JP2007143210A - Motor and lens drive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体を駆動するモータ装置及び光軸方向にレンズを移動するレンズ駆動装置に関する。 The present invention relates to a motor device that drives a moving body and a lens driving device that moves a lens in the optical axis direction.
一般的に、マグネットの磁界内を移動する金属製移動体には渦電流、コイルには逆起電力が発生し、金属製移動体やコイルの移動を抑制する力が作用することが知られている。 In general, eddy currents are generated in metal moving bodies that move in the magnetic field of magnets, and counter electromotive force is generated in coils, and it is known that forces that suppress the movement of metal moving bodies and coils act on them. Yes.
これに対して、特許文献1には、2つの磁性体でできた2つの金属製移動体を対峙して設け、2つの金属製移動体が駆動している時にこれらを相対的に停止させることにより、金属製移動体に渦電流が発生するのを防止することが開示されている。
On the other hand, in
一方、モータのコイルに給電して移動体が駆動を開始する時には、移動体が停止している時の慣性力を越えるように、目標値よりも大きな駆動力(電力)を作用するが、移動体が目標速度や目標駆動力に安定するまで(収束)に所定時間を要するという問題がある。 On the other hand, when the moving body starts driving by supplying power to the motor coil, a driving force (electric power) larger than the target value is applied so as to exceed the inertial force when the moving body is stopped. There is a problem that a predetermined time is required until the body is stabilized at the target speed and the target driving force (convergence).
また、移動体が所定量移動した後に停止させる時には、従来は移動体に摩擦力等を付与して停止を図っているが、停止(収束)までに所定時間かかるという問題がある。 Further, when the moving body is stopped after moving a predetermined amount, conventionally, the moving body is stopped by applying a frictional force or the like. However, there is a problem that it takes a predetermined time to stop (converge).
これに対して、上述の特許文献1のように渦電流の発生を防止する技術や、渦電流を利用してトルク等を測定することが知られているが、移動体の駆動制御に渦電流や逆起電力を直接利用するものは従来はなかった。
On the other hand, it is known that a technique for preventing the generation of eddy currents as in the above-mentioned
そこで、本発明は、磁界内を移動する金属に発生する渦電流や逆起電力を利用することにより、簡易な構成で移動体の目標速度や目標駆動力への収束を早めることができるモータ装置及びレンズ駆動装置の提供を目的とする。 Therefore, the present invention uses a eddy current or a counter electromotive force generated in a metal moving in a magnetic field, thereby enabling a motor device to accelerate the convergence of a moving body to a target speed or a target driving force with a simple configuration. And it aims at provision of a lens drive device.
請求項1に記載の発明は、ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けた移動体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークは移動体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体は移動体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力により移動体を駆動するモータ装置において、コイル体又は移動体にはマグネットの磁界内を移動した時に渦電流を発生する非磁性体金属がリング状に設けてあることを特徴とする。
The invention described in
請求項2に記載の発明は、ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けた移動体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークは移動体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体は移動体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力により移動体を駆動するモータ装置において、コイル体又は移動体にはマグネットの磁界内を移動した時に逆起電力を発生する短絡コイルがリング状に設けてあることを特徴とする。 The invention according to claim 2 includes a holder, a movable body provided movably with respect to the holder, a coil body around which a coil is wound, a magnet, and a yoke, and the magnet and the yoke move the movable body. In the motor device that is fixed to the holder along the direction, the coil body is fixed to the moving body and arranged in the magnetic field of the magnet, and the moving body is driven by electromagnetic force generated by energizing the coil body. The body or the moving body is characterized in that a short-circuit coil that generates a counter electromotive force when moving in a magnetic field of a magnet is provided in a ring shape.
請求項3に記載の発明は、ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けたレンズ支持体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークはレンズ支持体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体はレンズ支持体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力によりレンズ支持体を駆動するレンズ駆動装置において、コイル体又はレンズ支持体にはマグネットの磁界内を移動した時に渦電流を発生する非磁性体金属がリング状に設けてあることを特徴とする。 A third aspect of the present invention includes a holder, a lens support provided so as to be movable with respect to the holder, a coil body wound with a coil, a magnet, and a yoke, and the magnet and the yoke are the lens support. The lens body is fixed to the holder along the moving direction of the lens, the coil body is fixed to the lens support body and disposed in the magnetic field of the magnet, and the lens body is driven by electromagnetic force generated by energizing the coil body. In the driving apparatus, the coil body or the lens support is provided with a non-magnetic metal that generates an eddy current when moving in a magnetic field of a magnet in a ring shape.
