜614、621〜624の内側に巻回され、第1プレート61および第2プレート62のX軸方向の端部が駆動コイル80の端部より張り出している。このため、可動体5においてベース20の側板部22、23に当接するのは、第1プレート61および第2プレート62のX軸方向の端部である。従って、駆動コイル80がベース20の側板部22、23に当接することがないので、駆動コイル80の断線を防止することができる。また、駆動コイル80は、第1プレート61および第2プレート62の突起611〜614、621〜624の内側に巻回されているため、巻きズレしないという利点もある。
Further, when the
(駆動コイル80への給電)
図5は、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置において駆動コイルへの給電のための構成を示す説明図であり、図5(a)、(b)、(c)は各々、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置における駆動コイルとバネ部材との接続関係を示す説明図、駆動コイルとバネ部材と第1ホルダ部材とプレートの位置関係を示す説明図、および第1ホルダ部材にランドを形成した場合の説明図である。
(Power supply to the drive coil 80)
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration for feeding power to the drive coil in the optical element driving apparatus according to
本形態の光学素子駆動装置200および直線駆動装置100では、駆動コイル80に給電するにあたって、金属製のコイルバネからなる第1バネ部材91および第2バネ部材92を給電部材として利用する。
In the optical element driving device 200 and the
より具体的には、図5(a)、(b)に示すように、駆動コイル80の巻き始めの端部81を第1バネ部材91に電気的に接続し、駆動コイル80の巻き終わりの端部82を第2バネ部材92に電気的に接続する。かかる電気的な接続を行なうにあたって、本形態では、第1バネ部材91の両端のうち、第1軸受部512側に位置する端部に駆動コイル80の巻き始めの端部81を電気的に接続し、側板部22側に位置する端部に外部からの配線86を電気的に接続する。また、第2バネ部材92についても、第1バネ部材91と同様、両端のうち、第1軸受部512側に位置する端部に駆動コイル80の巻き終わりの端部82を電気的に接続し、側板部23側に位置する端部に外部からの配線87を電気的に接続する。なお、コイル線を巻回する際、図5(b)に示すように、コイル線の巻き始めの端部81を第2プレート62の突起621に絡げてコイル線を巻回した後、コイル線の巻き終わりの端部82を第2プレート62の別の突起622に絡げることができる。
More specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B, the winding start end 81 of the
かかる構成によれば、可動体5がX軸方向に変位した際、駆動コイル80の巻き始めの端部81および巻き終わりの端部82は、可動体5とともにX軸方向に変位するため、駆動コイル80の巻き始めの端部81および巻き終わりの端部82に不要な力が加わらない。また、可動体5がX軸方向に変位した際でも、外部からの配線86、87が変位しないため、配線に不要な力が加わらない。
According to this configuration, when the
また、駆動コイル80を第1バネ部材91および第2バネ部材92に電気的に接続するにあたっては、駆動コイル80の巻き始めの端部81を第1コイル部材に直接、ハンダ付けし、駆動コイル80の巻き終わりの端部82を第2コイル部材に直接、ハンダ付けした構成を採用することができる。
Further, in electrically connecting the
また、図5(c)に示すように、第1軸受部512においてX軸方向に向く両面の各々にランド512cを電気的に独立した状態で設けておき、駆動コイル80の巻き始めの端部81および巻き終わりの端部82をランド512cにハンダ付けするとともに、第1バネ部材91の端部および第2バネ部材92の端部をランド512cにハンダ付けしてもよい。
In addition, as shown in FIG. 5C, lands 512c are provided on both surfaces of the
なお、第1バネ部材91および第2バネ部材92を給電部材として利用する際、第1バネ部材91と第2バネ部材92が第1ガイド軸41を介して短絡することを防止する必要がある。かかる短絡を防止するにあたっては、第1ガイド軸41については絶縁材料から形成した構成や、金属製の第1ガイド軸41の周りに絶縁層を設けた構成を採用すればよい。
When the
また、第1バネ部材91および第2バネ部材92を給電部材として利用する際、第1バネ部材91と第2バネ部材92がベース20を介して短絡することを防止する必要がある。かかる短絡を防止するにあたっては、図示を省略するが、第1バネ部材91と側板部22との間、および第2バネ部材92と側板部23との間に絶縁材料を介在させた構成を採用すればよい。
Further, when the
(磁気駆動機構7の詳細構成)
図6は、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7の寸法的な構成を示す説明図であり、図6(a)は磁気駆動機構7の説明図、図6(b)、(c)は永久磁石体70および駆動コイルの説明図、図6(d)〜(f)は、固定体2側に設けた永久磁石体70に対して可動体5側に設けた駆動コイル80が相対移動した状態における各寸法を示す説明図である。図7は、本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7の説明図であり、図7(a)〜(e)は可動体5側に設けた駆動コイル80が固定体2側に設けた永久磁石体70に対して相対移動する様子を示す説明図、図7(f)は、駆動コイル80の位置と推力Fとの関係のシミュレーション結果を示す説明図、図7(g)は駆動コイル80の位置と推力Fとの関係を示すグラフである。
(Detailed configuration of magnetic drive mechanism 7)
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a dimensional configuration of the
図6(a)、(b)、(c)に示すように、本形態の光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7において、固定体2側に設けた永久磁石体70は、移動方向Lに沿って配列された複数の磁石片(第1磁石片71および第2磁石片72)と、隣り合う磁石片の間に設けられた磁性板75とを備えている。また、第1磁石片71および第2磁石片72は、同一極を相手側の磁石片に向けて配置されている。可動体5は、移動方向Lに開口部に向けた駆動コイル80(筒状コイル)を備えており、図6(d)、(e)、(f)に示すように、駆動コイル80は可動体5の一部として移動方向Lに移動する。ここで、図6(d)は、駆動コイル80が移動方向Lの途中位置にある状態の説明図であり、図6(e)は、駆動コイル80が移動方向Lにおける最も一方側L2側に移動した状態の説明図であり、図6(f)は、駆動コイル80が移動方向Lにおける最も他方側L1側に移動した状態の説明図である。
