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JP2011078151A - Linear drive device and optical element drive device - Google Patents

Linear drive device and optical element drive device Download PDF

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JP2011078151A
JP2011078151A JP2009224170A JP2009224170A JP2011078151A JP 2011078151 A JP2011078151 A JP 2011078151A JP 2009224170 A JP2009224170 A JP 2009224170A JP 2009224170 A JP2009224170 A JP 2009224170A JP 2011078151 A JP2011078151 A JP 2011078151A
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JP
Japan
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drive coil
magnetic
plate
coil
axis direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009224170A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Takei
勇一 武居
Katsushige Yanagisawa
克重 柳澤
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.)
Nidec Instruments Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Sankyo Corp filed Critical Nidec Sankyo Corp
Priority to JP2009224170A priority Critical patent/JP2011078151A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear drive device and an optical element drive device, capable of stably obtaining a large thrust force irrespective of the position of a movable member. <P>SOLUTION: In a magnetic drive mechanism 7 of the optical element drive device 200 and the linear drive device 100, a permanent magnetic material 70 provided on a stator 2 side includes a plurality of magnetic pieces (a first magnetic piece 71 and a second magnetic piece 72) disposed along a moving direction L, and a magnetic plate 75 provided between the adjacent magnetic pieces. The first magnet piece 71 and the second magnet piece 72 are disposed with the same pole directed to the opposite magnet piece. The movable member 5 includes a drive coil 80 (cylindrical coil) having an opening directed to the moving direction L, and the magnetic plate 75 is positioned in a movable range of the drive coil 80. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

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 Patent Documents 1 and 2).

特開平4−360798号公報JP-A-4-360798 特開平6−281852号公報JP-A-6-281852

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 Patent Documents 1 and 2 has a problem that it is difficult to reduce the size.

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.

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る。It is explanatory drawing which shows the whole structure of the optical element drive device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 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。It is a disassembled perspective view which shows the state which isolate | separated the optical element drive device which concerns on Embodiment 1 of this invention into the fixed body and the movable body. 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る。It is explanatory drawing of the member which comprises a movable body in the optical element drive device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 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る。It is sectional drawing which shows the internal structure of the optical element drive device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 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る。It is explanatory drawing which shows the structure for the electric power feeding to a drive coil in the optical element drive device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置および直線駆動装置に用いた磁気駆動機構の寸法的な構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the dimensional structure of the magnetic drive mechanism used for the optical element drive device and linear drive device which concern on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る光学素子駆動装置および直線駆動装置に用いた磁気駆動機構の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic drive mechanism used for the optical element drive device and linear drive device which concern on Embodiment 1 of this invention. 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および直線駆動装置に用いた磁気駆動機構の寸法的な構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the dimension structure of the magnetic drive mechanism used for the optical element drive device and linear drive device which concern on the modification of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る光学素子駆動装置および直線駆動装置に用いた磁気駆動機構の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic drive mechanism used for the optical element drive device and linear drive device which concern on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る光学素子駆動装置および直線駆動装置に用いた磁気駆動機構の寸法的な構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the dimensional structure of the magnetic drive mechanism used for the optical element drive device and linear drive device which concern on Embodiment 2 of this invention. 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および直線駆動装置に用いた磁気駆動機構の寸法的な構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the dimension structure of the magnetic drive mechanism used for the optical element drive device and linear drive device which concern on the modification of Embodiment 2 of this invention. 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および直線駆動装置に用いた磁気駆動機構の寸法的な構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the dimensional structure of the magnetic drive mechanism used for the optical element drive device and linear drive device which concern on the improvement example of Embodiment 1, 2 of this invention.

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 Embodiment 1 of the present invention, and FIGS. 1 (a) and 1 (b) are optical elements according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a perspective view of the driving device and a perspective view of a state where a cover is removed from the optical element driving device.

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 linear driving apparatus 100 that linearly reciprocates the movable body 5 along the X-axis direction (movement direction L) with respect to the fixed body 2. Holds the optical element 1. In the optical element driving apparatus 200, when the movable body 5 is linearly driven in the linear driving apparatus 100, the optical element 1 is linearly driven together with the movable body 5. The optical element 1 is a lens, a deflection mirror, or the like constituting an optical system in an optical unit in which the optical element driving device 200 is mounted, and has an optical axis directed in the X-axis direction. Here, when the optical element 1 has a function of correcting the optical characteristics of the optical unit, the linear drive device 100 and the optical element drive device 200 reliably hold the state where the optical element 1 is stopped at a predetermined position in the optical axis direction. There is a need to.

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 linear drive device 100, the fixed body 2 includes a base 20 obtained by bending a thin plate into a predetermined shape, a guide shaft that is held so as to extend in the X-axis direction with respect to the base 20, and a plate-like cover 30. I have. In this embodiment, three guide shafts (first guide shaft 41, second guide shaft 42, and third guide shaft 43) are used as guide shafts. The base 20 includes a bottom plate portion 21 and four side plate portions 22, 23, 24, 25 that stand upward from the bottom plate portion 21 (Y-axis direction). A cover 30 is fixed to the upper end.

(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 Embodiment 1 of the present invention is separated into a fixed body and a movable body.

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 base 20, a pair of side plate portions 22, 23 facing in the X-axis direction on one side in the Z-axis direction are spring members (first spring member 91 and second spring described later). It is configured as a fixed body side spring receiving portion for receiving the member 92). Two holes 22a and 22b are formed in the side plate portion 22 at positions spaced apart in the Z-axis direction, and the two holes 23a and 23b are formed in the side plate portion 23 at positions spaced apart in the Z-axis direction. Yes. The hole 22a and the hole 23a are opposed to each other in the X-axis direction, and the shaft guide portion of the first guide shaft 41 is fitted into the holes 22a and 23a. Is retained. Further, the hole 22b and the hole 23b are opposed to each other in the X-axis direction, and the shaft guide portion of the second guide shaft 42 is fitted into the holes 22b and 23b. 23. Further, the pair of side plate portions 24 and 25 facing in the X-axis direction on the other side in the Z-axis direction are also formed with holes 24a and 25a at positions facing each other, and the shaft end portion of the third guide shaft 43 is By fitting into the holes 24 a and 25 a, both end portions of the third guide shaft 43 are held by the side plate portions 22, 23, 24 and 25. In this manner, in the present embodiment, the first guide shaft 41, the second guide shaft 42, and the third guide shaft 43 are arranged in parallel from one side to the other side in the Z-axis direction. 41, the second guide shaft 42, and the third guide shaft 43 are at the same height from the bottom plate portion 21 of the base 20.

(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 Embodiment 1 of the present invention, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) are respectively related to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a state in which a drive coil is removed from a movable body in the optical element driving apparatus, and an exploded perspective view showing a state in which the movable body is further broken down.

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 movable body 5 includes a first holder member 51 located on one side in the Z-axis direction and a first holder member 51 on the other side in the Z-axis direction. The second holder member 52 facing each other, the rectangular first plate 61 connecting the lower end of the first holder member 51 and the lower end of the second holder member 52, the upper end of the first holder member 51 and the second A rectangular second plate 62 that connects the upper end portion of the holder member 52 is provided, and has a substantially rectangular tube shape with an opening in the X-axis direction (movement direction L). Both the first plate 61 and the second plate 62 are non-magnetic thin plates. The first holder member 51 and the second holder member 52 are made of a nonmagnetic material such as resin.

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 first plate 61 includes protrusions 611, 612, 613, and 614 protruding in the Z-axis direction at each of the four corner portions. In this embodiment, the protrusions 611 and 613 located on one side in the X-axis direction protrude from the side portion extending in the Z-axis direction at one end portion in the X-axis direction of the first plate 61 and the other in the X-axis direction. The protrusions 612 and 614 located on the side protrude from the side portion extending in the Z-axis direction at the other end portion in the X-axis direction of the first plate 61. Similarly to the first plate 61, the second plate 62 includes protrusions 621, 622, 623, and 624 that protrude in the Z-axis direction at each of the four corner portions. In this embodiment, the protrusions 621 and 623 located on one side in the X-axis direction protrude from the side portion extending in the Z-axis direction at one end portion in the X-axis direction of the second plate 62 and the other in the X-axis direction. The protrusions 622 and 624 located on the side protrude from the side portion extending in the Z-axis direction at the other end portion in the X-axis direction of the second plate 62.

