JP3229508B2 - リニアアクチュエータを用いた駆動装置 - Google Patents
リニアアクチュエータを用いた駆動装置Info
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- JP3229508B2 JP3229508B2 JP02385495A JP2385495A JP3229508B2 JP 3229508 B2 JP3229508 B2 JP 3229508B2 JP 02385495 A JP02385495 A JP 02385495A JP 2385495 A JP2385495 A JP 2385495A JP 3229508 B2 JP3229508 B2 JP 3229508B2
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- bobbin
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リニアアクチュエータ
を用いた駆動装置、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。
を用いた駆動装置、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。
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 VOL
17，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。２６，２７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２
１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。
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 VOL
17，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。２６，２７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２
１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。 コイルの電極線にストレスが加わる。 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。 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。 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。
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。 コイルの電極線にストレスが加わる。 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。 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。 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。
【０００５】
【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、（１）可動体としての磁性体と、該磁性
体を覆い、かつ、該磁性体を駆動するための駆動コイル
が巻回されている固定体としてのボビンとを有し、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
向に往復動駆動させるリニアアクチュエータを具備し、
前記可動体である磁性体は、その両端又は一方の端に該
磁性体の径より大きくかつ前記ボビンの内壁によって支
持される支点板を有するとともに、該磁性体の一方の端
部より軸方向に延長する樹脂で形成されたシャフトを一
体的に有し、かつ、該シャフトの先端には被駆動物体が
連結される突起を有し、該突起に被駆動物体が連結され
た時に、前記磁性体の端部に取り付けられた前記突起と
前記シャフトの先端部に取り付けられた前記連結部とに
より前記磁性体が保持されることを特徴としたものであ
り、更には、（２）前記（１）の駆動装置において、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
し、該検出コイルにより前記磁性体の移動に伴う磁場変
化を検出し、この検出信号によって前記磁性体の速度制
御を行うようにしたことを特徴としたものであり、或い
は、（３）レンズを支持するレンズ支持部材を有し、可
動体としての磁性体と、該磁性体を覆い、かつ、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固定体
としてのボビンとを有し、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動駆動させるリ
ニアアクチュエータを具備し、前記可動体である磁性体
は、その両端又は一方の端に該磁性体の径より大きくか
つ前記ボビンの内壁によって支持される支点板を有する
とともに、該磁性体の一方の端部より軸方向に延長する
樹脂で形成されたシャフトを一体的に有し、かつ、該シ
ャフトの先端には前記レンズ支持部材が連結される突起
を有し、該突起に前記レンズ支持部材が連結された時
に、前記磁性体の端部に取り付けられた前記支点板と前
記シャフトの先端部に取り付けられた前記突起とにより
前記磁性体が保持されることを特徴としたものである。
決するために、（１）可動体としての磁性体と、該磁性
体を覆い、かつ、該磁性体を駆動するための駆動コイル
が巻回されている固定体としてのボビンとを有し、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
向に往復動駆動させるリニアアクチュエータを具備し、
前記可動体である磁性体は、その両端又は一方の端に該
磁性体の径より大きくかつ前記ボビンの内壁によって支
持される支点板を有するとともに、該磁性体の一方の端
部より軸方向に延長する樹脂で形成されたシャフトを一
体的に有し、かつ、該シャフトの先端には被駆動物体が
連結される突起を有し、該突起に被駆動物体が連結され
た時に、前記磁性体の端部に取り付けられた前記突起と
前記シャフトの先端部に取り付けられた前記連結部とに
より前記磁性体が保持されることを特徴としたものであ
り、更には、（２）前記（１）の駆動装置において、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
し、該検出コイルにより前記磁性体の移動に伴う磁場変
化を検出し、この検出信号によって前記磁性体の速度制
御を行うようにしたことを特徴としたものであり、或い
は、（３）レンズを支持するレンズ支持部材を有し、可
動体としての磁性体と、該磁性体を覆い、かつ、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固定体
としてのボビンとを有し、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動駆動させるリ
ニアアクチュエータを具備し、前記可動体である磁性体
は、その両端又は一方の端に該磁性体の径より大きくか
つ前記ボビンの内壁によって支持される支点板を有する
とともに、該磁性体の一方の端部より軸方向に延長する
樹脂で形成されたシャフトを一体的に有し、かつ、該シ
ャフトの先端には前記レンズ支持部材が連結される突起
を有し、該突起に前記レンズ支持部材が連結された時
に、前記磁性体の端部に取り付けられた前記支点板と前
記シャフトの先端部に取り付けられた前記突起とにより
前記磁性体が保持されることを特徴としたものである。
【０００６】
【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。
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。
【０００７】
【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。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。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。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。
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。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。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。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。
