JP2002112520A - リニアアクチュエータ及びリニアアクチュエータを用いたレンズ駆動装置 - Google Patents

リニアアクチュエータ及びリニアアクチュエータを用いたレンズ駆動装置

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JP2002112520A
JP2002112520A JP2001217434A JP2001217434A JP2002112520A JP 2002112520 A JP2002112520 A JP 2002112520A JP 2001217434 A JP2001217434 A JP 2001217434A JP 2001217434 A JP2001217434 A JP 2001217434A JP 2002112520 A JP2002112520 A JP 2002112520A
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coil
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linear actuator
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  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マグネットを可動、駆動コイルを固定とし、
コイルの電極及び電極線材にストレスがかからないよう
にし、かつ、マグネットの移動をセンサコイルで検出す
るようにして、マグネットを駆動、センサとで共通化す
る。 【構成】 可動体としての磁性体(マグネット)1と、
該磁性体1を覆い、該磁性体1を駆動コイル5が巻回さ
れている固定体としてのボビン4とを有し、コイル5に
電流を流して前記磁性体1を前記ボビン4内で軸方向に
往復動駆動させる。磁性体1は、その両端又は一方の端
に該磁性体1の径より大きく前記ボビン4の内壁によっ
て支持される支点板2を有するとともに、磁性体の一方
の端部より軸方向に延長する樹脂等で形成されたシャフ
ト3を一体的に有する。シャフト3の先端には被駆動物
体が連結される連結部3aを有し、この連結部3aに被
駆動物体が連結される。センサコイル6は磁性体1の運
動を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リニアアクチュエータ
及びリニアアクチュエータを用いたレンズ駆動装置、よ
り具体的には、インナーフォーカス型のズーム機構にお
いて、ズーム動作時にピントがボケないように、ズーム
モータの移動にそってフォーカスレンズを動かすズーム
機構に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の家庭用ビデオカメラレンズにおい
ては、小型軽量化のため、インナーフォーカス方式を用
いた商品が主流を占めるようになってきた。このインナ
ーフォーカス方式は、ピント面がズームの位置により移
動するので、ズームレンズを動かす時は、フォーカスレ
ンズも動かす必要がある。よって、ズームのスピードは
ズームモータの制限だけでなく、フォーカスレンズを駆
動するフォーカスモータのスピードの影響を受けること
になる。現在、フォーカスレンズの駆動モータとして
は、主にステッピングモータが使用されているが、消費
電力や騒音の観点からフォーカスモータを高速にするに
は限界があり、より高速化の可能なフォーカスモータが
必要になってきた。
【0003】図4は、上述のごとき問題を解決すべく提
案されたビデオカメラ用リニアモータの一例を説明する
ための要部分解斜視図(テレビジョン学会技術報告 V
OL17,No.5「ビデオカメラ用リニアモータの開
発」)で、図示のように、フォーカスレンズ20の外周
を取り巻くように駆動コイル21,マグネット22,ヨ
ーク23が配置され、さらに、速度センサとして、可動
部であるフォーカスレンズ側にセンサコイル24が、固
定側にはレンズ駆動用のマグネット22とは別の速度検
出用のマグネット25が取り付けられている。26,2
7は可動部を摺動自在に保持する主軸及び案内軸で、駆
動コイル21に電流を流すことによって、可動部である
フォーカスレンズ20を軸26,27に沿って往復動さ
せて、フォーカスレング20を直進動作させるように