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 first holder 61 has the first holder 61 with respect to the protrusions 611 and 612 formed on one side in the Z-axis direction and the protrusions 621 and 622 formed on one side in the Z-axis direction on the second plate 62. The member 51 is fixed. Further, the second holder member 52 is formed with respect to the protrusions 613 and 614 formed on the other side in the Z-axis direction on the first plate 61 and the protrusions 623 and 624 formed on the other side in the Z-axis direction on the second plate 62. Is fixed.

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 first plate 61 located in the X-axis direction and the side portions on both sides of the second plate 62 located in the X-axis direction have the movable body 5 in the X-axis direction. It is used as a stopper that comes into contact with the side plate portions 22 and 23 of the base 20 when moved to the position.

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 first plate 61 and the second plate 62 are used as bobbins when the drive coil 80 is wound, and also function as reinforcing plates that reinforce the drive coil 80. .

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 first holder member 51 includes a plate-like portion 511 that extends in the X-axis direction, and a first bearing portion that protrudes from the approximate center position of the plate-like portion 511 in the X-axis direction to one side (outside) in the Z-axis direction. 512. Here, the first bearing portion 512 is formed with a through portion (through hole) 512a penetrating in the X-axis direction and a slit portion extending from one side (outside) of the first bearing portion 512 in the Z-axis direction to the through portion 512a. It is formed in a U-shaped groove shape. The penetration portion 512a is a guide portion that guides the first guide shaft 41, and the first guide shaft 41 penetrates in the X-axis direction. In this embodiment, spring members (first spring member 91 and second spring member 92), which will be described later, are arranged on both sides in the X-axis direction of the first bearing portion 512, and the first bearing portion 512 is a spring. The movable body side spring receiving part which receives a member is comprised.

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 second holder member 52 includes a plate-like portion 521 extending in the X-axis direction, and one side in the Z-axis direction from the one-side end portion of the plate-like portion 521 in the X-axis direction (the inner / first holder member 51 is A second bearing portion 522 that protrudes toward the position) and one end in the Z-axis direction (inner side / first holder member 51) from the other end portion of the plate-like portion 521 that is separated from the second bearing portion 522 in the X-axis direction. A third bearing portion 523 that projects to the other side (outside) in the Z-axis direction from a substantially central position in the X-axis direction of the plate-shaped portion 521. Yes.

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 second bearing portion 522 and the third bearing portion 523 face each other in the X-axis direction with a predetermined distance therebetween. In addition, the second bearing portion 522 and the third bearing portion 523 are formed with through portions 522a and 523a formed of holes penetrating in the X axis direction at positions overlapping when viewed from the X axis direction, and the through portions 522a, The second guide shaft 42 passes through 523a.

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 element holding portion 524, an element holding hole 525 penetrating in the X-axis direction is formed at a substantially central portion in the Z-axis direction, and the optical element 1 is held in the element holding hole 525. In addition, a penetrating part 524a including a hole penetrating in the X-axis direction is formed at the tip of the element holding part 524, and the third guide shaft 43 penetrates the penetrating part 524a.

(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 Embodiment 1 of the present invention, and FIGS. 4A and 4B respectively show the optical element according to Embodiment 1 of the present invention. It is sectional drawing when a drive device is cut | disconnected by the position shown by X1-X1 'of Fig.1 (a), and sectional drawing when cut | disconnected by the position shown by Z1-Z1' of Fig.1 (a).

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 movable body 5 in the X-axis direction (optical axis direction) in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 of the present embodiment, the present embodiment will be described below with reference to FIGS. Further, between the fixed body 2 and the movable body 5, the permanent magnet body 70 held on the fixed body 2 side is held on the movable body 5 side with a gap between the permanent magnet body 70. The magnetic drive mechanism 7 including the drive coil 80 is configured.

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 magnetic drive mechanism 7, the permanent magnet body 70 has a thin rectangular parallelepiped shape (rectangular plate shape) in the Y-axis direction (thickness direction) as shown in FIGS. Both end portions in the axial direction are fixed to the side plate portions 22 and 23 of the base 20 used for the fixed body 2. In this state, the permanent magnet body 70 is floating in the Y-axis direction from the bottom plate portion 21 of the base 20, and a gap is interposed between the permanent magnet body 70 and the bottom plate portion 21 of the base 20. Further, a gap is interposed between the permanent magnet body 70 and the cover 30.

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 permanent magnet body 70 is magnetized in multiple poles along the X-axis direction (movement direction L of the movable body 5). Further, the permanent magnet body 70 includes a plurality of magnet pieces arranged along the X-axis direction, and the plurality of magnet pieces are arranged such that adjacent magnet pieces face the same pole toward the other magnet piece. Has been. More specifically, the permanent magnet body 70 includes two magnet pieces (a first magnet piece 71 and a second magnet piece 72), and the first magnet piece 71 and the second magnet piece 72 have the same pole (for example, N pole) is facing the other side. A thin magnetic plate 75 is disposed between the first magnet piece 71 and the second magnet piece 72. The size of the magnetic plate 75 is substantially the same as the size of the first magnet piece 71 and the second magnet piece 72 in the YZ plane. For this reason, the permanent magnet body 70 includes the first magnet piece 71, the magnetic plate 75, and the second magnet piece 72, but has an integral rectangular parallelepiped shape as a whole.

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 permanent magnet body 70 having such a configuration, the magnetic plates 75 are arranged on the end surfaces of the first magnet pieces 71 and the second magnet pieces 72, so that the magnetic plates 75 are arranged from the first magnet pieces 71 and the second magnet pieces 72. Magnetic field lines are generated by concentrating on the side where is located. Further, since the first magnet piece 71 and the second magnet piece 72 have the same pole (for example, N pole) facing the other side, the efficiency is improved from the magnetic plate 75 toward the periphery (Y-axis direction and Z-axis direction). Magnetic field lines are often generated.

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 drive coil 80 used in the magnetic drive mechanism 7 is a cylindrical voice coil facing the opening in the X-axis direction, and the permanent magnet body 70 is located inside the drive coil 80. Has been placed. For this reason, the drive coil 80 passes through the gap interposed between the permanent magnet body 70 and the bottom plate portion 21 of the base 20 and the gap interposed between the permanent magnet body 70 and the cover 30. Both ends of the permanent magnet body 70 in the X-axis direction protrude outward from the opening facing the X-axis direction in the drive coil 80.

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 base 20 and the cover 30 cover the drive coil 80 on the side opposite to the permanent magnet body 70 with respect to the drive coil 80. In this embodiment, the base 20 and the cover 30 are made of a magnetic plate, and the base 20 and the cover 30 are used as a housing for the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 and also as a yoke. In this embodiment, when the base 20 and the cover 30 are used as a yoke, the dimensions of the base 20 and the cover 30 in the Z-axis direction are larger than the dimensions of the permanent magnet body 70 in the Z-axis direction. When the plane 70 is viewed in plan, the base 20 and the cover 30 protrude from both sides in the Z-axis direction from the permanent magnet body 70. For this reason, since the base 20 and the cover 30 are excellent in the function as a yoke, the plate | board thickness of the base 20 and the cover 30 can be made thin. In addition, the side plate portions 22 and 23 of the base 20 support both shaft end portions of the first guide shaft 41 and the second guide shaft 42 by using portions protruding from both sides in the Z-axis direction from the permanent magnet body 70. ing. For this reason, there exists an advantage that it is not necessary to add the member for supporting the 1st guide shaft 41 and the 2nd guide shaft 42 separately.