As shown in FIGS. 6A, 6 </ b> B, and 6 </ b> C, in the
図6(d)〜(f)に示す動作を行なった際、固定体2側に設けた永久磁石体70と、可動体55側に設けた駆動コイル80との間に作用する磁気力によって生じる推力は、駆動コイル80の位置によって図7に示すように変化する。すなわち、図7(a)〜(e)に示す各位置に駆動コイル80が移動した際の推力Fは、図7(f)に示すように表される。また、永久磁石体70の移動方向Lにおける中心(磁性板75の中心)と、駆動コイル80の移動方向Lにおける中心とが重なった状態からの駆動コイル80移動量xと推力Fとの関係は図7(g)に示すように表される。
When the operations shown in FIGS. 6D to 6F are performed, a magnetic force acting between the
図7(f)、(g)に分るように、永久磁石体70の移動方向Lにおける中心(磁性板75の中心)と、駆動コイル80の移動方向Lにおける中心とが重なった状態(センター位置)からの駆動コイル80の移動量が小さい範囲では、推力Fは高いレベルを示すが、駆動コイル80の移動量が大きくなると、推力Fが低下する。特に、駆動コイル80と磁性板75とが移動方向Lでずれたときには、推力Fの低下が著しい。そこで、本形態では、図7(f)において推力Fが高い領域(図7(b)〜(d)で示す範囲)内に駆動コイル80のストロークSを設定する。
As shown in FIGS. 7F and 7G, the center of the
かかる構成を実現するために、本形態では、図6を参照して以下に説明するように、磁性板75が駆動コイル80の可動範囲内に位置するようにストロークSなどを設定する。すなわち、駆動コイル80が移動方向Lの一方側L2から他方側L1に移動しても、その全範囲で磁性板75が駆動コイル80の中に位置するようにストロークSなどを構成する。
In order to realize such a configuration, in this embodiment, the stroke S and the like are set so that the
より具体的に言えば、以下の条件を満たすように、ストロークSなどを設定する。まず、駆動コイル80のストロークをSとし、駆動コイル80の一方側L2への可動距離をS2とし、駆動コイル80の他方側L1への可動距離をS1とすると、ストロークSと可動距離S1、S2との間には、下式
S=S1+S2
で示す関係が成り立つ。
More specifically, the stroke S or the like is set so as to satisfy the following conditions. First, the stroke of the driving
The relationship shown by is established.
また、駆動コイル80の移動方向Lにおける寸法をCLとし、磁性板75の移動方向Lにおける寸法をPLとし、駆動コイル80が最も一方側L2に移動した状態における駆動コイル80の一方側L2の端部から磁性板75までの寸法をML2とし、駆動コイル80が最も他方側L1に移動した状態における駆動コイル80の他方側L1の端部から磁性板75までの寸法をML1とすると、寸法CL、PL、ML1、ML2の間には、以下の関係
S≦ML1≦CL−PL
S≦ML2≦CL−PL
が成り立つ。かかる条件を満たしているので、例えば、図6(e)に示すように、駆動コイル80が最も一方側L2に移動したときでも、以下の条件
S≦ML1
ML2+PL≦CL
が成り立つ。また、図6(f)に示すように、駆動コイル80が最も他方側L1に移動したときでも、以下の条件
S≦ML2
ML1+PL≦CL
が成り立つ。従って、駆動コイル80が移動方向Lの一方側L2から他方側L1に移動しても、その全範囲で磁性板75が駆動コイル80の中に位置する。それ故、図7(f)、(g)に示すように、可動体5に対して大きな推力Fを印加することができる範囲内に駆動コイル80(可動体5)のストロークを設定することができる。
Further, the dimension in the moving direction L of the driving
S ≦ ML 2 ≦ CL-PL
Holds. Since these conditions are satisfied, for example, as shown in FIG. 6E, even when the
ML 2 + PL ≦ CL
Holds. Further, as shown in FIG. 6 (f), even when the
ML 1 + PL ≦ CL
Holds. Therefore, even if the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の光学素子駆動装置200および直線駆動装置100では、固定体2に対して可動体5を直線的に往復移動させるにあたって、固定体2側に保持された永久磁石体70と、可動体5側に保持された駆動コイル80とを備えた磁気駆動機構7を利用するとともに、永久磁石体70については、可動体5の移動方向Lに沿って多極に着磁された構成とし、駆動コイル80については、X軸方向(移動方向L)に開口部に向けて永久磁石体70の周りを全周で囲むボイスコイルを用いる。かかる構成によれば、駆動コイル80が永久磁石体70の周りに巻回されているため、永久磁石体70が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。それ故、本形態によれば、ステッピングモータや、駆動コイル80の一辺が永久磁石体70と対向するような磁気駆動機構と比較して、光学素子駆動装置200および直線駆動装置100のサイズが小さくても大きな推力を発生させることができる。
(Main effects of this form)
As described above, in the optical element driving device 200 and the
また、永久磁石体70は、X軸方向(移動方向L)に沿って配列された複数の磁石片(第1磁石片71および第2磁石片72)を備え、複数の磁石片は、隣り合う磁石片同士が同一極を相手側の磁石片に向けて配置されているとともに、磁石片同士の間には磁性板75が配置されている。このため、第1磁石片71および第2磁石片72から磁性板75が位置する側に集中して磁力線が発生するとともに、磁性板75から周辺(Y軸方向およびZ軸方向)に向けて効率よく磁力線が発生する。それ故、漏れ磁束を少なくできる分、駆動コイル80に鎖交する磁束密度を高めることができるので、光学素子駆動装置200および直線駆動装置100のサイズが小さくても大きな推力を発生させることができる。
