JP2017037254A - 電磁駆動ユニット、防振機構、及び撮像ユニット - Google Patents

電磁駆動ユニット、防振機構、及び撮像ユニット Download PDF

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Abstract

【課題】電磁駆動ユニットにおいてスケール増大が好ましくない所定方向での磁石占有領域幅を増加させることなく、電磁駆動ユニットの推進力を増大させる。【解決手段】永久磁石53,54と永久磁石55,56とは、1つの平面内で非平行に、中心対称面CP1を挟んだ対称位置にそれぞれ配置されている。永久磁石53,54の対向部分53a,54aは、第1コイル61の連結部分61c,61dを避けて、直線部分61a,61bとそれぞれ対向配置されている。一方、永久磁石53の非対向部分53bは、連結部分61cにおける劣角β側の曲がり部に対向配置されており、永久磁石54の非対向部分54bは、連結部分61dにおける優角α側の曲がり部に対向配置されている。永久磁石55,56と第2コイル62の位置関係は、永久磁石53,54と第1コイル61の位置関係と同様である。【選択図】図7

Description

本発明は、電磁駆動ユニット、防振機構、及び撮像ユニットに関する。
近年、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の主として撮影を目的とした携帯電子機器や、カメラ付き携帯電話機や携帯情報端末といった付随的に撮影機能を備えた携帯電子機器が広く普及しており、こうした携帯電子機器には、撮像ユニットが搭載されている。
これらの撮像ユニットには、いわゆる防振機構の搭載が一般化しており、防振機構で防振用の光学要素を駆動させる手段として、永久磁石の磁界中に配したコイルに電流を流すことで力を発生させるボイスコイルモータ(電磁駆動ユニット)を用いたものが知られている(特許文献1)。この防振機構によって、手振れなどの振動を起因とする像面上での像振れを軽減させることができる。
特開2014−149496号公報
ところで、像振れに対する追従性を向上させためには、上記ボイスコイルモータの推進力が重要な要素となる。ボイスコイルモータの推進力を大きくするには、例えば、単純には永久磁石のスケールを大きくすればよい。
しかしながら、永久磁石のスケールを大きくすると磁石の占有領域幅が大きくなってボイスコイルモータのスケールも大きくなってしまい、ひいては、携帯電子機器の小型化に伴って撮像ユニットを小型化したいという要求に応えられない可能性がある。
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、電磁駆動ユニットにおいてスケール増大が好ましくない所定方向での磁石占有領域幅を増加させることなく、電磁駆動ユニットの推進力を増大させることができる、電磁駆動ユニット、防振機構、及び撮像ユニットを得ることを目的とする。
本発明の電磁駆動ユニットは、その一態様では、可動体と固定体のいずれか一方の部材に固定される磁石アッシと、他方の部材に固定されるコイルアッシとを有し、前記磁石アッシは、中心対称面に対して、優角と劣角を有する態様で互いに反対方向に傾斜した対向境界面を挟んで対向配置され、着磁方向を互いに異ならせた棒状をなす互いに平行な優角側磁石と劣角側磁石をそれぞれ有する第1磁石ペア及び第2磁石ペアを有し、前記コイルアッシは、前記第1磁石ペア及び第2磁石ペアの優角側磁石と劣角側磁石の延長方向に延びる2つの直線部分と、2つの曲がり部を含み且つ該2つの直線部分の端部同士を繋ぐ2つの連結部分とをそれぞれ有する第1コイルアッシ及び第2コイルアッシを有し、前記第1磁石ペアと第2磁石ペアの前記優角側磁石はそれぞれ、前記劣角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも前記両対向境界面の間の離間距離が狭い側に在る、前記劣角側磁石との非対向部分とを有していること;前記優角側磁石と劣角側磁石の対向部分は、前記2つの連結部分を避けて前記2つの直線部分にそれぞれ対向配置されていること;及び前記優角側磁石の非対向部分は、前記離間距離が狭い側の連結部分における前記優角側の曲がり部に対向配置されていること;を特徴とする。
上記電磁駆動ユニットにおいて、各劣角側磁石は、前記優角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも前記両対向境界面の間の離間距離が広い側に在る、前記優角側磁石との非対向部分とを有しており、各劣角側磁石の非対向部分は、前記離間距離が広い側の連結部分における前記劣角側の曲がり部に対向配置されていてもよい。
本発明の防振機構は、その一態様では、上記電磁駆動ユニットを含む防振機構であって、前記可動体を、前記固定体が支持するレンズの光軸と直交する平面内で前記固定体に対して回転及び直進可能に案内する、第1ガイド部及び第2ガイド部を含むガイド機構を有し、前記第1ガイド部及び前記第2ガイド部は、前記可動体及び前記移動体にそれぞれ設けられてもよい。
上記防振機構において、前記第1ガイド部及び前記第2ガイド部の一方は、溝であり、他方は、前記溝に差し込まれる突起であってもよい。