請求項4に記載の発明は、ホルダと、ホルダに対して移動自在に設けたレンズ支持体と、コイルを巻回したコイル体と、マグネットと、ヨークとを備え、マグネット及びヨークはレンズ支持体の移動方向に沿ってホルダに固定してあり、コイル体はレンズ支持体に固定してマグネットの磁界内に配置してあり、コイル体に通電して生じる電磁力によりレンズ支持体を駆動するレンズ駆動装置において、コイル体又はレンズ支持体にはマグネットの磁界内を移動した時に逆起電力を発生する短絡コイルがリング状に設けてあることを特徴とする。 The invention according to claim 4 includes a holder, a lens support provided movably with respect to the holder, a coil body wound with a coil, a magnet, and a yoke, and the magnet and the yoke are the lens support. The lens body is fixed to the holder along the moving direction of the lens, the coil body is fixed to the lens support body and disposed in the magnetic field of the magnet, and the lens body is driven by electromagnetic force generated by energizing the coil body. In the driving apparatus, the coil body or the lens support body is provided with a short-circuit coil that generates a back electromotive force when moving in a magnetic field of a magnet in a ring shape.
請求項1に記載の発明によれば、コイル体のコイルに給電するとマグネットの磁界内をコイル体が移動するが、磁界内にあるコイル体又は移動体には、リング状の非磁性体金属が設けてあるので、このリング状の非磁性体金属にはリングに沿って流れる渦電流が発生する。渦電流により移動体には移動体の移動方向と反対方向の力(制動力)が作用するので、移動体の駆動力を抑える方向の制動力が作用して目標速度や目標駆動力への収束を早めることができ、移動体制御の応答性に優れる。 According to the first aspect of the present invention, when power is supplied to the coil of the coil body, the coil body moves within the magnetic field of the magnet. However, a ring-shaped nonmagnetic metal is present on the coil body or the moving body within the magnetic field. Therefore, an eddy current flowing along the ring is generated in the ring-shaped nonmagnetic metal. Since the force (braking force) in the direction opposite to the moving direction of the moving body acts on the moving body due to the eddy current, the braking force in the direction to suppress the driving force of the moving body acts and converges to the target speed or target driving force. The responsiveness of moving body control is excellent.
非磁性体金属をリング状に設けるだけであるから、構成が簡易であり製造も容易である。 Since only the nonmagnetic metal is provided in a ring shape, the configuration is simple and the manufacture is easy.
非磁性体金属は箔状のもので足り、箔状のものを用いればモータ装置の重量に影響を与え難いと共に装着も容易である。 A non-magnetic metal is sufficient in the form of a foil. If a foil is used, it is difficult to affect the weight of the motor device and it is easy to mount.
非磁性体金属としては、アルミニウム、銅等を用いることができる。 As the nonmagnetic metal, aluminum, copper, or the like can be used.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様に移動体の移動により短絡コイルに逆起電力が発生するので、移動体の駆動力を抑える方向の制動力が作用して目標速度や目標駆動力への収束を早めることができ、移動体制御の応答性に優れる。 According to the second aspect of the present invention, since the back electromotive force is generated in the short-circuiting coil due to the movement of the moving body as in the first aspect of the invention, the braking force in the direction to suppress the driving force of the moving body is applied. Thus, the convergence to the target speed and the target driving force can be accelerated, and the response of the moving body control is excellent.
また、コイルを用いているので、構成が簡易であり、モータ装置の重量に影響を与え難いと共に装着も容易である。 Further, since the coil is used, the configuration is simple, the weight of the motor device is hardly affected, and the mounting is easy.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様にレンズ支持体の移動により、リング状の非磁性体金属に渦電流が発生するので、レンズ支持体の駆動力を抑える方向の制動力が作用して目標速度や目標駆動力への収束を早めることができ、レンズ支持体の駆動制御の応答性に優れる。 According to the third aspect of the present invention, since the eddy current is generated in the ring-shaped non-magnetic metal by the movement of the lens support as in the case of the first aspect, the driving force of the lens support is reduced. The braking force in the restraining direction can act to accelerate the convergence to the target speed or the target driving force, and the response of the driving control of the lens support is excellent.
また、非磁性体金属に箔状のものを用いればモータ装置の重量に影響を与え難いと共に装着も容易である。 Further, if a foil-like nonmagnetic metal is used, it is difficult to affect the weight of the motor device and mounting is easy.