The
また、磁力線が集中する磁性板75は常に、駆動コイル80の可動範囲内に位置するため、可動体5がいずれの位置に移動したときでも、永久磁石体70が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。しかも、磁性板75に磁力線を集中させるので、磁力線が集中する個所が常に駆動コイル80の可動範囲内に位置するように構成するのが容易である。よって、本形態によれば、ステッピングモータや、駆動コイルの一部のみが永久磁石体と対向するような磁気駆動機構と比較して、サイズが小さくても大きな推力を発生させることができるとともに、可動体5の位置にかかわらず、大きな推力を安定して得ることができる。
Further, since the
また、永久磁石体70は、X軸方向に対して直交するY軸方向に厚さ方向を向けた薄型の直方体形状を備え、駆動コイル80は、永久磁石体70の周りを全周で囲む角筒形状を有しているため、光学素子駆動装置200および直線駆動装置100の薄型化を図ることができる。
The
また、固定体2は、永久磁石体70および駆動コイル80を永久磁石体70の厚さ方向の両側で覆うヨーク(ベース20およびカバー30)を備えており、かかるヨーク、永久磁石体70および駆動コイル80を平面視したとき、ヨークのサイズは、永久磁石体70のサイズおよび駆動コイル80のサイズよりも大きい。このため、ヨークの機能が高いので、ベース20およびカバー30の板厚を薄くすることができる。それ故、光学素子駆動装置200および直線駆動装置100の厚さ寸法(Y軸方向の寸法)を小さくでき、薄型化を図ることができる。
The fixed
しかも、永久磁石体70および駆動コイル80が直方体の外形形状を備えているとともに、カバー30とベース20とがヨークとして機能する部分も直方体の外形形状を備えている。このため、永久磁石体70および駆動コイル80と、ヨークとの間に不必要に広いスペースが存在しないので、ヨークとしての機能に優れている。すなわち、ヨークが直方体の外形形状を備えているにもかかわらず、駆動コイル80が円筒状であると、ヨークの角部分に大きなデッドスペースが無駄に発生してしまうが、本形態によれば、かかる無駄なスペースを省いてある。このため、本形態の光学素子駆動装置200および直線駆動装置100は、サイズが小さくても大きな推力を発生させることができる。
In addition, the
また、ベース20の側板部22、23において、永久磁石体70よりZ軸方向の両側から張り出している部分を利用して第1ガイド軸41および第2ガイド軸42の両軸端部を支持しているため、第1ガイド軸41および第2ガイド軸42を支持するための部材を別途、追加する必要がないという利点がある。
In addition, the
また、本形態では、Y軸方向で対向する2枚の板材(第1プレート61および第2プレート62)をボビンとして用いたため、筒形状のボビンに駆動コイル80を巻回した構成と比較して、可動体5の軽量化を図ることができる。また、駆動コイル80と永久磁石体70との間のうち、Z軸方向に位置する間には第1プレート61および第2プレート62が介在せず、狭い隙間が存在する。このため、Z軸方向では、駆動コイル80と永久磁石体70とを接近させることができる。従って、駆動コイル80を鎖交する磁束密度を高めることができるので、可動体5に対して大きな推力を印加することができる。
Further, in this embodiment, since two plate members (the
しかも、第1プレート61および第2プレート62は各々、X軸方向で離間した位置でZ軸方向(移動方向および永久磁石体70の厚さ方向の双方と交差する方向)に突出した突起611〜614、621〜624を備え、駆動コイルは、X軸方向で離間する突起に挟まれた領域に巻回されている。このため、第1プレート61および第2プレート62の周りの所定位置に駆動コイル80を巻回することができる。また、第1プレート61および第2プレート62は駆動コイル80よりもX軸方向で張り出した構造となる。このため、可動体5が移動した際に可動体5を固定体2側(ベース20の側板部22、23)と当接させて位置規制を行う場合でも、駆動コイル80が固定体2側と当接することがない。それ故、駆動コイル80の断線を防止することができる。
Moreover, each of the
また、本形態では、可動体5のZ軸方向の一方側に第1軸受部512を設けるにあたって、駆動コイル80のZ軸方向の一方側の側面に第1ホルダ部材51を別途、後付けした構造を採用している。また、本形態では、可動体5のZ軸方向の他方側に第2軸受部522および第3軸受部523を設けるにあたって、駆動コイル80のZ軸方向の他方側の側面に第2ホルダ部材52を別途、後付けした構造を採用している。このため、駆動コイル80として、X軸方向(移動方向L)に開口部に向けたボイスコイルを用いた場合でも、駆動コイル80よりX軸方向に張り出した部材を用いなくても駆動コイル80がX軸方向で存在している範囲内に第1軸受部512、第2軸受部522および第3軸受部523を設けることができる。このため、可動体5のX軸方向の寸法を短くすることができるので、可動体5のX軸方向の可動範囲を大きく確保することができる。
In this embodiment, when the
また、駆動コイル80の側面に第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52を別途、後付けした構造を採用するにあたって、第1プレート61および第2プレート62を介して駆動コイル80のZ軸方向の一方側の側面に第1ホルダ部材51を取り付け、第1プレート61および第2プレート62を介して駆動コイル80のZ軸方向の他方側の側面に第2ホルダ部材52を取り付けた構造を採用している。このため、第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52を駆動コイル80の外面に接着剤等により直接、固定する必要がない。従って、駆動コイル80に大きな負荷が加わらないので、駆動コイル80が損傷しない。また、駆動コイル80の外面にコイル線に起因する凹凸が存在している場合でも、第1ホルダ部材51、第2ホルダ部材52および駆動コイル80を確実に一体化させることができる。特に、本形態では、かかる構成を採用することにより、レンズ等の光学素子1を保持する第2ホルダ部材52が傾くことを防止できるので、光軸のずれなどを防止することができる。
Further, when adopting a structure in which the
しかも、第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52を第1プレート61および第2プレート62の突起611〜614、621〜624に固定しているため、第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52が駆動コイル80から離間した状態とすることができる。また、第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52が駆動コイル80に接している場合でも、第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52は駆動コイル80に緩く接している状態とすることができる。従って、駆動コイル80に大きな負荷が加わらないので、駆動コイル80が損傷しない。