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 drive coil 80 is wound around the first plate 61 and the second plate 62 in the movable body 5. In this embodiment, the drive coil 80 is wound around a portion sandwiched between the projection 611 and the projection 612 that are separated in the X-axis direction and a portion sandwiched between the projection 613 and the projection 614 in the first plate 61. . The drive coil 80 is wound around a portion sandwiched between the projection 621 and the projection 622 that are spaced apart in the X-axis direction and a portion sandwiched between the projection 623 and the projection 624 in the second plate 62.

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 first plate 61 and the second plate 62 are positioned inside the drive coil 80, and the winding portion of the drive coil 80 positioned in the Y-axis direction is reinforced by the first plate 61 and the second plate 62. It is in the state that was done.

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 first plate 61 and the second plate 62 are two plate members facing each other in the Y-axis direction, and a gap exists between the first plate 61 and the second plate 62 and the permanent magnet body 70 in the Y-axis direction. Therefore, a gap is interposed between the drive coil 80 and the permanent magnet body 70 in the Y-axis direction, and the first plate 61 or the second plate 62 is interposed. On the other hand, only a narrow gap exists between the drive coil 80 and the permanent magnet body 70 in the Z-axis direction, and the first plate 61 and the second plate 62 are not interposed. For this reason, in the Z-axis direction, the magnetic flux density linking the drive coil 80 can be increased by the amount that the drive coil 80 and the permanent magnet body 70 can be brought closer to each other.

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 drive coil 80 is formed, the movable body 5 is used as a coil bobbin. That is, a portion of the first plate 61 sandwiched between the protrusion 611 and the protrusion 612 in a state where the first plate 61 and the second plate 62 are opposed to each other with a predetermined gap by the jig, the first plate 61, a portion sandwiched between the projection 613 and the projection 614, a portion sandwiched between the projection 623 and the projection 624 in the second plate 62, and a portion sandwiched between the projection 621 and the projection 622 in the second plate 62. A wire is wound to form the drive coil 80. At that time, as will be described later with reference to FIG. 5B, the coil wire is wound around the protrusion 621 of the second plate 62, and then the coil wire winding end is set to the second end. It can be tied to another protrusion 622 of the plate 62.

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 first holder member 51 is fixed to the protrusions 611 and 612 of the first plate 61 and the protrusions 621 and 622 of the second plate 62, and the protrusions 613 and 614 of the first plate 61 and the second plate 62 are fixed. If the second holder member 52 is fixed to the projections 623 and 624, the movable body 5 can be assembled.

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 first bearing portion 512 is provided on one side of the movable body 5 in the Z-axis direction, the protrusions 611 and 612 of the first plate 61 and the protrusions 621 and 622 of the second plate 62 are interposed. Thus, a structure in which the first holder member 51 is attached to one side surface of the drive coil 80 in the Z-axis direction is employed. In this embodiment, when the second bearing portion 522 and the third bearing portion 523 are provided on the other side of the movable body 5 in the Z-axis direction, the protrusions 613 and 614 of the first plate 61 and the protrusion 623 of the second plate 62 are provided. , 624, the second holder member 52 is attached to the other side surface of the drive coil 80 in the Z-axis direction.

(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 linear driving device 100 of this embodiment, the magnetic drive mechanism 7 is used to drive the movable body 5 in the X-axis direction (optical axis direction), and the movable body 5 is held at a predetermined position. The thrust by the magnetic drive mechanism 7 and the biasing force of the spring member are used. In addition, a spring member is used to prevent the movable body 5 from being greatly displaced when an external force such as vibration or external impact is applied. Specifically, a spring member described below is disposed between the fixed body 2 and the movable body 5.

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 first guide shaft 41 located between the side plate portion 22 and the first bearing portion 512 of the movable body 5. ) In a compressed state, and around the portion of the first guide shaft 41 located between the side plate portion 23 and the first bearing portion 512 of the movable body 5, a second spring member 92 ( The spring member is placed in a compressed state. In this state, both end portions of the first spring member 91 abut on the side plate portion 22 and the first bearing portion 512, and both end portions of the second spring member 92 abut on the side plate portion 23 and the first bearing portion 512.

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 drive coil 80 is not energized, the movable body 5 and the optical element 1 are in positions where the spring force of the first spring member 91 and the spring force of the second spring member 92 are balanced, That is, it is held at the origin position. In the present embodiment, the origin position is a position where the center position of the drive coil 80 in the X-axis direction and the center position of the permanent magnet body 70 in the X-axis direction overlap in the Z-axis direction.

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 drive coil 80 is energized and the movable body 5 is displaced by the magnetic drive mechanism 7 in one side in the X-axis direction (movement direction L) (the direction in which the first spring member 91 is compressed), the first spring member 91 generates drag. At that time, the second spring member 92 urges the movable body 5 to one side in the X-axis direction (movement direction L). As a result, the movable body 5 and the optical element 1 stop at a position where the thrust by the magnetic drive mechanism 7, the drag of the first spring member 91, and the biasing force of the second spring member 92 are balanced. When the drive coil 80 is energized in the reverse direction, the movable body 5 is displaced by the magnetic drive mechanism 7 to the other side in the X-axis direction (movement direction L) (the direction in which the second spring member 92 is compressed). As a result, the second spring member 92 generates a drag, and the first spring member 91 biases the movable body 5 to the other side in the X-axis direction (movement direction L). Therefore, the movable body 5 and the optical element 1 stop at a position where the thrust by the magnetic drive mechanism 7, the drag of the first spring member 91, and the biasing force of the second spring member 92 are balanced. When the energization of the drive coil 80 is stopped, the movable body 5 and the optical element 1 return to the position where the spring force of the first spring member 91 and the spring force of the second spring member 92 are balanced, that is, the origin position. , Hold there.

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 magnetic drive mechanism 7 is employed for driving the movable body 5, when an external force such as vibration or impact is applied to the movable body 5, the movable body 7 tends to be greatly displaced in the X-axis direction. In this embodiment, a first spring member 91 and a second spring member 92 that generate a drag force when the movable body 5 is displaced in the X-axis direction are provided between the fixed body 2 and the movable body 5. For this reason, the displacement in the X-axis direction of the movable body 7 due to external forces such as vibration and external impact is suppressed by the spring force of the first spring member 91 and the spring force of the second spring member 92.

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 movable body 5 is driven in the X-axis direction by the magnetic drive mechanism 7, a current that generates a thrust that overcomes the drag of the first spring member 91 and the second spring member 92 is supplied to the drive coil 80. At this time, when an external force such as vibration or external impact is applied to the movable body 7, the movable body 5 may come into contact with the side plate portions 22 and 23 of the base 20. Even in such a case, in this embodiment, the drive coil 80 is wound inside the protrusions 611 to 614 and 621 to 624 of the first plate 61 and the second plate 62, and the X axis of the first plate 61 and the second plate 62. The end of the direction protrudes from the end of the drive coil 80. For this reason, it is the end portions of the first plate 61 and the second plate 62 in the X-axis direction that contact the side plate portions 22 and 23 of the base 20 in the movable body 5. Therefore, since the drive coil 80 does not contact the side plate portions 22 and 23 of the base 20, disconnection of the drive coil 80 can be prevented. Moreover, since the drive coil 80 is wound inside the projections 611 to 614 and 621 to 624 of the first plate 61 and the second plate 62, there is an advantage that the winding is not shifted.

(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 Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 5 (a), 5 (b), and 5 (c) FIG. 3 is an explanatory diagram showing a connection relationship between a drive coil and a spring member in the optical element driving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, an explanatory diagram showing a positional relationship between the drive coil, the spring member, the first holder member, and a plate; It is explanatory drawing at the time of forming a land in 1 holder member.

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 linear driving device 100 of this embodiment, when power is supplied to the drive coil 80, the first spring member 91 and the second spring member 92 made of a metal coil spring are used as the power supply members.