特に、小型カメラにおいては、レンズ駆動装置の寸法や部品に影響を与えることなく駆動制御の応答性を高めることができる。 In particular, in a small camera, the responsiveness of drive control can be enhanced without affecting the dimensions and parts of the lens drive device.
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明と同様に、レンズ支持体の移動によりリング状の短絡コイルに逆起電力が発生してレンズ支持体に制動力が作用するので、レンズ支持体の駆動時における目標速度や目標駆動力への収束を早めることができ、レンズ支持体の駆動制御の応答性に優れると共に、構成が簡易で、製造も容易である。
According to the invention described in claim 4, as in the invention described in
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明するが、まず、図1〜図4を参照して本発明の第1実施の形態を説明する。図1は第1実施の形態にかかるレンズ駆動装置の縦断面図であり、図2は第1実施の形態にかかるレンズ駆動装置を駆動した時の縦断面図であり、図3は第1実施の形態にかかるレンズ駆動装置の分解斜視図であり、図4はレンズ支持体に作用する力と時間の関係を示すグラフである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a longitudinal sectional view of the lens driving device according to the first embodiment, FIG. 2 is a longitudinal sectional view when the lens driving device according to the first embodiment is driven, and FIG. 3 is a first embodiment. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the force acting on the lens support and time.
第1本実施の形態にかかるレンズ駆動装置(モータ装置)1は、携帯電話に組み込まれるオートフォーカス小型カメラのレンズ駆動装置である。 A lens driving device (motor device) 1 according to the first embodiment is a lens driving device for an autofocus small camera incorporated in a mobile phone.
このレンズ駆動装置1は、ホルダ5と、ヨーク3と、ホルダ5に対して移動自在に設けたレンズ支持体(移動体)7と、コイルを巻回したコイル体15と、マグネット13と、非磁性体金属12とを備えており、ホルダ5はベース6に嵌合固定されている。
The
ヨーク3は縦断面が略コ字形状であり、コ字の内部にマグネット13が配置され、コ字の内部でマグネット13の内周側にコイル体15が配置されている。マグネット13は後方スペーサ17(図3参照)を介してホルダ5に固定されている。コイル体15はレンズ支持体7の外周部に固定されていると共にレンズ支持体7の外周部がヨーク3の内部に入り込んでおり、レンズ支持体7の外周部がヨーク3のコ字隙間を移動するようになっている。
The
レンズ支持体7は略円筒形状であり、その内部にレンズ20が収納されており、ヨーク3の内周側を光軸に沿って移動自在に取り付けられている。
The
非磁性体金属12は、アルミニウム金属箔であり、環状に設けたコイル体15の内周面の略全体に亘って貼付されている。この非磁性体金属12はリング状を成しており、短絡回路を構成している。
The
レンズ支持体7は前側スプリング9及び後側スプリング11によりホルダ5に対して移動自在に支持されている。
The
図3に示すように、前側スプリング9は略環状の板ばねであり、内周側端部9aはレンズ支持体7とキャップ24に挟持されて固定してあり、外周側端部9bはヨーク3とフレーム23との間に挟持され固定してあり、外周側端部9bとヨーク3との間には前方スペーサ21が介在されている。
As shown in FIG. 3, the
後側スプリング11は前側スプリング9と略同一形状であり、略環状の板ばねである。後側スプリング11の内周側端部11aはレンズ支持体7の後端に固定してあり、外周側端部11bはホルダ5の基底部と後方スペーサ17との間に固定されている。
The
次に、本実施の形態にかかるレンズ駆動装置1の組み立て、作用及び効果について説明する。コイル体15には、予め内周面に沿ってリング状に設けた非磁性体金属12を貼付しておく。そして、レンズ支持体7に後側スプリング11の内周側端部11aを取付け、マグネット13と、レンズ支持体7に固定したコイル体15とをヨーク3の内部に配置して、ホルダ5の基底部に後方スペーサ17を介して組み付ける。その後、前方スペーサ21とヨーク3との間に前方スプリング9の内周側端部9aを載置してキャップ24で固定すると共にフレーム23をホルダ5に取り付けて外周側端部9bをフレーム23で固定する。そして、各部品を組み付けたホルダ5をベース6に嵌合固定する。
Next, the assembly, operation, and effect of the
駆動時にコイル体15に給電すると、マグネット13の磁界内にあるコイル体15に電磁力が生じてレンズ支持体7が光軸方向に移動する。そして、レンズ支持体7の駆動力と前側スプリング9及び後側スプリング11との付勢力とが釣り合ったところでレンズ支持体7が停止する(図2参照)。
When power is supplied to the
駆動開始時において、コイル体15に通電する時には、レンズ支持体7が停止状態を保持しようとする慣性力を超える駆動力を与える必要がある為、目標位置におけるスプリング9、11との釣り合いに必要な電力よりも大きな電力で通電する。したがって、コイル体15に通電した直後にはレンズ支持体7が釣り合う時よりも大きな駆動力Faが発生するが、同時にリング状の非磁性体金属12がマグネット13の磁界内を移動することから、非磁性体金属12には、リングに沿って流れる渦電流が発生する。非磁性体金属に生じる渦電流によりレンズ支持体7には駆動方向と逆方向の制動力Fbが作用する。
When the
このため、レンズ支持体7に作用する力は、図4に示すように、駆動力Faと制動力Fbとが相互に作用して、前側スプリング9及び後側スプリング11との付勢力と釣り合う目標駆動力Fmに収束する。
For this reason, as shown in FIG. 4, the force acting on the