Moreover, since the
また、固定体2と可動体5との間には、磁気駆動機構7により可動体5が変位した際に抗力を発生させるバネ部材(第1バネ部材91および第2バネ部材92)が設けられているため、駆動コイル80に通電する電流値と、バネ部材のバネ定数とを制御することで、可動体5を所定位置に停止させることができる。しかも、本形態では、バネ部材として、磁気駆動機構7により可動体5が移動方向Lの一方側に変位した際に抗力を発生させる第1バネ部材91と、磁気駆動機構7により可動体5が移動方向Lの他方側に変位した際に抗力を発生させる第2バネ部材92とが設けられている。このため、可動体5は、駆動コイル80への給電が停止している期間、第1バネ部材91の付勢力と第2バネ部材92の付勢力とによって原点位置に保持される。従って、駆動コイル80への給電を停止した状態でも可動体5を所定位置(原点位置/永久磁石体70のX軸方向の中央位置)に保持することができる。また、駆動コイル80に通電して可動体5を所定位置に保持した状態で駆動コイル80への通電を停止すると、第1バネ部材91の付勢力と第2バネ部材92の付勢力とによって、可動体5を原点位置に確実に戻すことができる。
In addition, spring members (
また、本形態では、固定体2に対して可動体5を直線的に往復動作させるにあたって、固定体2側に保持された永久磁石体70と可動体5側に保持された駆動コイル80とを備えた磁気駆動機構7を利用しているため、振動や外部から衝撃等の外力が加わった際、可動体5は、X軸方向(磁気駆動機構7による駆動方向)に大きく変位しようとするが、本形態では、固定体2と可動体5との間にバネ部材(第1バネ部材91および第2バネ部材92)が設けられているため、振動や外部からの衝撃等の外力に起因する可動体5の変位が抑制される。それ故、振動や外部からの衝撃等の外力によって可動体5が大きく変位するという事態を回避することができる。
In this embodiment, when the
また、第1バネ部材91および第2バネ部材92は、駆動コイル80への給電部材として用いられているため、給電部材を別途設ける必要がない。それ故、光学素子駆動装置200および直線駆動装置100の小型化や薄型化を図ることができる。
Further, since the
また、第1バネ部材91および第2バネ部材92は、可動体5において移動方向Lに対して直交する方向に突出した第1軸受部512と、固定体2において第1軸受部512に対して移動方向Lに対向する側板部22、23(固定体側バネ受け部)との間に配置されたコイルバネである。このため、可動体5に対して移動方向Lに位置する側にバネ部材を配置する必要がないため、バネ部材として、長いコイルバネを用いることができる。従って、第1バネ部材91および第2バネ部材92の付勢力を調整するのが容易である。
In addition, the
しかも、第1バネ部材91および第2バネ部材92は、第1ガイド軸41において第1軸受部512と側板部22、23(固定体側バネ受け部)との間に位置する部分の周りに設けられているため、第1バネ部材91および第2バネ部材92を設ける場所を別途、確保する必要がない。それ故、光学素子駆動装置200および直線駆動装置100の小型化や薄型化を図ることができる。
In addition, the
さらに、可動体5においてZ軸方向の一方側には、第1ガイド軸41を受ける第1軸受部512が1つ設けられている一方、可動体5において第1軸受部512に位置する側とは反対側には、移動方向Lに対して直交する方向に突出した2つの軸受部(第2軸受部522および第3軸受部523)が移動方向Lで離間した位置に設けられている。このため、可動体5は、第1バネ部材91および第2バネ部材92が配置されている側では固定体2に対して第1ガイド軸41に1点支持され、第1バネ部材91および第2バネ部材92が配置されている側とは反対側では第2ガイド軸42に2点で支持されている。従って、可動体5はいわゆる三点支持されるので、安定した姿勢で移動する。特に、可動体5において光学素子1が保持されている側が2点支持であるため、光学素子1の姿勢を好適に保持することができる。しかも、可動体5は、第1バネ部材91および第2バネ部材92が配置されている側で1点支持であるため、可動体5において第1バネ部材91および第2バネ部材92が配置されている側には、第1ガイド軸41に対する第1軸受部512を1箇所に設ければよく、スペース的な余裕がある。このため、第1バネ部材91および第2バネ部材92として長いコイルバネを用いることができるので、第1バネ部材91および第2バネ部材92の付勢力を調整するのが容易である。
Further, on the one side in the Z-axis direction of the
また、可動体5では、第1バネ部材91および第2バネ部材92に対してZ軸方向の反対側に光学素子1が設けられている。このため、光学素子1が設けられている側に突出部(第1軸受部512)や固定体側バネ受け部(側板部22、23)を設ける必要がない。それ故、光学素子1の光路を容易に確保することができる。
In the
[実施の形態1の変形例]
図8は、本発明の実施の形態1の変形例に係る光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7の寸法的な構成を示す説明図であり、図8(a)は磁気駆動機構7の説明図、図8(b)、(c)は永久磁石体70および駆動コイルの説明図、図8(d)〜(f)は、固定体2側に設けた永久磁石体70に対して可動体5側に設けた駆動コイル80が相対移動した状態における各寸法を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一を付してそれらの説明を省略する。
[Modification of Embodiment 1]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a dimensional configuration of the
図8(a)、(b)、(c)に示すように、本形態の光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7において、固定体2側に設けた永久磁石体70は、移動方向Lに沿って配列された複数の磁石片(第1磁石片71および第2磁石片72)と、隣り合う磁石片の間に設けられた磁性板75とを備えている。また、第1磁石片71および第2磁石片72は、同一極を相手側の磁石片に向けて配置されている。
As shown in FIGS. 8A, 8 </ b> B, and 8 </ b> C, in the
本形態では、永久磁石体70の両側にヨーク710、720を備えており、かかるヨーク710、720は、ベース20の側板部22、23と接している。このため、ヨーク710、720およびベース20は一体となって磁路を構成する。
In this embodiment, yokes 710 and 720 are provided on both sides of the