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 drive coil 80 is electrically connected to the first spring member 91, and the winding end of the drive coil 80 is The end 82 is electrically connected to the second spring member 92. In making this electrical connection, in the present embodiment, among the both ends of the first spring member 91, the end portion 81 at the start of winding of the drive coil 80 is electrically connected to the end portion located on the first bearing portion 512 side. Then, an external wiring 86 is electrically connected to the end located on the side plate portion 22 side. Similarly to the first spring member 91, the second spring member 92 also electrically connects the end 82 at the end of winding of the drive coil 80 to the end located on the first bearing portion 512 side of both ends. The external wiring 87 is electrically connected to the end located on the side plate portion 23 side. When winding the coil wire, as shown in FIG. 5 (b), the coil wire is wound after winding the end 81 of the coil wire around the protrusion 621 of the second plate 62, and then the coil wire is wound. The end 82 of the end of winding of the wire can be entangled with another protrusion 622 of the second plate 62.

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 movable body 5 is displaced in the X-axis direction, the winding start end 81 and the winding end end 82 of the drive coil 80 are displaced in the X-axis direction together with the movable body 5. Unnecessary force is not applied to the winding start end 81 and the winding end end 82 of the coil 80. Even when the movable body 5 is displaced in the X-axis direction, the wirings 86 and 87 from the outside are not displaced, so that unnecessary force is not applied to the wiring.

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 drive coil 80 to the first spring member 91 and the second spring member 92, the winding winding end portion 81 of the drive coil 80 is directly soldered to the first coil member, and the drive coil A configuration in which the end portion 82 at the end of winding 80 is directly soldered to the second coil member can be employed.

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 first bearing portion 512 facing the X-axis direction in an electrically independent state, and the winding winding end of the drive coil 80 is provided. 81 and the end 82 at the end of winding may be soldered to the land 512c, and the end of the first spring member 91 and the end of the second spring member 92 may be soldered to the land 512c.

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 first spring member 91 and the second spring member 92 are used as power supply members, it is necessary to prevent the first spring member 91 and the second spring member 92 from being short-circuited via the first guide shaft 41. . In order to prevent such a short circuit, the first guide shaft 41 may be formed of an insulating material or a structure in which an insulating layer is provided around the metal first guide shaft 41.

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 first spring member 91 and the second spring member 92 are used as power feeding members, it is necessary to prevent the first spring member 91 and the second spring member 92 from being short-circuited via the base 20. In order to prevent such a short circuit, although not shown, a configuration in which an insulating material is interposed between the first spring member 91 and the side plate portion 22 and between the second spring member 92 and the side plate portion 23 is employed. do it.

(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 magnetic drive mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. FIGS. 6B and 6C are explanatory views of the mechanism 7, FIG. 6B and FIG. 6C are explanatory views of the permanent magnet body 70 and the drive coil, and FIGS. 6D to 6F are views of the permanent magnet body 70 provided on the fixed body 2 side. On the other hand, it is explanatory drawing which shows each dimension in the state which the drive coil 80 provided in the movable body 5 side moved relatively. FIG. 7 is an explanatory diagram of the magnetic driving mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 7A to 7E are the movable body 5 side. FIG. 7 (f) is a simulation of the relationship between the position of the drive coil 80 and the thrust force F. FIG. 7 (f) is a diagram illustrating a state in which the drive coil 80 provided in FIG. FIG. 7G is a graph showing the relationship between the position of the drive coil 80 and the thrust F. FIG.

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 magnetic drive mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 of this embodiment, the permanent magnet body provided on the fixed body 2 side. 70 includes a plurality of magnet pieces (a first magnet piece 71 and a second magnet piece 72) arranged along the moving direction L, and a magnetic plate 75 provided between adjacent magnet pieces. Moreover, the 1st magnet piece 71 and the 2nd magnet piece 72 are arrange | positioned toward the magnet piece of the other party with the same pole. The movable body 5 includes a drive coil 80 (cylindrical coil) facing the opening in the movement direction L. As shown in FIGS. 6D, 6E, and 6F, the drive coil 80 is movable. It moves in the movement direction L as a part of the body 5. Here, FIG. 6D is an explanatory diagram of a state in which the drive coil 80 is in the middle of the movement direction L, and FIG. 6E is a diagram illustrating the drive coil 80 on the most side L2 side in the movement direction L. FIG. 6F is an explanatory diagram of a state in which the drive coil 80 has moved to the other side L1 in the movement direction L. FIG.

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 permanent magnet body 70 provided on the fixed body 2 side and the drive coil 80 provided on the movable body 55 side is generated. The thrust changes depending on the position of the drive coil 80 as shown in FIG. That is, the thrust F when the drive coil 80 moves to each position shown in FIGS. 7A to 7E is expressed as shown in FIG. Further, the relationship between the driving coil 80 movement amount x and the thrust F from the state where the center in the moving direction L of the permanent magnet body 70 (the center of the magnetic plate 75) and the center in the moving direction L of the driving coil 80 overlap each other is as follows. It is expressed as shown in FIG.

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 permanent magnet body 70 in the moving direction L (the center of the magnetic plate 75) and the center of the driving coil 80 in the moving direction L overlap (center). In a range where the amount of movement of the drive coil 80 from the position) is small, the thrust F shows a high level, but when the amount of movement of the drive coil 80 increases, the thrust F decreases. In particular, when the drive coil 80 and the magnetic plate 75 are displaced in the moving direction L, the thrust F is significantly reduced. Therefore, in this embodiment, the stroke S of the drive coil 80 is set in a region where the thrust F is high in FIG. 7F (range shown in FIGS. 7B to 7D).

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 magnetic plate 75 is positioned within the movable range of the drive coil 80 as described below with reference to FIG. That is, even if the drive coil 80 moves from one side L2 in the movement direction L to the other side L1, the stroke S and the like are configured so that the magnetic plate 75 is positioned in the drive coil 80 over the entire range.

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 coil 80 and S, the movable distance to one side L2 of the driving coil 80 and S 2, the movable distance to the other side L1 of the drive coil 80 and S 1, the stroke S and the movable distance S 1 and S 2 , the following formula S = S 1 + S 2
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 coil 80 is CL, the dimension in the moving direction L of the magnetic plate 75 is PL, and the end of the one side L2 of the driving coil 80 in a state where the driving coil 80 has moved to the most one side L2. the dimensions from part to the magnetic plate 75 and ML 2, when the dimension from the end of the other side L1 of the drive coil 80 in a state in which the drive coil 80 is moved most to the other side L1 to the magnetic plate 75 and ML 1, the dimensions Between CL, PL, ML 1 , and ML 2 , the following relationship is satisfied: S ≦ ML 1 ≦ CL-PL
S ≦ ML 2 ≦ CL-PL
Holds. Since these conditions are satisfied, for example, as shown in FIG. 6E, even when the drive coil 80 moves to the most one side L2, the following condition S ≦ ML 1
ML 2 + PL ≦ CL
Holds. Further, as shown in FIG. 6 (f), even when the drive coil 80 is moved to the other side L1, the following condition S ≦ ML 2
ML 1 + PL ≦ CL
Holds. Therefore, even if the drive coil 80 moves from one side L2 to the other side L1 in the movement direction L, the magnetic plate 75 is positioned in the drive coil 80 over the entire range. Therefore, as shown in FIGS. 7F and 7G, the stroke of the drive coil 80 (movable body 5) can be set within a range in which a large thrust F can be applied to the movable body 5. it can.