【０００８】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。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２
０の移動を検出するためのセンサ１４が設けられてい
る。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。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。
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。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２
０の移動を検出するためのセンサ１４が設けられてい
る。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。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。
【０００９】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。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。
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。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。
【００１０】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。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。
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。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。
【００１１】
【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。 （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。 （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。 （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。
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。 （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。 （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。 （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。
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。
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。
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。
するための図である。
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 33/16 G02B 7/04 G02B 7/08
Claims (3)
- 【請求項１】 可動体としての磁性体と、該磁性体を覆
い、かつ、該磁性体を駆動するための駆動コイルが巻回
されている固定体としてのボビンとを有し、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
復動駆動させるリニアアクチュエータを具備し、前記可
動体である磁性体は、その両端又は一方の端に該磁性体
の径より大きくかつ前記ボビンの内壁によって支持され
る支点板を有するとともに、該磁性体の一方の端部より
軸方向に延長する樹脂で形成されたシャフトを一体的に
有し、かつ、該シャフトの先端には被駆動物体が連結さ
れる突起を有し、該突起に被駆動物体が連結された時
に、前記磁性体の端部に取り付けられた前記支点板と前
記シャフトの先端部に取り付けられた前記突起とにより
前記磁性体が保持されることを特徴とするリニアアクチ
ュエータを用いた駆動装置。 - 【請求項２】 請求項１の駆動装置において、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し、該検
出コイルにより前記磁性体の移動に伴う磁場変化を検出
し、この検出信号によって前記磁性体の速度制御を行う
ようにしたことを特徴とするリニアアクチュエータを用
いた駆動装置。 - 【請求項３】 レンズを支持するレンズ支持部材を有
し、可動体としての磁性体と、該磁性体を覆い、かつ、
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
固定体としてのボビンとを有し、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動駆動さ
せるリニアアクチュエータを具備し、前記可動体である
磁性体は、その両端又は一方の端に該磁性体の径より大
きくかつ前記ボビンの内壁によって支持される支点板を
有するとともに、該磁性体の一方の端部より軸方向に延
長する樹脂で形成されたシャフトを一体的に有し、か
つ、該シャフトの先端には前記レンズ支持部材が連結さ
れる突起を有し、該突起に前記レンズ支持部材が連結さ
れた時に、前記磁性体の端部に取り付けられた前記支点
板と前記シャフトの先端部に取り付けられた前記突起と
により前記磁性体が保持されることを特徴とするリニア
アクチュエータを用いた駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02385495A JP3229508B2 (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | リニアアクチュエータを用いた駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02385495A JP3229508B2 (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | リニアアクチュエータを用いた駆動装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001217434A Division JP3420577B2 (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08223897A JPH08223897A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3229508B2 true JP3229508B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=12122021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02385495A Expired - Fee Related JP3229508B2 (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | リニアアクチュエータを用いた駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3229508B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4844995B2 (ja) * | 2001-06-06 | 2011-12-28 | シコー株式会社 | レンズ駆動装置 |
| JP2004341393A (ja) | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Sony Corp | レンズ駆動機構および電子機器 |
| KR100846472B1 (ko) * | 2005-06-29 | 2008-07-17 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 모터 |
-
1995
- 1995-02-13 JP JP02385495A patent/JP3229508B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08223897A (ja) | 1996-08-30 |
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