本形態でも、可動体5は、移動方向Lに開口部に向けた駆動コイル80(筒状コイル)を備えており、図8(d)、(e)、(f)に示すように、駆動コイル80は可動体5の一部として移動方向Lに移動する。ここで、図8(d)は、駆動コイル80が移動方向Lの途中位置にある状態の説明図であり、図8(e)は、駆動コイル80が移動方向Lにおける最も一方側L2側に移動した状態の説明図であり、図8(f)は、駆動コイル80が移動方向Lにおける最も他方側L1側に移動した状態の説明図である。
Also in this embodiment, the
このような動作を行なった際、本形態でも、実施の形態1と同様、磁性板75が駆動コイル80の可動範囲内に位置するようにストロークSなどを設定する。すなわち、駆動コイル80が移動方向Lの一方側L2から他方側L1に移動しても、磁性板75が駆動コイル80の中に位置するようにストロークSなどを構成する。
When such an operation is performed, also in this embodiment, the stroke S and the like are set so that the
より具体的に言えば、駆動コイル80のストロークをSとし、駆動コイル80の一方側L2への可動距離をS2とし、駆動コイル80の他方側L1への可動距離をS1とすると、ストロークSと可動距離S1、S2との間には、下式
S=S1+S2
で示す関係が成り立つ。
More specifically, the stroke of the driving
The relationship shown by is established.
また、駆動コイル80の移動方向Lにおける寸法をCLとし、磁性板75の移動方向Lにおける寸法をPLとし、駆動コイル80が最も一方側L2に移動した状態における駆動コイル80の一方側L2の端部から磁性板75までの寸法をML2とし、駆動コイル80が最も他方側L1に移動した状態における駆動コイル80の他方側L1の端部から磁性板75までの寸法をML1とすると、寸法CL、PL、ML1、ML2の間には、実施の形態1と同様、以下の関係
S≦ML1≦CL−PL
S≦ML2≦CL−PL
が成り立つ。かかる条件を満たしているので、例えば、図8(e)に示すように、駆動コイル80が最も一方側L2に移動したときでも、以下の条件
S≦ML1
ML2+PL≦CL
が成り立つ。また、図8(f)に示すように、駆動コイル80が最も他方側L1に移動したときでも、以下の条件
S≦ML2
ML1+PL≦CL
が成り立つ。従って、駆動コイル80が移動方向Lの一方側L2から他方側L1に移動しても、その全範囲で磁性板75が駆動コイル80の中に位置する。それ故、本形態でも、実施の形態1と同様、可動体5の位置にかかわらず、可動体5に対して大きな推力Fを印加することができる。
Further, the dimension in the moving direction L of the driving
S ≦ ML 2 ≦ CL-PL
Holds. Since these conditions are satisfied, for example, as shown in FIG. 8 (e), even when the
ML 2 + PL ≦ CL
Holds. Further, as shown in FIG. 8 (f), even when the
ML 1 + PL ≦ CL
Holds. Therefore, even if the
[実施の形態2]
図9は、本発明の実施の形態2に係る光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7の説明図であり、図9(a)は、永久磁石体71の磁束密度の説明図、図9(b)〜(f)は可動体5側に設けた駆動コイル80が固定体2固定体2側に設けた永久磁石体70に対して相対移動する様子を示す説明図、図9(g)は、駆動コイル80の位置と推力Fとの関係のシミュレーション結果を示す説明図である。図10は、本発明の実施の形態2に係る光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7の寸法的な構成を示す説明図であり、図10(a)は磁気駆動機構7の説明図、図10(b)、(c)は永久磁石体70および駆動コイルの説明図、図10(d)〜(f)は、固定体2側に設けた永久磁石体70に対して可動体5側に設けた駆動コイル80が相対移動した状態における各寸法を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一を付してそれらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 9 is an explanatory diagram of the
実施の形態1では、永久磁石体71において磁束が集中する個所として磁性板75に着目したが、本形態では、図9(a)に示す磁束密度の検討結果から、磁石片71、72において移動方向Lで磁性板75に対して両側で隣接する領域711、722にも着目し、かかる領域711、721および磁性板75からなる領域を推力発生領域700としてストロークなどを設定する。すなわち、永久磁石体70では、磁性板75に磁束が集中しているとともに、磁石片71、72において磁性板75に対して両側で隣接する領域711、722でも磁束が集中している。このため、図9(b)〜(f)に示すように、駆動コイル80が移動すると、図9(g)から分るように、領域711、721および磁性板75からなる推力発生領域700が駆動コイル80の中に位置する状態(図9(c)、(d)、(e)に示す状態)で推力Fが高い。
In the first embodiment, attention is paid to the
そこで、本形態では、図10を参照して以下に説明するように、推力発生領域700が駆動コイル80の可動範囲内に位置するようにストロークSなどを設定する。すなわち、駆動コイル80が移動方向Lの一方側L2から他方側L1に移動しても、推力発生領域700が駆動コイル80の中に位置するようにストロークSなどを構成する。
Therefore, in this embodiment, the stroke S and the like are set so that the
図10(a)、(b)、(c)に示すように、本形態の光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7においても、実施の形態1と同様、固定体2側に設けた永久磁石体70は、移動方向Lに沿って配列された複数の磁石片(第1磁石片71および第2磁石片72)と、隣り合う磁石片の間に設けられた磁性板75とを備えている。また、第1磁石片71および第2磁石片72は、同一極を相手側の磁石片に向けて配置されており、磁石片71、72において磁性板75に対して両側で隣接する領域711、722と、磁性板75とによって、推力発生領域700が構成されている。
As shown in FIGS. 10A, 10 </ b> B, and 10 </ b> C, in the
ここで、推力発生領域700は、磁性板75の移動方向Lにおける寸法の1倍を超え、かつ、3倍以下に設定される。