本発明の撮像ユニットは、その一態様では、上記防振機構を含む撮像ユニットであって、前記防振機構を前記レンズの光軸の方向に進退させるアクチュエータを有し、該アクチュエータは、前記レンズの光軸を挟んで前記電磁駆動ユニットと反対側に配設されていてもよい。
本発明の電磁駆動ユニットは、他の態様では、可動体と固定体のいずれか一方の部材に固定される磁石アッシと、他方の部材に固定されるコイルアッシとを有し、前記磁石アッシは、中心対称面に対して、優角と劣角を有する態様で互いに反対方向に傾斜した対向境界面を挟んで対向配置され、着磁方向を互いに異ならせた棒状をなす互いに平行な優角側磁石と劣角側磁石をそれぞれ有する第1磁石ペア及び第2磁石ペアを有し、前記コイルアッシは、前記第1磁石ペア及び第2磁石ペアの優角側磁石と劣角側磁石の延長方向に延びる2つの直線部分と、2つの曲がり部を含み且つ該2つの直線部分の端部同士を繋ぐ2つの連結部分とをそれぞれ有する第1コイルアッシ及び第2コイルアッシを有し、前記第1磁石ペアと第2磁石ペアの前記劣角側磁石はそれぞれ、前記優角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも前記両対向境界面の間の離間距離が広い側に在る、前記優角側磁石との非対向部分とを有していること;前記劣角側磁石と優角側磁石の対向部分は、前記2つの連結部分を避けて前記2つの直線部分にそれぞれ対向配置されていること;及び前記劣角側磁石の非対向部分は、前記離間距離が広い側の連結部分における前記劣角側の曲がり部に対向配置されていること;を特徴とする。
本発明の電磁駆動ユニットは、他の態様では、可動体と固定体のいずれか一方の部材に固定される磁石アッシと、他方の部材に固定されるコイルアッシとを有し、前記磁石アッシは、中心対称面に対して、優角と劣角を有する態様で互いに反対方向に傾斜した対向境界面を挟んで対向配置され、着磁方向を互いに異ならせた棒状をなす互いに平行な優角側磁石と劣角側磁石をそれぞれ有する第1磁石ペア及び第2磁石ペアを有し、前記コイルアッシは、前記第1磁石ペア及び第2磁石ペアの優角側磁石と劣角側磁石の延長方向に延びる2つの直線部分と、2つの曲がり部を含み且つ該2つの直線部分の端部同士を繋ぐ2つの連結部分とをそれぞれ有する第1コイルアッシ及び第2コイルアッシを有し、前記第1磁石ペアと第2磁石ペアの前記劣角側磁石はそれぞれ、前記優角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも前記両対向境界面の間の離間距離が狭い側に在る、前記優角側磁石との非対向部分とを有していること;前記劣角側磁石と優角側磁石の対向部分は、前記2つの連結部分を避けて前記2つの直線部分にそれぞれ対向配置されていること;及び前記劣角側磁石の非対向部分は、前記離間距離が狭い側の連結部分における前記劣角側の曲がり部に対向配置されていること;を特徴とする。
本発明の電磁駆動ユニットは、他の態様では、可動体と固定体のいずれか一方の部材に固定される磁石アッシと、他方の部材に固定されるコイルアッシとを有し、前記磁石アッシは、中心対称面に対して、優角と劣角を有する態様で互いに反対方向に傾斜した対向境界面を挟んで対向配置され、着磁方向を互いに異ならせた棒状をなす互いに平行な優角側磁石と劣角側磁石をそれぞれ有する第1磁石ペア及び第2磁石ペアを有し、前記コイルアッシは、前記第1磁石ペア及び第2磁石ペアの優角側磁石と劣角側磁石の延長方向に延びる2つの直線部分と、2つの曲がり部を含み且つ該2つの直線部分の端部同士を繋ぐ2つの連結部分とをそれぞれ有する第1コイルアッシ及び第2コイルアッシを有し、前記第1磁石ペアと第2磁石ペアの前記優角側磁石はそれぞれ、前記劣角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも前記両対向境界面の間の離間距離が広い側に在る、前記劣角側磁石との非対向部分とを有していること;前記優角側磁石と劣角側磁石の対向部分は、前記2つの連結部分を避けて前記2つの直線部分にそれぞれ対向配置されていること;及び前記優角側磁石の非対向部分は、前記離間距離が広い側の連結部分における前記優角側の曲がり部に対向配置されていること;を特徴とする。
本発明によれば、電磁駆動ユニットにおいてスケール増大が好ましくない所定方向での磁石占有領域幅を増加させることなく、電磁駆動ユニットの推進力を増大させることができる、電磁駆動ユニット、防振機構、及び撮像ユニットを得られる。
第1実施形態の撮像ユニットの一部の構成を示す図である(前面図)。 第1実施形態の撮像ユニットの一部の構成を示す図である(II−II矢視断面図)。 第1実施形態の撮像ユニットの一部の構成を示す図である(メインハウジングを除いた前面図)。 第1実施形態の撮像ユニットの一部の構成を示す図である(メインハウジングを除いた斜視図)。 第1実施形態の第4群ユニットの構成を示す図である。 第1実施形態の第4群ユニットの構成を示す図である。 第1実施形態の電磁駆動ユニットの構成を示す図である。 従来の電磁駆動ユニットにおける磁石アッシ及びコイルアッシの配置例を示す図である(比較例)。 第1実施形態の電磁駆動ユニットによる推進力の説明に供する図である。 第1実施形態の電磁駆動ユニットによる推進力の説明に供する図である。 従来の電磁駆動ユニットによる推進力の説明に供する図である。 従来の電磁駆動ユニットによる推進力の説明に供する図である。 第2実施形態の電動駆動ユニットの構成を示す図である。 コイル形状バリエーションの説明に供する図である。