(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 linear driving device 100 of this embodiment, the permanent magnet body held on the fixed body 2 side when the movable body 5 is linearly reciprocated with respect to the fixed body 2. 70 and a drive coil 80 held on the movable body 5 side, and the permanent magnet body 70 is magnetized in multiple poles along the moving direction L of the movable body 5. As the drive coil 80, a voice coil that surrounds the entire circumference of the permanent magnet body 70 toward the opening in the X-axis direction (movement direction L) is used. According to this configuration, since the drive coil 80 is wound around the permanent magnet body 70, the magnetic field formed by the permanent magnet body 70 can be used effectively and maximally. Therefore, according to this embodiment, the size of the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 is smaller than that of a stepping motor or a magnetic driving mechanism in which one side of the driving coil 80 faces the permanent magnet body 70. However, a large thrust can be generated.

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 permanent magnet body 70 includes a plurality of magnet pieces (a first magnet piece 71 and a second magnet piece 72) arranged along the X-axis direction (movement direction L), and the plurality of magnet pieces are adjacent to each other. The magnet pieces are arranged with the same pole facing the counterpart magnet piece, and a magnetic plate 75 is arranged between the magnet pieces. For this reason, the magnetic lines of force are concentrated from the first magnet piece 71 and the second magnet piece 72 on the side where the magnetic plate 75 is located, and the efficiency is increased from the magnetic plate 75 toward the periphery (Y-axis direction and Z-axis direction). Magnetic field lines are often generated. Therefore, since the magnetic flux density linked to the drive coil 80 can be increased as much as the leakage magnetic flux can be reduced, a large thrust can be generated even if the size of the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 is small. .

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 magnetic plate 75 on which the magnetic lines of force are concentrated is always located within the movable range of the drive coil 80, the magnetic field formed by the permanent magnet body 70 is effectively and maximized regardless of the position of the movable body 5. Can be used. In addition, since the lines of magnetic force are concentrated on the magnetic plate 75, it is easy to configure the part where the lines of magnetic force are always located within the movable range of the drive coil 80. Therefore, according to the present embodiment, compared with a stepping motor or a magnetic drive mechanism in which only a part of the drive coil faces the permanent magnet body, a large thrust can be generated even if the size is small, Regardless of the position of the movable body 5, a large thrust can be obtained stably.

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 permanent magnet body 70 has a thin rectangular parallelepiped shape whose thickness direction is oriented in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and the drive coil 80 is an angle that surrounds the periphery of the permanent magnet body 70 on the entire circumference. Since it has a cylindrical shape, the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 can be thinned.

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 body 2 includes a yoke (base 20 and cover 30) that covers the permanent magnet body 70 and the drive coil 80 on both sides in the thickness direction of the permanent magnet body 70. The yoke, the permanent magnet body 70, and the drive are provided. When the coil 80 is viewed in plan, the size of the yoke is larger than the size of the permanent magnet body 70 and the size of the drive coil 80. For this reason, since the function of a yoke is high, the board thickness of the base 20 and the cover 30 can be made thin. Therefore, the thickness dimension (dimension in the Y-axis direction) of the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 can be reduced, and the thickness can be reduced.

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 permanent magnet body 70 and the drive coil 80 have a rectangular parallelepiped outer shape, and the portion where the cover 30 and the base 20 function as a yoke also has a rectangular parallelepiped outer shape. For this reason, since there is no unnecessarily large space between the permanent magnet body 70 and the drive coil 80 and the yoke, the function as a yoke is excellent. That is, if the drive coil 80 is cylindrical even though the yoke has a rectangular parallelepiped outer shape, a large dead space is wasted in the corner portion of the yoke. Such wasted space is omitted. For this reason, the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 of this embodiment can generate a large thrust even if the size is small.

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 side plate portions 22 and 23 of the base 20 support both shaft end portions of the first guide shaft 41 and the second guide shaft 42 by using portions protruding from both sides in the Z-axis direction from the permanent magnet body 70. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to separately add a member for supporting the first guide shaft 41 and the second guide shaft 42.

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 first plate 61 and the second plate 62) that face each other in the Y-axis direction are used as bobbins, compared with a configuration in which the drive coil 80 is wound around a cylindrical bobbin. The weight of the movable body 5 can be reduced. Further, between the drive coil 80 and the permanent magnet body 70, the first plate 61 and the second plate 62 are not interposed between the drive coil 80 and the permanent magnet body 70, and a narrow gap exists. For this reason, the drive coil 80 and the permanent magnet body 70 can be brought close to each other in the Z-axis direction. Therefore, since the magnetic flux density interlinking the drive coil 80 can be increased, a large thrust can be applied to the movable body 5.

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 first plate 61 and the second plate 62 protrudes in the Z-axis direction (direction intersecting both the moving direction and the thickness direction of the permanent magnet body 70) at a position spaced apart in the X-axis direction. 614, 621 to 624, and the drive coil is wound around a region sandwiched between protrusions spaced apart in the X-axis direction. For this reason, the drive coil 80 can be wound around a predetermined position around the first plate 61 and the second plate 62. Further, the first plate 61 and the second plate 62 have a structure projecting in the X-axis direction from the drive coil 80. For this reason, even when the movable body 5 moves and the movable body 5 is brought into contact with the fixed body 2 side (side plate portions 22 and 23 of the base 20) to perform position regulation, the drive coil 80 is connected to the fixed body 2 side. There is no contact. Therefore, disconnection of the drive coil 80 can be prevented.

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 first bearing portion 512 is provided on one side of the movable body 5 in the Z-axis direction, the first holder member 51 is separately attached to the side surface of the drive coil 80 on the one side in the Z-axis direction. Is adopted. In this embodiment, when the second bearing portion 522 and the third bearing portion 523 are provided on the other side of the movable body 5 in the Z-axis direction, the second holder member 52 is provided on the other side surface of the drive coil 80 in the Z-axis direction. Separately, a retrofitted structure is adopted. For this reason, even when a voice coil directed to the opening in the X-axis direction (movement direction L) is used as the drive coil 80, the drive coil 80 can be used without using a member that protrudes from the drive coil 80 in the X-axis direction. The 1st bearing part 512, the 2nd bearing part 522, and the 3rd bearing part 523 can be provided in the range which exists in a X-axis direction. For this reason, since the dimension of the movable body 5 in the X-axis direction can be shortened, a large movable range of the movable body 5 in the X-axis direction can be ensured.

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 first holder member 51 and the second holder member 52 are separately attached to the side surface of the drive coil 80, the Z-axis direction of the drive coil 80 is interposed via the first plate 61 and the second plate 62. A structure is adopted in which the first holder member 51 is attached to one side surface, and the second holder member 52 is attached to the other side surface in the Z-axis direction of the drive coil 80 via the first plate 61 and the second plate 62. ing. For this reason, it is not necessary to fix the first holder member 51 and the second holder member 52 directly to the outer surface of the drive coil 80 with an adhesive or the like. Therefore, since a large load is not applied to the drive coil 80, the drive coil 80 is not damaged. Even when the outer surface of the drive coil 80 has irregularities due to the coil wire, the first holder member 51, the second holder member 52, and the drive coil 80 can be reliably integrated. In particular, in this embodiment, by adopting such a configuration, it is possible to prevent the second holder member 52 that holds the optical element 1 such as a lens from being tilted, and thus it is possible to prevent the optical axis from being shifted.

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 first holder member 51 and the second holder member 52 are fixed to the protrusions 611 to 614 and 621 to 624 of the first plate 61 and the second plate 62, the first holder member 51 and the second holder member 52 are used. Can be separated from the drive coil 80. Even when the first holder member 51 and the second holder member 52 are in contact with the drive coil 80, the first holder member 51 and the second holder member 52 can be in a state of being loosely in contact with the drive coil 80. . Therefore, since a large load is not applied to the drive coil 80, the drive coil 80 is not damaged.