し、これによって、高速でかつ騒音の少ないレンズ駆動
モータを実現している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】而して、上記従来技術
によると、レンズ全体に均一に推力を与えることが可能
であるが、駆動用のコイルや速度センサ用のコイルが可
動部であるフォーカスレンズ側についているため、次の
様な欠点を有する。
【0005】コイルの電極線にストレスが加わる。
【0006】駆動用のマグネットと速度センサ用のマグ
ネットが別々に必要となる。
【0007】モータとレンズが一体構造である為、構造
が複雑で製造コストが高くなってしまう。
【0008】フォーカスレンズ全体を包む様にマグネッ
トを配置せねばならず、レンズ全体が重くなってしま
う。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、第1の本発明のリニアアクチュエータで
は、磁性体と、該磁性体を覆い、該磁性体を駆動するた
めの駆動コイルが巻回されているボビンとを有し、前記
コイルに電流を流して前記磁性体を前記ボビン内で軸方
向に往復移動させるリニアアクチュエータにおいて、前
記ボビンは更に前記駆動コイルを覆う検出コイルを有す
る。
【0010】第2の本発明のリニアアクチュエータを用
いたレンズ駆動装置では、磁性体と、該磁性体を覆い、
該磁性体を駆動するための駆動コイルが巻回されている
ボビンとを有し、前記ボビンは更に前記駆動コイルを覆
う検出コイルを有し、前記駆動コイルに電流を流して前
記磁性体を前記ボビン内で軸方向に往復移動させるリニ
アアクチュエータと、レンズを支持するレンズ支持部材
を有し、前記磁性体が前記レンズ保持部材に結合され、
前記磁性体が前記レンズを駆動している。
【0011】
【作用】磁性体(マグネット)を可動とし、この可動マ
グネットにレンズ駆動のためのシャフトを一体化し、前
記マグネットを移動させるための駆動コイルを固定し、
該駆動コイルの電極及び電極線にストレスをかけないよ
うにするとともに、前記可動マグネットの移動に伴う磁
場の変化を速度センサ用のコイルで検出するようにし
て、速度センサ用のマグネットを不要にし、更には、前
記シャフトにレンズ部を連結するようにして、レンズ部
とレンズ駆動部を独立して設計できるようにした。
【0012】
【実施例】図1は、本発明によるアクチュエータの一例
を説明するための図で、図1(a)は軸方向の断面図
(図1(b)のA−A線断面図)、図1(b)は図1
(a)のB−B線断面図で、図中、1は可動体である磁
性体(以下、マグネット)、2は該マグネット1の両端
又は一方の端に取り付けられた支点板、3は該支点板2
の一方に取り付けられた例えば樹脂製のシャフト、4は
前記マグネット1を覆い、かつ、該マグネット1を駆動
するための駆動コイル5及び該駆動コイル5の外側に設
けられたセンサコイル6を有するボビンである。
【0013】前記支点板2は、前記マグネット1の径よ
り大きく形成されて、前記ボビン4の内壁によって支持
され、該支点板の一方より軸方向に延長するシャフト3
が設けられている。
【0014】また、このシャフト3の先端には、被駆動
体であるレンズ部と接合できるような形状を有する突起
3aが形成されている。
【0015】なお、5aは駆動コイルの電極端子、6a
はセンサコイル6の電極端子、10は上述のごとく構成
されたアクチュエータ全体を指す。
【0016】図2は、上述のごとく構成されたアクチュ
エータ10とレンズ部との結合を説明するための図で、
まず、レンズ20はレンズ支持部材11に支持され、該
レンズ支持部材11はシャフト12により矢印A方向に
移動可能に支えられている。
【0017】このレンズ支持部材11は、一方の端にク
ランパー13が、他方の端にレンズ20の移動を検出す
るためのセンサ14が設けられている。
【0018】前記クランパー13は、図1で示したシャ
フト3の突起3a部で結合され、これにより、図1に示
したアクチュエータ10と、レンズ部20が結合され、
これによって、可動マグネット1の運動をレンズ20に
伝えることができる。
【0019】可動マグネット1の運動は、その移動によ
る磁場の変化をセンサコイル6によって検出することに
よって検出され、その検出出力によって駆動コイル5に
加えられる駆動電流が制御されて、該可動マグネット1
の速度が制御される。