以下に、本発明の電磁駆動ユニット、防振機構、及び撮像ユニットの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明の電磁駆動ユニット、防振機構、及び撮像ユニットが限定されるものではない。以下の説明において撮像ユニットの前後、左右、及び、上下の各方向は図中に記載した矢線方向を基準としており、被写体(物体)側が前方となる。また、光学的な位置関係においては、光束の進行過程(光路順)に従って、被写体(物体)側を前段、像側を後段とする。
≪第1実施形態≫
図1乃至4は、第1実施形態の撮像ユニット10の一部の構成を示す図である。具体的には、図1は、撮像ユニット10を前方から見た図であり、図2は、図1のII−II矢視断面図である。また、図3は、メインハウジング21を外した状態の撮像ユニット10を前方から見た図であり、図4は、メインハウジング21を外した状態の撮像ユニット10を前方下側から見た斜視図である。図1乃至4に示すように、撮像ユニット10は、前後方向に薄く左右方向に長い横長形状をなしている。
図1及び図4に示すように、撮像ユニット10は、外観上、メインハウジング21、第1群G1を保持する第1群ハウジング22、及び第5群ハウジング23を含むハウジング20と、第1モータM1と、第2モータM2と、第3モータM3とを有している。
図2乃至4に示すように、撮像ユニット10の撮像光学系は、被写体側から光路順に、第1群(前方レンズ群)G1と、可動の第2群(後方レンズ群、可動光学要素)G2と、可動の第3群(後方レンズ群、可動光学要素)G3と、可動の第4群(後方レンズ群、可動光学要素)G4と、第5群ハウジング23に支持された固定の第5群(後方レンズ群、固定光学要素)G5とを有している。すなわち、上記の光路において、第1群G1の後段に第2群G2が配設され、第2群G2の後段に第3群G3が配設されている。さらに、第3群G3の後段に第4群G4が配設され、第4群G4の後段に第5群G5が配設されている。
第1群G1は、第1プリズムL11の入射面L11aの前方(被写体側)に位置する第1レンズ(前方レンズ)L1と、第1プリズムL11と、第1プリズムL11の出射面L11bの右方(像側)に位置する第2レンズL2とを含んでいて、第1群ハウジング22に支持されている。
前方から後方に向かう第1光軸O1に沿って第1レンズL1に入射した被写体からの光束は、入射面L11aを通して第1プリズムL11に入り、第1プリズムL11内の反射面L11cによって第2光軸O2に沿う方向(左方から右方)に反射されて出射面L11bから出射される。すなわち、撮像ユニット10の撮像光学系は、第1群G1に含まれる第1プリズムL11で略直角に光束を反射させる屈曲光学系となっている。続いて光束は、第2光軸O2上に位置する第2レンズL2と第2群G2から第5群G5までの各レンズを通り、第5群G5から撮像センサ(図示せず)に向けて出射される。ここで、第1光軸O1及び第2光軸O2を含む仮想平面を平面P1と呼び、第1光軸O1に直交し第2光軸O2を含む仮想平面を平面P2と呼ぶ(図5参照)。
第2群G2は、第2群枠35に保持されており、この第2群枠35は、ハウジング20内に設けられたロッド31,32を介して第2光軸O2に沿って移動可能に支持されている。ハウジング20には、第2モータM2が支持されており、第2モータM2から突出する送りネジシャフト(図示せず。後述するネジシャフトM1aと平行に送りネジシャフトM1aの後側に配設されている。)を回転駆動させると、第2群枠35に駆動力が伝達されて該第2群枠35がロッド31,32に沿って移動される。
第3群G3は、第3群枠37に保持されており、この第3群枠37は、ハウジング20内に設けられたロッド31,33を介して第2光軸O2に沿って移動可能に支持されている。ハウジング20には、第1モータM1が支持されており、第1モータM1から突出する送りネジシャフトM1aを回転駆動させると、第3群枠37に駆動力が伝達されて該第3群枠37がロッド31,33に沿って移動される。
第4群G4は、第4群ユニット40に保持されている。この第4群ユニット40は、光路において第3群G3の後段で且つ第5群G5の前段に配設され、後述するように防振機構を実現している。図5,6は、第4群ユニット40の構成を示す図であり、図5は、第4群ユニット40を左側から見た図であり、図6は、前方左下側から見た図である。図5,6に示すように、第4群ユニット40は、第4群G4を保持する第4群枠(可動体)41と、第4群枠41を支持するベース部材(固定体)43と、カバー部材45とを有している。第4群ユニット40は、前後方向に短く上下方向に長い横長形状をなしており、これに伴い、第4群枠41及びベース部材43も同様に横長形状となっている。
ベース部材43の左面側には、下端部の中央に、左右方向に貫通した上下方向に長い貫通孔43aが設けられている。また、ベース部材43の左面側上端部には、その後側領域に、左方に向けて突出した筒状部43bが設けられている。筒状部43bの中心には、筒状部43bの左端面からベース部材43の右側面を貫通する円形の貫通孔43cが設けられている。また、ベース部材43の上端部には、その前縁部に、左右方向に延びる係合溝43dが設けられている。