Here, the
また、本形態でも、実施の形態1と同様、可動体5は、移動方向Lに開口部に向けた駆動コイル80(筒状コイル)を備えており、図10(d)、(e)、(f)に示すように、駆動コイル80は可動体5の一部として移動方向Lに移動する。ここで、図10(d)は、駆動コイル80が移動方向Lの途中位置にある状態の説明図であり、図10(e)は、駆動コイル80が移動方向Lにおける最も一方側L2側に移動した状態の説明図であり、図10(f)は、駆動コイル80が移動方向Lにおける最も他方側L1側に移動した状態の説明図である。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the
かかる磁気駆動機構7において、駆動コイル80のストロークをSとし、駆動コイル80の一方側L2への可動距離をS2とし、駆動コイル80の他方側L1への可動距離をS1とすると、ストロークSと可動距離S1、S2との間には、下式
S=S1+S2
で示す関係が成り立つ。
In such
The relationship shown by is established.
また、領域711、722の移動方向における寸法をいずれもRsとし、駆動コイル80の移動方向Lにおける寸法をCLとし、磁性板75の移動方向Lにおける寸法をPLとし、駆動コイル80が最も一方側L2に移動した状態における駆動コイル80の一方側L2の端部から磁性板75までの寸法をML2とし、駆動コイル80が最も他方側L1に移動した状態における駆動コイル80の他方側L1の端部から磁性板75までの寸法をML1とすると、寸法Rs、CL、PL、ML1、ML2の間には、以下の関係
S+Rs≦ML1≦CL−(PL+Rs)
S+Rs≦ML2≦CL−(PL+Rs)
が成り立つ。かかる条件を満たしているので、例えば、図10(e)に示すように、駆動コイル80が最も一方側L2に移動したときでも、以下の条件
S+Rs≦ML1
ML2+(PL+Rs)≦CL
が成り立つ。また、図10(f)に示すように、駆動コイル80が最も他方側L1に移動したときでも、以下の条件
S+Rs≦ML2
ML1(PL+Rs)≦CL
が成り立つ。従って、駆動コイル80が移動方向Lの一方側L2から他方側L1に移動しても、その全範囲で推力発生領域700(領域711、722および磁性板75)が駆動コイル80の中に位置する。それ故、本形態では、可動体5の位置にかかわらず、可動体5に対して大きな推力Fを印加することができ、推力Fの大きさは、実施の形態1より大きい。
In addition, the dimensions of the
S + Rs ≦ ML 2 ≦ CL− (PL + Rs)
Holds. Since these conditions are satisfied, for example, as shown in FIG. 10 (e), even when the
ML 2 + (PL + Rs) ≦ CL
Holds. Further, as shown in FIG. 10 (f), even when the
ML 1 (PL + Rs) ≦ CL
Holds. Therefore, even if the
また、推力発生領域700は、磁性板75の移動方向Lにおける寸法の1倍を超え、かつ、3倍以下に設定される。すなわち、寸法Rs、PLには以下の関係
Rs<PL
が成り立つ。推力発生領域700をあまりに長い寸法に設定しても、永久磁石体70が形成する磁界を有効に利用できる効果が上がらない一方、寸法の長い推力発生領域700が駆動コイル80の可動範囲内に位置するようにするには、可動体5の移動範囲を狭めるなどの制約が発生する。それ故、本形態では、推力発生領域700の移動方向における寸法の上限については磁性板75の寸法の3倍に設定してある。
Further, the
Holds. Even if the
[実施の形態2の変形例]
図11は、本発明の実施の形態2の変形例に係る光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7の寸法的な構成を示す説明図であり、図11(a)は磁気駆動機構7の説明図、図11(b)、(c)は永久磁石体70および駆動コイルの説明図、図11(d)〜(f)は、固定体2側に設けた永久磁石体70に対して可動体5側に設けた駆動コイル80が相対移動した状態における各寸法を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1、2と同様であるため、共通する部分には同一を付してそれらの説明を省略する。
[Modification of Embodiment 2]
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a dimensional configuration of the
図11(a)、(b)、(c)に示すように、本形態の光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7において、固定体2側に設けた永久磁石体70は、移動方向Lに沿って配列された複数の磁石片(第1磁石片71および第2磁石片72)と、隣り合う磁石片の間に設けられた磁性板75とを備えている。また、第1磁石片71および第2磁石片72は、同一極を相手側の磁石片に向けて配置されている。さらに、磁石片71、72において移動方向Lで磁性板75に対して両側で隣接する領域711、722および磁性板75によって推力発生領域700が形成されている。
As shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C, in the
本形態では、永久磁石体70の両側にヨーク710、720を備えており、かかるヨーク710、720は、ベース20の側板部22、23と接している。このため、ヨーク710、720およびベース20は一体となって磁路を構成する。
In this embodiment, yokes 710 and 720 are provided on both sides of the
本形態でも、実施の形態1、2と同様、可動体5は、移動方向Lに開口部に向けた駆動コイル80(筒状コイル)を備えており、図11(d)、(e)、(f)に示すように、駆動コイル80は可動体5の一部として移動方向Lに移動する。ここで、図11(d)は、駆動コイル80が移動方向Lの途中位置にある状態の説明図であり、図11(e)は、駆動コイル80が移動方向Lにおける最も一方側L2側に移動した状態の説明図であり、図11(f)は、駆動コイル80が移動方向Lにおける最も他方側L1側に移動した状態の説明図である。
Also in this embodiment, as in
このような動作を行なった際、本形態でも、実施の形態2と同様、推力発生領域700(磁石片71、72において磁性板75に対して両側で隣接する領域711、722および磁性板75)が駆動コイル80の可動範囲内に位置するようにストロークSなどを設定する。すなわち、駆動コイル80が移動方向Lの一方側L2から他方側L1に移動しても、推力発生領域700が駆動コイル80の中に位置するようにストロークSなどを構成する。