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 (first spring member 91 and second spring member 92) that generate a drag force when the movable body 5 is displaced by the magnetic drive mechanism 7 are provided between the fixed body 2 and the movable body 5. Therefore, the movable body 5 can be stopped at a predetermined position by controlling the current value energized to the drive coil 80 and the spring constant of the spring member. Moreover, in this embodiment, as the spring member, the first spring member 91 that generates a drag when the movable body 5 is displaced to one side in the moving direction L by the magnetic drive mechanism 7 and the movable body 5 by the magnetic drive mechanism 7. A second spring member 92 is provided that generates a drag when displaced to the other side in the movement direction L. For this reason, the movable body 5 is held at the origin position by the urging force of the first spring member 91 and the urging force of the second spring member 92 during the period when the power supply to the drive coil 80 is stopped. Therefore, the movable body 5 can be held at a predetermined position (origin position / center position of the permanent magnet body 70 in the X-axis direction) even when power supply to the drive coil 80 is stopped. Further, when energization of the drive coil 80 is stopped in a state where the drive coil 80 is energized and the movable body 5 is held at a predetermined position, the urging force of the first spring member 91 and the urging force of the second spring member 92 are The movable body 5 can be reliably returned to the origin position.

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 movable body 5 is linearly reciprocated with respect to the fixed body 2, the permanent magnet body 70 held on the fixed body 2 side and the drive coil 80 held on the movable body 5 side are provided. Since the magnetic drive mechanism 7 provided is used, the movable body 5 tends to be greatly displaced in the X-axis direction (drive direction by the magnetic drive mechanism 7) when an external force such as vibration or impact is applied from the outside. In this embodiment, since the spring members (the first spring member 91 and the second spring member 92) are provided between the fixed body 2 and the movable body 5, they are caused by external forces such as vibrations and external impacts. The displacement of the movable body 5 is suppressed. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the movable body 5 is largely displaced by an external force such as vibration or external impact.

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 first spring member 91 and the second spring member 92 are used as power feeding members to the drive coil 80, it is not necessary to separately provide power feeding members. Therefore, the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 can be reduced in size and thickness.

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 first spring member 91 and the second spring member 92 are provided with respect to the first bearing portion 512 that protrudes in the direction orthogonal to the moving direction L in the movable body 5 and the first bearing portion 512 in the fixed body 2. It is a coil spring arranged between the side plate portions 22 and 23 (fixed body side spring receiving portions) facing the moving direction L. For this reason, since it is not necessary to arrange | position a spring member in the side located in the moving direction L with respect to the movable body 5, a long coil spring can be used as a spring member. Therefore, it is easy to adjust the urging force of the first spring member 91 and the second spring member 92.

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 first spring member 91 and the second spring member 92 are provided around a portion of the first guide shaft 41 located between the first bearing portion 512 and the side plate portions 22 and 23 (fixed body side spring receiving portions). Therefore, it is not necessary to separately secure a place where the first spring member 91 and the second spring member 92 are provided. Therefore, the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 can be reduced in size and thickness.

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 movable body 5, one first bearing portion 512 that receives the first guide shaft 41 is provided, while the side of the movable body 5 that is positioned at the first bearing portion 512 is provided. On the opposite side, two bearing portions (second bearing portion 522 and third bearing portion 523) protruding in a direction orthogonal to the moving direction L are provided at positions separated in the moving direction L. Therefore, the movable body 5 is supported at one point on the first guide shaft 41 with respect to the fixed body 2 on the side where the first spring member 91 and the second spring member 92 are disposed, On the side opposite to the side where the two spring members 92 are disposed, the second guide shaft 42 is supported at two points. Therefore, since the movable body 5 is supported at three points, it moves in a stable posture. In particular, since the side of the movable body 5 on which the optical element 1 is held is two-point support, the posture of the optical element 1 can be suitably held. Moreover, since the movable body 5 is supported at one point on the side where the first spring member 91 and the second spring member 92 are disposed, the first spring member 91 and the second spring member 92 are disposed on the movable body 5. The first bearing portion 512 with respect to the first guide shaft 41 may be provided at one location on the side where there is a space. For this reason, since a long coil spring can be used as the first spring member 91 and the second spring member 92, it is easy to adjust the urging force of the first spring member 91 and the second spring member 92.

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 movable body 5, the optical element 1 is provided on the opposite side in the Z-axis direction with respect to the first spring member 91 and the second spring member 92. For this reason, it is not necessary to provide a protruding portion (first bearing portion 512) or a fixed body side spring receiving portion (side plate portions 22, 23) on the side where the optical element 1 is provided. Therefore, the optical path of the optical element 1 can be easily secured.

[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 magnetic drive mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 according to the modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. Is an explanatory diagram of the magnetic drive mechanism 7, FIGS. 8B and 8C are explanatory diagrams of the permanent magnet body 70 and the drive coil, and FIGS. 8D to 8F are permanent magnets provided on the fixed body 2 side. It is explanatory drawing which shows each dimension in the state which the drive coil 80 provided in the movable body 5 side with respect to the body 70 moved relatively. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

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 magnetic driving mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 of this embodiment, a permanent magnet body provided on the fixed body 2 side. 70 includes a plurality of magnet pieces (a first magnet piece 71 and a second magnet piece 72) arranged along the moving direction L, and a magnetic plate 75 provided between adjacent magnet pieces. Moreover, the 1st magnet piece 71 and the 2nd magnet piece 72 are arrange | positioned toward the magnet piece of the other party with the same pole.

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 permanent magnet body 70, and the yokes 710 and 720 are in contact with the side plate portions 22 and 23 of the base 20. For this reason, the yokes 710 and 720 and the base 20 together form a magnetic path.

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 movable body 5 includes the drive coil 80 (cylindrical coil) facing the opening in the movement direction L, and as shown in FIGS. 8D, 8E, and 8F, the drive is performed. The coil 80 moves in the moving direction L as a part of the movable body 5. Here, FIG. 8D is an explanatory diagram of a state in which the drive coil 80 is in the middle of the movement direction L, and FIG. 8E is a diagram illustrating the drive coil 80 on the most side L2 side in the movement direction L. FIG. 8F is an explanatory diagram of a state in which the drive coil 80 has moved to the other side L1 in the moving direction L. FIG.

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 magnetic plate 75 is positioned within the movable range of the drive coil 80 as in the first embodiment. That is, even if the drive coil 80 moves from one side L2 to the other side L1 in the movement direction L, the stroke S and the like are configured so that the magnetic plate 75 is positioned in the drive coil 80.

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 coil 80 and S, the movable distance to one side L2 of the driving coil 80 and S 2, the movable distance to the other side L1 of the drive coil 80 and S 1, the stroke Between S and the movable distances S 1 and S 2 , the following formula is used: S = S 1 + S 2
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 coil 80 is CL, the dimension in the moving direction L of the magnetic plate 75 is PL, and the end of the one side L2 of the driving coil 80 in a state where the driving coil 80 has moved to the most one side L2. the dimensions from part to the magnetic plate 75 and ML 2, when the dimension from the end of the other side L1 of the drive coil 80 in a state in which the drive coil 80 is moved most to the other side L1 to the magnetic plate 75 and ML 1, the dimensions Between CL, PL, ML 1 , and ML 2 , as in the first embodiment, the following relationship S ≦ ML 1 ≦ CL-PL
S ≦ ML 2 ≦ CL-PL
Holds. Since these conditions are satisfied, for example, as shown in FIG. 8 (e), even when the drive coil 80 moves to the one side L2, the following condition S ≦ ML 1
ML 2 + PL ≦ CL
Holds. Further, as shown in FIG. 8 (f), even when the drive coil 80 moves to the other side L1, the following condition S ≦ ML 2
ML 1 + PL ≦ CL
Holds. Therefore, even if the drive coil 80 moves from one side L2 to the other side L1 in the movement direction L, the magnetic plate 75 is positioned in the drive coil 80 over the entire range. Therefore, also in the present embodiment, a large thrust F can be applied to the movable body 5 regardless of the position of the movable body 5 as in the first embodiment.