そして、貫通孔43aには、第5群ハウジング23に固定されて左右方向に延びるロッド34が挿入され、貫通孔43cには、ロッド31が挿入される。すなわち、ベース部材43は、ハウジング20内に設けられた第2光軸O2と平行に延びるロッド31,34を介して第2光軸O2に沿って移動可能に支持されている。そして、ハウジング20には、第3モータM3が支持されており、第3モータM3から突出する送りネジシャフトM3aが係合溝43dに係合され、送りネジシャフトM3aを回転駆動させると、ベース部材43に駆動力が伝達されて該ベース部材43がロッド31,34に沿って移動される。ここで、第3モータM3は、平面P1を挟んで(つまり、第2光軸O2を挟んで)、後述する電磁駆動ユニットと反対側に配設されている。
また、ベース部材43の左面側には、貫通孔43aの上側近傍に、左方に向けて突出した円柱状のガイド突起43eが設けられている。また、ベース部材43の左面側の上下方向中央近傍には、左方に設けて突出した円柱状の移動制限突起43fが設けられている。ガイド突起43e及び移動制限突起43fの各中心は、後述するように第4群ユニット40によって実現される防振機構が振れ補正動作を行っていない状態で、平面P2上に位置している。
また、ベース部材43の左面側には、筒状部43b及び係合溝43dの下側近傍に、左方に向けて突出した一対のガイド支持柱43gが設けられている。一対のガイド支持柱43gは、平面P2を前後に挟むように配置されている。各ガイド支持柱43gには、前後方向に貫通するガイド支持孔43hが設けられており、一対のガイド支持孔43hにガイドシャフト47Aが挿入支持される。
また、ベース部材43の下端部の前面側及び後面側には、ガイド突起43eを前後に挟むように(つまり、平面P2を挟むように)、ガイド支持部43i,43jがそれぞれ設けられている。図6に示すように、ガイド支持部43i,43jにはそれぞれ、開放長溝が設けられており、これらの開放長溝にガイドシャフト47B,47Cがそれぞれ挿入固定される。
第4群枠41は、ベース部材43の左側に、該ベース部材43と対向配置される。第4群枠41の右面側には、下端から上側に向けて延びるガイド溝41aが設けられている。ガイド溝41aの前後方向幅は、ガイド突起43eの径よりもわずかに大きく、第4群枠41の下端から上方向のガイド溝41aの長さは、前後方向幅及び後述する移動規制孔41bの上下方向の長さよりも長くなっている。ガイド溝41aは、第4群枠41の左面を貫通していない(つまり底を有する)溝であってもよいし、第4群枠41を左右に貫通していてもよい。このガイド溝41aに、ベース部材43のガイド突起43eが差し込まれることにより、第4群枠41は、平面P1及び平面P2の両方と直交する平面内において、ベース部材43に対して、相対移動(例えば、上下方向の相対直進移動及びガイド突起43eを中心(支点)とする相対回転移動)が可能に支持されている。すなわち、第4群ユニット40は、可動体を固定体に対して相対移動可能に案内する「ガイド機構」を有しており、この「ガイド機構」は、可動体に設けられた第1ガイド部及び固定体に設けられた第2ガイド部を含んでいる。ここでは、可動体に設けられた第1ガイド部は、溝(ガイド溝41a)であり、固定体に設けられた第2ガイド部は、突起(ガイド突起43e)となっている。ただし、第4群ユニット40の構成は、この構成に限定されるものではなく、逆に、可動体に設けられた第1ガイド部を突起とし、固定体に設けられた第2ガイド部を溝としてもよい。
また、第4群枠41の右面側には、ベース部材43の移動規制突起43fと対応する位置に、6角形状の移動規制孔41bが設けられている。移動規制孔41bは、第4群枠41の左面を貫通していない(つまり底を有する)溝であってもよいし、第4群枠41を左右に貫通していてもよい。この移動規制孔41bに移動規制突起43fが差し込まれることにより、第4群枠41は、ベース部材43に対する相対移動範囲が規制される。すなわち、第4群枠41は、移動規制孔41bの内面に移動規制突起43fが当接するまでの範囲で、ベース部材43に対して相対移動することができる。
移動規制孔41bの上側近傍には、第4群G4を保持する円形筒状のレンズ保持部41cが設けられている。レンズ保持部41cの中心は、後述するように第4群ユニット40によって実現される防振機構が振れ補正動作を行っていない状態で、第2光軸O2と一致している。
また、第4群枠41は、3つの摺動支持部41d,41e,41fが設けられている。摺動支持部41d,41e,41fはそれぞれ、第4群枠41の外縁部に向けて開放された開放長溝を有するコ字状断面形状を有している。摺動支持部41d,41e,41fの開放長溝には、ガイドシャフト47A,47B,47Cがそれぞれ挿入される。ガイドシャフト47A,47B,47Cは、摺動支持部41d,41e,41fの開放長溝に対して所定のクリアランスを空けて遊嵌しており、上記相対移動範囲での第4群枠41の相対移動の妨げにならない構造となっている。
カバー部材45の下端部には、図4に示すように、ベース部材43の貫通孔43aと対応する位置に、ロッド34が通される貫通孔45aが設けられている。そして、カバー部材45は、第4群枠41の下端から移動規制孔41b付近まで第4群枠41の左面を覆うように、ベース部材43に固定される。