When such an operation is performed, also in this embodiment, the thrust generation region 700 (
より具体的に言えば、駆動コイル80のストロークをSとし、駆動コイル80の一方側L2への可動距離をS2とし、駆動コイル80の他方側L1への可動距離をS1とすると、ストロークSと可動距離S1、S2との間には、下式
S=S1+S2
で示す関係が成り立つ。
More specifically, the stroke of the driving
The relationship shown by is established.
また、領域711、722の移動方向における寸法をいずれもRsとし、駆動コイル80の移動方向Lにおける寸法をCLとし、磁性板75の移動方向Lにおける寸法をPLとし、駆動コイル80が最も一方側L2に移動した状態における駆動コイル80の一方側L2の端部から磁性板75までの寸法をML2とし、駆動コイル80が最も他方側L1に移動した状態における駆動コイル80の他方側L1の端部から磁性板75までの寸法をML1とすると、寸法Rs、CL、PL、ML1、ML2の間には、実施の形態2と同様、以下の関係
S+Rs≦ML1≦CL−(PL+Rs)
S+Rs≦ML2≦CL−(PL+Rs)
が成り立つ。かかる条件を満たしているので、例えば、図11(e)に示すように、駆動コイル80が最も一方側L2に移動したときでも、以下の条件
S+Rs≦ML1
ML2+(PL+Rs)≦CL
が成り立つ。また、図11(f)に示すように、駆動コイル80が最も他方側L1に移動したときでも、以下の条件
S+Rs≦ML2
ML1(PL+Rs)≦CL
が成り立つ。従って、駆動コイル80が移動方向Lの一方側L2から他方側L1に移動しても、その全範囲で推力発生領域700(領域711、722および磁性板75)が駆動コイル80の中に位置する。それ故、本形態では、可動体5の位置にかかわらず、可動体5に対して大きな推力Fを印加することができる。
In addition, the dimensions of the
S + Rs ≦ ML 2 ≦ CL− (PL + Rs)
Holds. Since these conditions are satisfied, for example, as shown in FIG. 11 (e), even when the
ML 2 + (PL + Rs) ≦ CL
Holds. Further, as shown in FIG. 11 (f), even when the
ML 1 (PL + Rs) ≦ CL
Holds. Therefore, even if the
[実施の形態1、2の改良例]
図12は、本発明の実施の形態1、2の改良例に係る光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7の寸法的な構成を示す説明図であり、図12(a)〜(c)は、固定体2側に設けた永久磁石体70に対して可動体5側に設けた駆動コイル80が相対移動した様子を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1、2と同様であるため、共通する部分には同一を付してそれらの説明を省略する。
[Improvements of
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a dimensional configuration of the
図12(a)、(b)、(c)に示すように、本形態の光学素子駆動装置200および直線駆動装置100に用いた磁気駆動機構7において、固定体2側に設けた永久磁石体70は、移動方向Lに沿って配列された複数の磁石片(第1磁石片71および第2磁石片72)と、隣り合う磁石片の間に設けられた磁性板75とを備えている。また、第1磁石片71および第2磁石片72は、同一極を相手側の磁石片に向けて配置されている。可動体5は、移動方向Lに開口部に向けた駆動コイル80(筒状コイル)を備えており、図12(a)、(b)、(c)に示すように、駆動コイル80は可動体5の一部として移動方向Lに移動する。ここで、図12(b)は、永久磁石体70の移動方向Lにおける中心(磁性板75の中心)と、駆動コイル80の移動方向Lにおける中心とが重なった状態の説明図であり、図12(c)は、駆動コイル80が移動方向Lにおける最も一方側L2側に移動した状態の説明図であり、図12(a)は、駆動コイル80が移動方向Lにおける最も他方側L1側に移動した状態の説明図である。
12A, 12B, and 12C, the permanent magnet body provided on the fixed
このような動作を行なった際、本形態では、永久磁石体70において磁石片71、72が配置されている領域の移動方向Lにおける両側の最端部715、725は、駆動コイル80の可動範囲の外側に位置する。すなわち、駆動コイル80は、その可動範囲の全範囲において磁石片71、72が配置されている領域の最端部715、725から内側に位置し、外側に外れることがない。このため、永久磁石体70が形成する磁界をさらに有効に利用することができる。
When such an operation is performed, in this embodiment, the extreme ends 715 and 725 on both sides in the moving direction L of the region where the
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、永久磁石体70に2つの磁石片を用いたが、3つ以上の磁石片を用いた場合に本発明を適用してもよい。
[Other embodiments]
In the above-described embodiment, two magnet pieces are used for the
上記実施の形態では、第1バネ部材91および第2バネ部材92を圧縮バネとして用いたが、第1バネ部材91および第2バネ部材92を引っ張りバネとして用いてよい。また、可動体5に位置によって第1バネ部材91および第2バネ部材92が各々、圧縮バネおよび引っ張りバネとして機能するような構成を採用してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、バネ部材(第1バネ部材91および第2バネ部材92)を給電部材として利用したが、フレキシブル配線基板等の可撓性の配線部材にコイルの端部をハンダ付けして駆動コイル80への給電を行ってもよい。この場合、可撓性の配線部材についてはX軸方向に弛み部分を向かせれば、可動体5に余計な負荷が加わることを抑制することができる。なお、フレキシブル配線基板等の可撓性の配線部材を駆動コイル80への給電部材として用いる構成は、バネ部材(第1バネ部材91および第2バネ部材92)を設けた場合、あるいはバネ部材を設けない場合のいずれにおいても採用することができる。
In the above embodiment, the spring members (the