[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 magnetic driving mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9A shows the magnetic flux density of the permanent magnet body 71. FIGS. 9B to 9F are explanatory views showing a state in which the drive coil 80 provided on the movable body 5 side moves relative to the permanent magnet body 70 provided on the fixed body 2 fixed body 2 side. FIG. 9G is an explanatory diagram showing a simulation result of the relationship between the position of the drive coil 80 and the thrust F. FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram showing a dimensional configuration of the magnetic driving mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. FIGS. 10B and 10C are explanatory diagrams of the mechanism 7, FIGS. 10B and 10C are explanatory diagrams of the permanent magnet body 70 and the drive coil, and FIGS. 10D to 10F are diagrams of the permanent magnet body 70 provided on the fixed body 2 side. On the other hand, it is explanatory drawing which shows each dimension in the state which the drive coil 80 provided in the movable body 5 side moved relatively. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

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 magnetic plate 75 as a portion where the magnetic flux concentrates in the permanent magnet body 71. In the present embodiment, however, the magnetic pieces 71 and 72 move from the magnetic flux density examination result shown in FIG. Attention is also paid to regions 711 and 722 adjacent to the magnetic plate 75 on both sides in the direction L, and a stroke or the like is set with the region including the regions 711 and 721 and the magnetic plate 75 as a thrust generation region 700. That is, in the permanent magnet body 70, the magnetic flux is concentrated on the magnetic plate 75, and the magnetic flux is also concentrated in the regions 711 and 722 adjacent to the magnetic plate 75 on both sides in the magnet pieces 71 and 72. For this reason, as shown in FIGS. 9B to 9F, when the drive coil 80 moves, as shown in FIG. 9G, the thrust generation region 700 including the regions 711 and 721 and the magnetic plate 75 is formed. The thrust F is high in a state (the state shown in FIGS. 9C, 9D, and 9E) located in the drive coil 80.

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 thrust generation region 700 is positioned within the movable range of the drive coil 80, as will be described below with reference to FIG. That is, even if the drive coil 80 moves from the one side L2 in the movement direction L to the other side L1, the stroke S and the like are configured so that the thrust generation region 700 is located in the drive coil 80.

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 magnetic drive mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 of the present embodiment, as in the first embodiment, a fixed body is used. The permanent magnet body 70 provided on the second side has a plurality of magnet pieces (first magnet piece 71 and second magnet piece 72) arranged along the moving direction L and magnetism provided between adjacent magnet pieces. And a plate 75. In addition, the first magnet piece 71 and the second magnet piece 72 are arranged with the same pole facing the counterpart magnet piece, and in the magnet pieces 71 and 72, regions 711 adjacent to the magnetic plate 75 on both sides, The thrust generation region 700 is constituted by the magnetic plate 722 and the magnetic plate 722.

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 thrust generation region 700 is set to be more than 1 time and 3 times or less of the dimension in the moving direction L of the magnetic plate 75.

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 movable body 5 includes a drive coil 80 (cylindrical coil) facing the opening in the moving direction L, and FIGS. 10 (d), 10 (e), As shown in (f), the drive coil 80 moves in the movement direction L as a part of the movable body 5. Here, FIG. 10D is an explanatory diagram of a state in which the drive coil 80 is in the middle of the movement direction L, and FIG. 10E is a diagram illustrating the drive coil 80 on the most side L2 side in the movement direction L. FIG. 10F is an explanatory diagram of a state in which the drive coil 80 has moved to the other side L1 in the moving direction L. FIG.

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 magnetic drive mechanism 7, the stroke of the driving coil 80 and S, the movable distance to one side L2 of the driving coil 80 and S 2, the movable distance to the other side L1 of the drive coil 80 and S 1, the stroke Between S and the movable distances S 1 and S 2 , the following formula is used: S = S 1 + S 2
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 regions 711 and 722 in the moving direction are both Rs, the dimension of the driving coil 80 in the moving direction L is CL, the dimension of the magnetic plate 75 in the moving direction L is PL, and the driving coil 80 is on the most side. the dimension from the end of one side L2 of the driving coil 80 in a state that has moved to the L2 to the magnetic plate 75 and ML 2, the end of the other side L1 of the drive coil 80 in a state in which the drive coil 80 is moved most other side L1 dimensions to the magnetic plate 75 when the ML 1 from parts, dimensions Rs, CL, PL, ML 1, between the ML 2, the following relationship S + Rs ≦ ML 1 ≦ CL- (PL + Rs)
S + Rs ≦ ML 2 ≦ CL− (PL + Rs)
Holds. Since these conditions are satisfied, for example, as shown in FIG. 10 (e), even when the drive coil 80 moves to the most one side L2, the following condition S + Rs ≦ ML 1
ML 2 + (PL + Rs) ≦ CL
Holds. Further, as shown in FIG. 10 (f), even when the drive coil 80 moves to the other side L1, the following condition S + Rs ≦ ML 2
ML 1 (PL + Rs) ≦ CL
Holds. Therefore, even if the drive coil 80 moves from one side L2 to the other side L1 in the movement direction L, the thrust generation region 700 (regions 711 and 722 and the magnetic plate 75) is located in the drive coil 80 over the entire range. . Therefore, in this embodiment, a large thrust F can be applied to the movable body 5 regardless of the position of the movable body 5, and the magnitude of the thrust F is larger than that of the first embodiment.

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 thrust generation region 700 is set to be more than 1 time and 3 times or less of the dimension in the moving direction L of the magnetic plate 75. That is, the dimensions Rs and PL have the following relationship Rs <PL
Holds. Even if the thrust generation region 700 is set to an excessively long dimension, the effect of effectively using the magnetic field formed by the permanent magnet body 70 is not improved, while the thrust generation region 700 having a long dimension is positioned within the movable range of the drive coil 80. In order to do so, restrictions such as narrowing the moving range of the movable body 5 occur. Therefore, in this embodiment, the upper limit of the dimension in the moving direction of the thrust generation region 700 is set to three times the dimension of the magnetic plate 75.

[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 magnetic drive mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 according to the modification of the second embodiment of the present invention. 11 is an explanatory view of the magnetic drive mechanism 7, FIGS. 11B and 11C are explanatory views of the permanent magnet body 70 and the drive coil, and FIGS. 11D to 11F are permanent magnets provided on the fixed body 2 side. It is explanatory drawing which shows each dimension in the state which the drive coil 80 provided in the movable body 5 side with respect to the body 70 moved relatively. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiments 1 and 2, common portions are given the same descriptions and explanations thereof are omitted.

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 magnetic driving mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 of the present embodiment, the permanent magnet body provided on the fixed body 2 side. 70 includes a plurality of magnet pieces (a first magnet piece 71 and a second magnet piece 72) arranged along the moving direction L, and a magnetic plate 75 provided between adjacent magnet pieces. Moreover, the 1st magnet piece 71 and the 2nd magnet piece 72 are arrange | positioned toward the magnet piece of the other party with the same pole. Further, in the magnet pieces 71 and 72, the thrust generation region 700 is formed by the regions 711 and 722 adjacent to the magnetic plate 75 on both sides in the moving direction L and the magnetic plate 75.

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 permanent magnet body 70, and the yokes 710 and 720 are in contact with the side plate portions 22 and 23 of the base 20. For this reason, the yokes 710 and 720 and the base 20 together form a magnetic path.

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 Embodiments 1 and 2, the movable body 5 includes a drive coil 80 (cylindrical coil) facing the opening in the movement direction L, and FIGS. 11 (d), 11 (e), As shown in (f), the drive coil 80 moves in the movement direction L as a part of the movable body 5. Here, FIG. 11D is an explanatory diagram of a state in which the drive coil 80 is in the middle of the movement direction L, and FIG. 11E is a diagram illustrating the drive coil 80 on the most side L2 side in the movement direction L. FIG. 11F is an explanatory diagram of a state in which the drive coil 80 has moved to the other side L1 in the moving direction L. FIG.

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 (regions 711 and 722 adjacent to the magnetic plate 75 on both sides in the magnet pieces 71 and 72 and the magnetic plate 75) as in the second embodiment. Is set such that the stroke S is located within the movable range of the drive coil 80. That is, even if the drive coil 80 moves from the one side L2 in the movement direction L to the other side L1, the stroke S and the like are configured so that the thrust generation region 700 is located in the drive coil 80.