ここで、第4群枠41は、電磁駆動ユニットによって駆動される。電磁駆動ユニットは、図7に示すように、第4群枠41に支持される第1磁石ペア51及び第2磁石ペア52(磁石アッシ)と、カバー部材45に支持される第1コイル61及び第2コイル62(コイルアッシ)とを有するボイスコイルモータである。
第1磁石ペア51及び第2磁石ペア52は、1つの平面(つまり、平面P1及び平面P2の両方に直交する平面)内で、中心対称面CP1を挟んだ前後側の対称位置にそれぞれ配置されている。中心対称面CP1は、上記の平面P2と一致する。第1磁石ペア51は、中心対称面CP1に対して前側に(時計回りに)所定角度傾いた対向境界面P3を挟んで平行に対向配置された、永久磁石53,54(一方の一対の平行磁石)を有している。また、第2磁石ペア52は、中心対称面CP1に対して後側に(反時計回りに、つまり対向境界面P3と逆側に)所定角度傾いた対向境界面P4を挟んで平行に対向配置された、永久磁石55,56(他方の一対の平行磁石)を有している。すなわち、対向境界面P3と対向境界面P4は中心対称面CP1を挟んで反対側に傾斜しており(逆ハ字状に配置されており)、第1磁石ペア51と第2磁石ペア52の離間距離(つまり、対向境界面P3と対向境界面P4の離間距離)は下側から上側に行く程(平面P1及び第2光軸O2に近づく程)広くなっている。また、対向境界面P3と対向境界面P4のなす優角をα、劣角をβとすると、永久磁石53,55(劣角側磁石)は、対向境界面P3,P4より劣角β側に配置され、永久磁石54,56(優角側磁石)は、対向境界面P3,P4より優角α側に配置されている。劣角βの大きさは、例えば、90°である。ここで、振れ補正動作によって第4群枠41がベース部材43に対して相対回転移動する場合、電磁駆動ユニットが作用点、ガイド溝41a(ガイド突起43e)が支点、第1磁石ペア51及び第2磁石ペア52の重量も含めた第4群枠41の重心(移動規制孔41bの近傍)が力点となる。図5,6に示すように、力点は、劣角β側に位置する一方、支点は、力点と作用点の間ではなく、優角α側に位置している。これにより、作用点と支点の離間距離を大きくすることができるので、仮に電磁駆動ユニットの推進力が小さい場合であっても大きな回転モーメントが得られて容易に相対回転移動できる構成が実現されている。
また、永久磁石53,54,55,56は、同一形状であり、いずれも断面矩形の棒状(ブロック状)をなしている。これに対して、着磁方向に関しては、例えば、永久磁石53,54は互いに異なり、永久磁石55,56も互いに異なっている。また、永久磁石53と永久磁石55の着磁方向は異なっており、永久磁石54と永久磁石56の着磁方向も異なっている。すなわち、永久磁石53と永久磁石56の着磁方向は一致しており、永久磁石54と永久磁石55の着磁方向も一致している。例えば、永久磁石53の右面側の磁極がS極である場合、永久磁石54,55,56の右面側の磁極はそれぞれ、N極、N極、S極となる。なお、ここで説明した着磁方向は一例であり、永久磁石53と永久磁石55の着磁方向が一致し、永久磁石54と永久磁石54の着磁方向が一致していてもよい。
また、第1磁石ペア51の永久磁石53,54は、対向境界面P3に沿った方向にずれた状態で、対向境界面P3を挟んで平行に対向配置されている。すなわち、永久磁石53は、永久磁石54との対向部分53aと、永久磁石54との非対向部分53bとを有しており、永久磁石54は、永久磁石53との対向部分54aと、永久磁石53との非対向部分54bとを有している。非対向部分53bは、対向部分53aよりも、対向境界面P3と対向境界面P4の離間距離が広い側に在り、非対向部分54bは、対向部分54aよりも、対向境界面P3と対向境界面P4の離間距離が狭い側にある。同様に、磁石ペア52の永久磁石55,56は、対向境界面P4に沿った方向にずれた状態で、対向境界面P4を挟んで平行に対向配置されている。すなわち、永久磁石55は、永久磁石56との対向部分55aと、永久磁石56との非対向部分55bとを有しており、永久磁石56は、永久磁石55との対向部分56aと、永久磁石55との非対向部分56bとを有している。非対向部分55bは、対向部分55aよりも、対向境界面P3と対向境界面P4の離間距離が広い側に在り、非対向部分56bは、対向部分56aよりも、対向境界面P3と対向境界面P4の離間距離が狭い側にある。
第1コイル61は、永久磁石53,54の延長方向に延びる直線部分61a,61b(2つの直線部分)と、2つの曲がり部を含み且つ直線部分61a,61bの端部同士を繋ぐ連結部分61c,61dとを有している。また、第2コイル62は、永久磁石55,56の延長方向に延びる直線部分62a,62b(2つの直線部分)と、2つの曲がり部を含み且つ直線部分62a,62bの端部同士を繋ぐ連結部分62c,62dとを有している。
ここで、永久磁石53,54の対向部分53a,54aは、第1コイル61の連結部分61c,61dを避けて、直線部分61a,61bとそれぞれ対向配置されている。一方、永久磁石53の非対向部分53bは、連結部分61cにおける劣角β側の曲がり部に対向配置されており、永久磁石54の非対向部分54bは、連結部分61dにおける優角α側の曲がり部に対向配置されている。同様に、永久磁石55,56の対向部分55a,56aは、第2コイル62の連結部分62c,62dを避けて、直線部分62a,62bとそれぞれ対向配置されている。一方、永久磁石55の非対向部分55bは、連結部分62cにおける劣角β側の曲がり部に対向配置されており、永久磁石56の非対向部分56bは、連結部分62dにおける優角α側の曲がり部に対向配置されている。