上記実施の形態では、バネ部材として第1バネ部材91および第2バネ部材92からなる2つのバネ部材を用いたが、1つのバネ部材のみを用いてもよい。この場合も、磁気駆動機構7により可動体5が変位した際にバネ部材が発生させる抗力を利用すれば、駆動コイル80に通電する電流値と、バネ部材のバネ定数とを制御するだけで、可動体5を所定位置に停止させることができる。上記実施の形態では、バネ部材としてコイルバネを用いたが、コイルバネ以外にも、U字形状あるいはV字形状の板バネを用いてもよい。
In the above embodiment, the two spring members including the
上記実施の形態では、可動体5にバネ部材(第1バネ部材91および第2バネ部材92)を設けたが、バネ部材を用いない構成を採用してもよい。この場合、可動体5と固定体2との間にホール素子や磁気センサー等を用いた位置検出システムを配置してクローズドループで可動体5の位置を制御する構成を採用することが好ましい。
In the above embodiment, the spring members (the
上記実施の形態では、ガイド軸を用いた構成を採用したが、横剛性の強い板バネをバネ部材として用い、かかる板バネによって可動体5を吊るすように支持してもよい。かかる構成によれば、ガイド軸を廃止することができる。
In the above-described embodiment, the configuration using the guide shaft is adopted. However, a plate spring having strong lateral rigidity may be used as a spring member, and the
上記実施の形態では、第1プレート61および第2プレート62をストッパとして利用するとともに、駆動コイル80、第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52を一体化するのに用いたが、第1プレート61および第2プレート62を用いない構成を採用してもよい。この場合、第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52の形状を変更して第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52をストッパとして利用する構成を採用すればよい。また、駆動コイル80に対して第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52を面接着した構成や、駆動コイル80に対して第1ホルダ部材51および第2ホルダ部材52を三次元接着した構成を採用すればよい。
In the above embodiment, the
1 光学素子
2 固定体
5 可動体
7 磁気駆動機構
20 ベース(ヨーク)
22、23 ベースの側板部(固定体側バネ受け部)
30 カバー(ヨーク)
41 第1ガイド軸
42 第2ガイド軸
43 第3ガイド軸
51 第1ホルダ部材
52 第2ホルダ部材
70 永久磁石体
71 第1磁石片
72 第2磁石片
75 磁性板
80 駆動コイル
91 第1バネ部材
92 第2バネ部材
100 直線駆動装置
200 光学素子駆動装置
512 第1軸受部
522 第2軸受部
523 第3軸受部
524 素子保持部
700 推力発生領域
715、725 磁石片が配置されている領域の最端部
DESCRIPTION OF
22, 23 Base side plate (fixed body side spring support)
30 Cover (Yoke)
41
Claims (5)
前記固定体と前記可動体との間には、前記固定体側に保持された永久磁石体と、該永久磁石体との間に隙間を隔てるように前記可動体側に保持された駆動コイルと、を備えた磁気駆動機構が構成され、
前記永久磁石体は、前記移動方向に沿って配列された複数の磁石片と、隣り合う前記磁石片の間に設けられた磁性板とを備え、
前記複数の磁石片において隣り合う磁石片同士は、同一極を相手側の磁石片に向けて配置され、
前記駆動コイルは、前記移動方向に開口部に向けて前記永久磁石体との間に隙間を隔てて当該永久磁石体の周りに巻回された筒状コイルであり、
前記磁性板は、前記駆動コイルの可動範囲内に位置することを特徴とする直線駆動装置。 A linear drive device that linearly moves the movable body relative to the fixed body,
Between the fixed body and the movable body, a permanent magnet body held on the fixed body side, and a drive coil held on the movable body side so as to leave a gap between the permanent magnet body, Comprising a magnetic drive mechanism,
The permanent magnet body includes a plurality of magnet pieces arranged along the moving direction, and a magnetic plate provided between the adjacent magnet pieces,
The magnet pieces adjacent to each other in the plurality of magnet pieces are arranged with the same pole facing the counterpart magnet piece,
The drive coil is a cylindrical coil wound around the permanent magnet body with a gap between the permanent magnet body and the opening in the moving direction.
The linear drive device according to claim 1, wherein the magnetic plate is located within a movable range of the drive coil.
前記可動体には光学素子が保持されていることを特徴とする光学素子駆動装置。 An optical element driving device comprising the linear driving device according to any one of claims 1 to 4,
An optical element driving apparatus, wherein an optical element is held on the movable body.
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-
2009
- 2009-09-29 JP JP2009224170A patent/JP2011078151A/en active Pending
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