駆動力Faと制動力Fbとの関係では、駆動力Faが大きくてレンズ支持体7の移動速度が速ければ速いほど制動力Fbも大きくなり、レンズ支持体7の移動速度が遅くなれば制動力Fbも小さくなる。
As for the relationship between the driving force Fa and the braking force Fb, the braking force Fb increases as the driving force Fa increases and the moving speed of the
本実施の形態では、リング状の非磁性体金属12が設けてあるので、レンズ支持体7の駆動による駆動力を抑える方向の制動力が作用して目標駆動力Fmへの収束を早めることができ、レンズ支持体7の駆動制御における応答性に優れる。
In the present embodiment, since the ring-shaped
非磁性体金属12をコイル体15の内周面に貼付するだけであるから、構成が簡易であり製造も容易である。
Since only the
特に、非磁性体金属12は箔状であるから、軽量でありレンズ駆動装置の重量に殆ど影響を与え難いと共に装着も容易である。
In particular, since the
次に、図5を参照して、本発明の第2実施の形態を説明するが、以下に説明する実施の形態において、上述した第1実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の説明を省略し、以下の説明では第1実施の形態と主に異なる点について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. In the embodiment described below, the same parts as those in the first embodiment described above are the same. The description of the portion is omitted by attaching the reference numeral, and the following description will mainly explain differences from the first embodiment.
第2実施の形態では、上述した非磁性体金属12に換えて、短絡コイル31をリング状に設けた点が異なっている。
The second embodiment is different from the above-described
短絡コイル31はコイル体15の内周面に巻回してあり、短絡コイル31の一端と他端は互いに電気的に接続して短絡回路を構成している。本実施の形態では、短絡コイル31は2層構造としてコイルを全体で約50ターン巻いてある。
The
この第2実施の形態においては、磁界内を移動する短絡コイル31に逆起電力が発生し、駆動力Faと反対方向の制動力Fbが発生するから、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment, the back electromotive force is generated in the short-
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、非磁性体金属12及び短絡コイル31は、コイル体15の外周面に設けてもよいし、ヨーク3内に位置するレンズ支持体7の外周部に設けても良い。
For example, the
非磁性体金属12及び短絡コイル31は、その厚みや寸法、巻き数等は、レンズ支持体7に作用させるべき制動力の大きさに応じて変更することができる。
The thickness, size, number of turns, etc. of the
本発明は、レンズ駆動装置1に限らず、ステッピングモータ等の移動体の駆動を制御するモータ装置に用いることもできる。
The present invention is not limited to the
1 レンズ駆動装置(モータ装置)
3 ヨーク
5 ホルダ
7 レンズ支持体(移動体)
12 非磁性体金属
13 マグネット
15 コイル体
31 短絡コイル
1 Lens drive device (motor device)
3
12
Claims (4)
A holder, a lens support provided movably with respect to the holder, a coil body wound with a coil, a magnet, and a yoke are provided, and the magnet and the yoke are fixed to the holder along the moving direction of the lens support. In the lens driving device for driving the lens support by the electromagnetic force generated by energizing the coil body, the coil body is fixed to the lens support and disposed in the magnetic field of the magnet. A lens driving device characterized in that the body is provided with a short-circuit coil in a ring shape that generates a back electromotive force when it moves in the magnetic field of a magnet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005329545A JP2007143210A (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Motor and lens drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005329545A JP2007143210A (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Motor and lens drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2005
- 2005-11-15 JP JP2005329545A patent/JP2007143210A/en active Pending
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