このように電磁駆動ユニットの第1磁石ペア51及び第2磁石ペア52(磁石アッシ)と第1コイル61及び第2コイル62(コイルアッシ)とを配置することにより、図8に示す従来の配置例に比べて、電磁駆動ユニットの推進力を大きくすることができる一方、図8に示す従来の配置例に比べて、前後方向の占有領域幅は、増加しない。図8は、従来の電磁駆動ユニットにおける磁石アッシ及びコイルアッシの配置例を示す図である(比較例)。図8に示すように、従来の電磁駆動ユニットでは、各永久磁石において非対向部分は存在せず対向部分のみであり、各対向部分はコイルの連結部分を避けて直線部分に対向配置されている。また、各コイルの連結部分に対して永久磁石は対向配置されていない。また、図9,10は、第1実施形態の電磁駆動ユニットによる推進力の説明に供する図であり、図11,12は、従来の電磁駆動ユニットによる推進力の説明に供する図である。図9乃至12では、コイルアッシの図示は省略されている。
振れ補正動作によって所定のパターンで第1コイル61及び第2コイル62に電流が流された場合、従来の電磁駆動ユニットでは、各永久磁石に図11に示すようなローレンツ力(矢印で図示)が発生し、これらのローレンツ力を足し合わせると、合力FS'が得られる。一方、第1実施形態の電磁駆動ユニットでは、第1磁石ペア51及び第2磁石ペア52の各部分には、図9に示すようなローレンツ力(矢印で図示)が発生し、これらのローレンツ力を足し合わせると、合力FSが得られる。第1実施形態の電磁駆動ユニットにおいて非対向部分53b,54b,55b,56bでは、それぞれ、上向きのローレンツ力が発生しており、これらの分だけ、合力FSは合力FS'よりも大きくなっている。さらに、図7,8に示すように、電磁駆動ユニットの前後方向(つまり、中心対称面CP1に直交する方向)の占有領域幅は、従来でも第1実施形態でもD1で変わらない。
また、振れ補正動作によって他のパターンで第1コイル61及び第2コイル62に電流が流された場合、従来の電磁駆動ユニットでは、各永久磁石に図12に示すようなローレンツ力(矢印で図示)が発生し、これらのローレンツ力を足し合わせると、合力FS'が得られる。一方、第1実施形態の電磁駆動ユニットでは、第1磁石ペア51及び第2磁石ペア52の各部分には、図10に示すようなローレンツ力(矢印で図示)が発生し、これらのローレンツ力を足し合わせると、合力FSが得られる。このパターンでは、合力FSは合力FS'とほとんど大きさに変わりがない。しかしながら、第1実施形態の電磁駆動ユニットで得られる回転モーメントは、非対向部分53b,54b,55b,56bで発生するローレンツ力の分だけ、従来の電磁駆動ユニットよりも大きくなっている。このように、第1実施形態の電磁駆動ユニットは、従来の電磁駆動ユニットに比べて、相対回転移動及び上下方向の相対直進移動のいずれの点においても優れた構成となっている。
以上のように第1実施形態の電磁駆動ユニットによれば、電磁駆動ユニットにおいてスケール増大が好ましくない所定方向(ここでは、前後方向)での磁石占有領域幅を増加させることなく、電磁駆動ユニットの推進力を増大させることができる。
≪第2実施形態≫
第2実施形態は、電磁駆動ユニットのバリエーションに関する。図13は、第2実施形態の電動駆動ユニットの構成を示す図である。
第2実施形態の第1磁石ペア51'及び第2磁石ペア52'は、第1実施形態の第1磁石ペア51及び第2磁石ペア52と比べて、永久磁石53'には非対向部分53bが存在せず、永久磁石55'には非対向部分55bが存在しない点で異なっている。
この第2実施形態の電動駆動ユニットの構成によっても、図8に示した従来の電動駆動ユニットに比べて、非対向部分54b及び非対向部分56bに発生するローレンツ力の分だけ、相対回転移動及び上下方向の相対直進移動のいずれの点においても優れた構成となっている。さらに、電磁駆動ユニットの前後方向(つまり、中心対称面CP1に直交する方向)の占有領域幅は、従来でも第2実施形態でもD1で変わらない。
以上のように第2実施形態の電動駆動ユニットによっても、電磁駆動ユニットにおいてスケール増大が好ましくない所定方向(ここでは、前後方向)での磁石占有領域幅を増加させることなく、電磁駆動ユニットの推進力を増大させることができる。
≪他の実施形態≫
[1]第1実施形態及び第2実施形態では、第1磁石ペア及び第2磁石ペアを第4群枠(可動体)41に設け、第1コイル及び第2コイルをベース部材(固定体)43に設けることを前提に説明を行ったが、逆に、第1磁石ペア及び第2磁石ペアをベース部材(固定体)43に設け、第1コイル及び第2コイルを第4群枠(可動体)41に設けてもよい。
[2]第2実施形態では、電動駆動ユニットの構成を、非対向部分53bが存在しない永久磁石53'と非対向部分55bが存在しない永久磁石55'とを有する構成としたが、逆に、永久磁石54及び永久磁石56の非対向部分54b,56bを取り除いた構成としてもよい。すなわち、第1磁石ペアと第2磁石ペアの一対の平行磁石の劣角側磁石はそれぞれ、優角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも両対向境界面の間の離間距離が広い側に在る、優角側磁石との非対向部分とを有している。そして、その一対の平行磁石の対向部分は、2つの連結部分を避けて2つの直線部分にそれぞれ対向配置されている。そして、その劣角側磁石の非対向部分は、離間距離が広い側の連結部分における前記劣角側の曲がり部に対向配置されている。