【0020】図1で示した駆動コイル5と速度検出用コ
イル6の電極5a,6aは、アクチュエータ10の外面
からとり出す事が可能であり、また、コイル部が固定さ
れているため、これら電極5a,6a及び電極線材5
b,6bにはストレスが加わらない。
【0021】なお、図2においては、レンズの位置を検
出するセンサとして、発光素子14,受光素子15から
成るセンサの例を示したが、これらは、本発明と直接関
係ないので、詳細な説明は省略する。
【0022】図3は、本発明によるアクチュエータ10
に代ってステッピングモータ30を用いて、図2に示し
た構成のレンズ部を駆動するようにした場合の一例を示
す図で、図示のように、ステッピングモータ30の回転
を、ねじが切れたシャフト31に伝達し、このシャフト
31の回転を該シャフト31のねじと螺合するねじが切
られているとクランパー13に伝達し、レンズ20を矢
印A方向に移動するようにしたものである。
【0023】このように、レンズ部は本発明によるアク
チュエータを用いても、また、ステッピングモータを用
いても駆動することができ、駆動源がアクチュエータで
あるかステッピングモータという違いがあっても、レン
ズ機構を図1の場合と同じにすることができ、ステッピ
ングモータを用いた機構的設計と、本発明で提唱するア
クチュエータを利用した設計とは、大いに共通化できる
メリットがある。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、(1)駆動コイル及び速度検出コイルを固定
側に配設することができるので、これらコイルの電極に
ストレスがかからず、故障が少なく、かつ、長寿命化を
図ることができる。
【0025】(2)駆動用のマグネットと速度検出用の
マグネットを共通化できるので、構造が簡単となり、製
作コストを下げることができる。
【0026】(3)アクチュエータとレンズとを別構造
とし、単に、これらを連結する構造としたので、それぞ
れを別々に設計することができ、設計,製作が非常に楽
になり、低コストにすることができる。
【0027】(4)フォーカスレンズと該フォーカスレ
ンズを駆動するコイルとを別体としたので、可動部であ
るレンズ部を軽量化することができ、レンズの移動をよ
りスムーズに行うことができる。等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるアクチュエータの一実施例を説明
するための要部構成図である。
【図2】図1に示したアクチュエータを用いてフォーカ
スレンズを駆動する場合の一例を説明するための図であ
る。
【図3】ステッピングモータを用いてフォーカスレンズ
を駆動するようにした場合の一例を説明するための図で
ある。
【図4】従来のフォーカスレンズ駆動機構の一例を説明
するための図である。
【符号の説明】
1…可動マグネット、2…支点板、3…シャフト、4…
ボビン、5…駆動コイル、6…速度検出コイル、10…
アクチュエータ、11…レンズ支持部材、12…レンズ
移動用シャフト、13…クランパー、14,15…レン
ズ位置センサ、20…レンズ、30…ステッピングモー
タ、31…ねじ軸。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性体と、該磁性体を覆い、該磁性体を
    駆動するための駆動コイルが巻回されているボビンとを
    有し、前記コイルに電流を流して前記磁性体を前記ボビ
    ン内で軸方向に往復移動させるリニアアクチュエータに
    おいて、前記ボビンは更に前記駆動コイルを覆う検出コ
    イルを有することを特徴とするリニアアクチュエータ。
  2. 【請求項2】 磁性体と、該磁性体を覆い、該磁性体を
    駆動するための駆動コイルが巻回されているボビンとを
    有し、前記ボビンは更に前記駆動コイルを覆う検出コイ
    ルを有し、前記駆動コイルに電流を流して前記磁性体を
    前記ボビン内で軸方向に往復移動させるリニアアクチュ
    エータと、 レンズを支持するレンズ支持部材を有し、前記磁性体が
    前記レンズ保持部材に結合され、前記磁性体が前記レン
    ズを駆動することを特徴とするリニアアクチュエータを
    用いたレンズ駆動装置。
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