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 coil 80 and S, the movable distance to one side L2 of the driving coil 80 and S 2, the movable distance to the other side L1 of the drive coil 80 and S 1, the stroke Between S and the movable distances S 1 and S 2 , the following formula is used: S = S 1 + S 2
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 regions 711 and 722 in the moving direction are both Rs, the dimension of the driving coil 80 in the moving direction L is CL, the dimension of the magnetic plate 75 in the moving direction L is PL, and the driving coil 80 is on the most side. the dimension from the end of one side L2 of the driving coil 80 in a state that has moved to the L2 to the magnetic plate 75 and ML 2, the end of the other side L1 of the drive coil 80 in a state in which the drive coil 80 is moved most other side L1 dimensions to the magnetic plate 75 when the ML 1 from parts, dimensions Rs, CL, PL, ML 1, between the ML 2, as in the second embodiment, the following relationship S + Rs ≦ ML 1 ≦ CL- (PL + Rs )
S + Rs ≦ ML 2 ≦ CL− (PL + Rs)
Holds. Since these conditions are satisfied, for example, as shown in FIG. 11 (e), even when the drive coil 80 has moved to the one side L2, the following condition S + Rs ≦ ML 1
ML 2 + (PL + Rs) ≦ CL
Holds. Further, as shown in FIG. 11 (f), even when the drive coil 80 moves to the other side L1, the following condition S + Rs ≦ ML 2
ML 1 (PL + Rs) ≦ CL
Holds. Therefore, even if the drive coil 80 moves from one side L2 to the other side L1 in the movement direction L, the thrust generation region 700 (regions 711 and 722 and the magnetic plate 75) is located in the drive coil 80 over the entire range. . Therefore, in this embodiment, a large thrust F can be applied to the movable body 5 regardless of the position of the movable body 5.

[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 Embodiments 1 and 2]
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a dimensional configuration of the magnetic drive mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 according to the improvements of the first and second embodiments of the present invention. (a)-(c) is explanatory drawing which shows a mode that the drive coil 80 provided in the movable body 5 side moved relatively with respect to the permanent magnet body 70 provided in the fixed body 2 side. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiments 1 and 2, common portions are given the same descriptions and explanations thereof are omitted.

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 body 2 side in the magnetic drive mechanism 7 used in the optical element driving device 200 and the linear driving device 100 of the present embodiment. 70 includes a plurality of magnet pieces (a first magnet piece 71 and a second magnet piece 72) arranged along the moving direction L, and a magnetic plate 75 provided between adjacent magnet pieces. Moreover, the 1st magnet piece 71 and the 2nd magnet piece 72 are arrange | positioned toward the magnet piece of the other party with the same pole. The movable body 5 includes a drive coil 80 (cylindrical coil) facing the opening in the moving direction L. As shown in FIGS. 12A, 12B, and 12C, the drive coil 80 is movable. It moves in the movement direction L as a part of the body 5. Here, FIG. 12B is an explanatory diagram of a state where the center in the moving direction L of the permanent magnet body 70 (the center of the magnetic plate 75) and the center in the moving direction L of the drive coil 80 overlap. 12 (c) is an explanatory view of a state in which the drive coil 80 has moved to the most L1 side in the movement direction L. FIG. 12 (a) shows the drive coil 80 in the most L1 side in the movement direction L. It is explanatory drawing of the state which moved.

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 magnet pieces 71 and 72 are arranged in the permanent magnet body 70 are the movable range of the drive coil 80. Located outside of. That is, the drive coil 80 is located on the inner side from the outermost ends 715 and 725 in the region where the magnet pieces 71 and 72 are arranged in the entire movable range, and does not come off the outer side. For this reason, the magnetic field formed by the permanent magnet body 70 can be used more effectively.

[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 permanent magnet body 70, but the present invention may be applied when three or more magnet pieces are used.

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 first spring member 91 and the second spring member 92 are used as compression springs. However, the first spring member 91 and the second spring member 92 may be used as tension springs. Moreover, you may employ | adopt the structure that the 1st spring member 91 and the 2nd spring member 92 function as a compression spring and a tension spring, respectively according to the position in the movable body 5. FIG.

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 first spring member 91 and the second spring member 92) are used as power supply members. However, the end of the coil is soldered to a flexible wiring member such as a flexible wiring board. Power supply to the drive coil 80 may be performed. In this case, if the slack portion of the flexible wiring member is directed in the X-axis direction, an extra load can be suppressed from being applied to the movable body 5. The configuration in which a flexible wiring member such as a flexible wiring board is used as a power feeding member to the drive coil 80 is provided when a spring member (the first spring member 91 and the second spring member 92) is provided or the spring member is used. It can be employed in any case where it is not provided.

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 first spring member 91 and the second spring member 92 are used as the spring members. However, only one spring member may be used. Also in this case, if the drag generated by the spring member when the movable body 5 is displaced by the magnetic drive mechanism 7 is used, it is only necessary to control the current value energized to the drive coil 80 and the spring constant of the spring member. The movable body 5 can be stopped at a predetermined position. In the above embodiment, the coil spring is used as the spring member. However, a U-shaped or V-shaped leaf spring may be used in addition to the coil spring.

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 first spring member 91 and the second spring member 92) are provided on the movable body 5, but a configuration in which no spring member is used may be employed. In this case, it is preferable to employ a configuration in which a position detection system using a Hall element, a magnetic sensor, or the like is disposed between the movable body 5 and the fixed body 2 to control the position of the movable body 5 in a closed loop.

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 movable body 5 may be supported by the plate spring. According to this configuration, the guide shaft can be eliminated.

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 first plate 61 and the second plate 62 are used as stoppers, and the drive coil 80, the first holder member 51, and the second holder member 52 are integrated, but the first plate A configuration in which 61 and the second plate 62 are not used may be employed. In this case, a configuration may be adopted in which the shapes of the first holder member 51 and the second holder member 52 are changed and the first holder member 51 and the second holder member 52 are used as stoppers. Further, a configuration in which the first holder member 51 and the second holder member 52 are surface-bonded to the drive coil 80, and a configuration in which the first holder member 51 and the second holder member 52 are three-dimensionally bonded to the drive coil 80. Adopt it.

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 SYMBOLS 1 Optical element 2 Fixed body 5 Movable body 7 Magnetic drive mechanism 20 Base (yoke)
22, 23 Base side plate (fixed body side spring support)
30 Cover (Yoke)
41 First guide shaft 42 Second guide shaft 43 Third guide shaft 51 First holder member 52 Second holder member 70 Permanent magnet body 71 First magnet piece 72 Second magnet piece 75 Magnetic plate 80 Drive coil 91 First spring member 92 2nd spring member 100 Linear drive device 200 Optical element drive device 512 1st bearing part 522 2nd bearing part 523 3rd bearing part 524 Element holding | maintenance part 700 Thrust generating area | region 715,725 The most of the area | region where the magnet piece is arrange | positioned edge

Claims (5)

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を特徴とする請求項1に記載の直線駆動装置。   The region adjacent to the magnetic plate on both sides in the moving direction in the magnet piece and the thrust generation region made of the magnetic plate are located within the movable range of the drive coil. The linear drive device described. 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倍以下であることを特徴とする請求項2に記載の直線駆動装置。   3. The linear drive device according to claim 2, wherein a dimension of the thrust generation region in the moving direction is more than 1 time and not more than 3 times of a dimension of the magnetic plate in the moving direction. 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を特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の直線駆動装置。   4. The end portion on both sides in the moving direction of the region where the magnet piece is arranged in the permanent magnet body is located outside the movable range of the drive coil. 5. The linear drive device according to one item. 請求項1乃至4の何れか一項に記載の直線駆動装置を備えた光学素子駆動装置であって、
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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