[3]第1実施形態及び第2実施形態では、図5乃至7に示したように、各コイルの連結部分が半円形状である(つまり、2つの曲がり部が4半円形状)であることを前提に説明を行ったが、連結部分の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図14に示すように、コイル61’(62’)の連結部分61c’,61d'(62c’,62d')に含まれる2つの曲がり部は、略直角形状(つまり、R半径の小さい曲がり形状)であってもよい。
[4]第1実施形態、第2実施形態、及び他の実施形態[1],[2],[3]では、中心対称面CP1に直交する方向を、電磁駆動ユニットにおいてスケール増大が好ましくない方向として説明を行った。仮に、中心対称面CP1に直交する方向、及び、対向境界面P3と対向境界面P4の交線(対向境界面P3と中心対称面CP1の交線)が延びる方向の両方向に直交する方向を、電磁駆動ユニットにおいてスケール増大が好ましくない方向とする場合には、電磁駆動ユニットの各磁石ペアの構成を、第1実施形態、第2実施形態、及び他の実施形態[1],[2],[3]と逆構成にすればよい。例えば、第1実施形態の電磁駆動ユニットと同等の構成を考える場合、永久磁石53の非対向部分53bを、対向境界面P3と対向境界面P4の離間距離が狭い側の対向部分53aの横に配置すると共に、永久磁石54の非対向部分54bを、対向境界面P3と対向境界面P4の離間距離が広い側の対向部分54aの横に配置すればよい。同様に、永久磁石55の非対向部分55bを、対向境界面P3と対向境界面P4の離間距離が狭い側の対向部分55aの横に配置すると共に、永久磁石56の非対向部分56bを、対向境界面P3と対向境界面P4の離間距離が広い側の対向部分56aの横に配置すればよい。
10 撮像ユニット
20 ハウジング
21 メインハウジング
22 第1群ハウジング
23 第5群ハウジング
M1 第1モータ
M2 第2モータ
M3 第3モータ
G1 第1群
G2 第2群
G3 第3群
G4 第4群
G5 第5群
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L11 第1プリズム
L11a 入射面
L11b 出射面
L11c 反射面
O1 第1光軸
O2 第2光軸
P1,P2 平面
35 第2群枠
37 第3群枠
31,32,33,34 ロッド
M1a,M3a 送りネジシャフト
40 第4群ユニット
41 第4群枠(可動体)
41a ガイド溝(ガイド機構、第1ガイド部)
41b 移動規制孔
41c レンズ保持部
41d,41e,41f 摺動支持部
43 ベース部材(固定体)
43a 貫通孔
43b 筒状部
43c 貫通孔
43d 係合溝
43e ガイド突起(ガイド機構、第2ガイド部)
43f 移動制限突起
43g ガイド支持柱
43h ガイド支持孔
43i,43j ガイド支持部
45 カバー部材
47A,47B,47C ガイドシャフト
51,51' 第1磁石ペア(磁石アッシ)
52,52' 第2磁石ペア(磁石アッシ)
61 第1コイル(コイルアッシ)
62 第2コイル(コイルアッシ)
CP1 中心対称面
P3,P4 対向境界面
53,54,53' 永久磁石(一方の一対の平行磁石)
55,56,55' 永久磁石(他方の一対の平行磁石)
α 優角
β 劣角
53a,54a,55a,56a 対向部分
53b,54b,55b,56b 非対向部分
61a,61b,62a,62b 直線部分
61c,61d,62c,62d 連結部分
FS,FS' 合力

Claims (8)

  1. 可動体と固定体のいずれか一方の部材に固定される磁石アッシと、他方の部材に固定されるコイルアッシとを有し、
    前記磁石アッシは、中心対称面に対して、優角と劣角を有する態様で互いに反対方向に傾斜した対向境界面を挟んで対向配置され、着磁方向を互いに異ならせた棒状をなす互いに平行な優角側磁石と劣角側磁石をそれぞれ有する第1磁石ペア及び第2磁石ペアを有し、
    前記コイルアッシは、前記第1磁石ペア及び第2磁石ペアの優角側磁石と劣角側磁石の延長方向に延びる2つの直線部分と、2つの曲がり部を含み且つ該2つの直線部分の端部同士を繋ぐ2つの連結部分とをそれぞれ有する第1コイルアッシ及び第2コイルアッシを有し、
    前記第1磁石ペアと第2磁石ペアの前記優角側磁石はそれぞれ、前記劣角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも前記両対向境界面の間の離間距離が狭い側に在る、前記劣角側磁石との非対向部分とを有していること;
    前記優角側磁石と劣角側磁石の対向部分は、前記2つの連結部分を避けて前記2つの直線部分にそれぞれ対向配置されていること;及び
    前記優角側磁石の非対向部分は、前記離間距離が狭い側の連結部分における前記優角側の曲がり部に対向配置されていること;
    を特徴とする電磁駆動ユニット。
  2. 請求項1記載の電磁駆動ユニットにおいて、
    各劣角側磁石は、前記優角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも前記両対向境界面の間の離間距離が広い側に在る、前記優角側磁石との非対向部分とを有していること;及び
    各劣角側磁石の非対向部分は、前記離間距離が広い側の連結部分における前記劣角側の曲がり部に対向配置されていること;
    を特徴とする電磁駆動ユニット。
  3. 請求項1又は2記載の電磁駆動ユニットを含む防振機構であって、
    前記可動体を、前記固定体が支持するレンズの光軸と直交する平面内で前記固定体に対して回転及び直進可能に案内する、第1ガイド部及び第2ガイド部を含むガイド機構を有し、
    前記第1ガイド部及び前記第2ガイド部は、前記可動体及び前記移動体にそれぞれ設けられる、防振機構。
  4. 請求項3記載の防振機構において、
    前記第1ガイド部及び前記第2ガイド部の一方は、溝であり、他方は、前記溝に差し込まれる突起である、防振機構。
  5. 請求項3又は4記載の防振機構を含む撮像ユニットであって、
    前記防振機構を前記レンズの光軸の方向に進退させるアクチュエータを有し、
    該アクチュエータは、前記レンズの光軸を挟んで前記電磁駆動ユニットと反対側に配設されている、撮像ユニット。
  6. 可動体と固定体のいずれか一方の部材に固定される磁石アッシと、他方の部材に固定されるコイルアッシとを有し、
    前記磁石アッシは、中心対称面に対して、優角と劣角を有する態様で互いに反対方向に傾斜した対向境界面を挟んで対向配置され、着磁方向を互いに異ならせた棒状をなす互いに平行な優角側磁石と劣角側磁石をそれぞれ有する第1磁石ペア及び第2磁石ペアを有し、
    前記コイルアッシは、前記第1磁石ペア及び第2磁石ペアの優角側磁石と劣角側磁石の延長方向に延びる2つの直線部分と、2つの曲がり部を含み且つ該2つの直線部分の端部同士を繋ぐ2つの連結部分とをそれぞれ有する第1コイルアッシ及び第2コイルアッシを有し、
    前記第1磁石ペアと第2磁石ペアの前記劣角側磁石はそれぞれ、前記優角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも前記両対向境界面の間の離間距離が広い側に在る、前記優角側磁石との非対向部分とを有していること;
    前記劣角側磁石と優角側磁石の対向部分は、前記2つの連結部分を避けて前記2つの直線部分にそれぞれ対向配置されていること;及び
    前記劣角側磁石の非対向部分は、前記離間距離が広い側の連結部分における前記劣角側の曲がり部に対向配置されていること;
    を特徴とする電磁駆動ユニット。
  7. 可動体と固定体のいずれか一方の部材に固定される磁石アッシと、他方の部材に固定されるコイルアッシとを有し、
    前記磁石アッシは、中心対称面に対して、優角と劣角を有する態様で互いに反対方向に傾斜した対向境界面を挟んで対向配置され、着磁方向を互いに異ならせた棒状をなす互いに平行な優角側磁石と劣角側磁石をそれぞれ有する第1磁石ペア及び第2磁石ペアを有し、
    前記コイルアッシは、前記第1磁石ペア及び第2磁石ペアの優角側磁石と劣角側磁石の延長方向に延びる2つの直線部分と、2つの曲がり部を含み且つ該2つの直線部分の端部同士を繋ぐ2つの連結部分とをそれぞれ有する第1コイルアッシ及び第2コイルアッシを有し、
    前記第1磁石ペアと第2磁石ペアの前記劣角側磁石はそれぞれ、前記優角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも前記両対向境界面の間の離間距離が狭い側に在る、前記優角側磁石との非対向部分とを有していること;
    前記劣角側磁石と優角側磁石の対向部分は、前記2つの連結部分を避けて前記2つの直線部分にそれぞれ対向配置されていること;及び
    前記劣角側磁石の非対向部分は、前記離間距離が狭い側の連結部分における前記劣角側の曲がり部に対向配置されていること;
    を特徴とする電磁駆動ユニット。
  8. 可動体と固定体のいずれか一方の部材に固定される磁石アッシと、他方の部材に固定されるコイルアッシとを有し、
    前記磁石アッシは、中心対称面に対して、優角と劣角を有する態様で互いに反対方向に傾斜した対向境界面を挟んで対向配置され、着磁方向を互いに異ならせた棒状をなす互いに平行な優角側磁石と劣角側磁石をそれぞれ有する第1磁石ペア及び第2磁石ペアを有し、
    前記コイルアッシは、前記第1磁石ペア及び第2磁石ペアの優角側磁石と劣角側磁石の延長方向に延びる2つの直線部分と、2つの曲がり部を含み且つ該2つの直線部分の端部同士を繋ぐ2つの連結部分とをそれぞれ有する第1コイルアッシ及び第2コイルアッシを有し、
    前記第1磁石ペアと第2磁石ペアの前記優角側磁石はそれぞれ、前記劣角側磁石と対向する対向部分と、該対向部分よりも前記両対向境界面の間の離間距離が広い側に在る、前記劣角側磁石との非対向部分とを有していること;
    前記優角側磁石と劣角側磁石の対向部分は、前記2つの連結部分を避けて前記2つの直線部分にそれぞれ対向配置されていること;及び
    前記優角側磁石の非対向部分は、前記離間距離が広い側の連結部分における前記優角側の曲がり部に対向配置されていること;
    を特徴とする電磁駆動ユニット。
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