JPH10225083A - リニアアクチュエータとこれを用いた光学機器 - Google Patents
リニアアクチュエータとこれを用いた光学機器Info
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- JPH10225083A JPH10225083A JP9026476A JP2647697A JPH10225083A JP H10225083 A JPH10225083 A JP H10225083A JP 9026476 A JP9026476 A JP 9026476A JP 2647697 A JP2647697 A JP 2647697A JP H10225083 A JPH10225083 A JP H10225083A
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Landscapes
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気センサーを位置検出手段として用い、こ
の磁気センサーが駆動用磁気回路からの磁気漏れの影響
を受け難いＳ／Ｎ比の優れたリニアアクチュエータを、
簡素な構成で安価に提供する。 【解決手段】 可動部側のレンズホルダー１にコイルを
設け、固定側のレンズ鏡筒３に駆動方向（Ｘ方向）に略
左右対称に構成された１対の駆動用磁気回路を、レンズ
光軸を中心として略相対する位置に対称に設けたリニア
型レンズ駆動装置において、位置検出手段としてレンス
ホルダー１側に磁気スケール１１を、レンズ鏡筒３にＭ
Ｒ素子を搭載した磁気センサー１０を設け、この磁気セ
ンサー１０を１対の磁気回路の略中央位置で、かつ駆動
方向の略対称中心に設ける。ここでＭＲ素子の電流を流
す方向が１対の駆動用磁気回路のマグネットの磁化方向
（Ｚ方向）と略平行に配置する。
の磁気センサーが駆動用磁気回路からの磁気漏れの影響
を受け難いＳ／Ｎ比の優れたリニアアクチュエータを、
簡素な構成で安価に提供する。 【解決手段】 可動部側のレンズホルダー１にコイルを
設け、固定側のレンズ鏡筒３に駆動方向（Ｘ方向）に略
左右対称に構成された１対の駆動用磁気回路を、レンズ
光軸を中心として略相対する位置に対称に設けたリニア
型レンズ駆動装置において、位置検出手段としてレンス
ホルダー１側に磁気スケール１１を、レンズ鏡筒３にＭ
Ｒ素子を搭載した磁気センサー１０を設け、この磁気セ
ンサー１０を１対の磁気回路の略中央位置で、かつ駆動
方向の略対称中心に設ける。ここでＭＲ素子の電流を流
す方向が１対の駆動用磁気回路のマグネットの磁化方向
（Ｚ方向）と略平行に配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリニアアクチュエー
タに関するもので、例えばスチルカメラやビデオカメラ
等の光学機器の移動レンズ群を駆動する際に適用して好
適なものである。
タに関するもので、例えばスチルカメラやビデオカメラ
等の光学機器の移動レンズ群を駆動する際に適用して好
適なものである。
【０００２】
【従来の技術】今日では、コイルをマグネットとヨーク
とから構成した磁気回路で直線的に駆動するといういわ
ゆるリニアアクチュエータは、ロボットなどの産業機器
やプロッターやプリンタなどの印刷機器、ハードディス
クや光磁気ディスクなどの記録再生機器そしてスチルカ
メラやビデオカメラ等の光学機器等の幅広い産業分野に
渡って一般的に用いられている。
とから構成した磁気回路で直線的に駆動するといういわ
ゆるリニアアクチュエータは、ロボットなどの産業機器
やプロッターやプリンタなどの印刷機器、ハードディス
クや光磁気ディスクなどの記録再生機器そしてスチルカ
メラやビデオカメラ等の光学機器等の幅広い産業分野に
渡って一般的に用いられている。
【０００３】このリニアアクチュエータにおいて、例え
ばカメラの焦点調整用の移動レンズ群を所定の位置まで
可動させ、撮像素子等の結像面上に物体像を形成する場
合、またハードディスクの記録再生ヘッドをディスクの
所定のトラックにアクセスさせる場合などにおいて、そ
の移動レンズ群や記録再生ヘッド等の可動部を高精度に
位置決めするために、可動子位置を検出する位置検出手
段が設けられている。
ばカメラの焦点調整用の移動レンズ群を所定の位置まで
可動させ、撮像素子等の結像面上に物体像を形成する場
合、またハードディスクの記録再生ヘッドをディスクの
所定のトラックにアクセスさせる場合などにおいて、そ
の移動レンズ群や記録再生ヘッド等の可動部を高精度に
位置決めするために、可動子位置を検出する位置検出手
段が設けられている。
【０００４】この位置検出手段は光学式と磁気式の２つ
に大別されるが、光学式のものについては、ＬＥＤ等の
発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子からなる光
センサーと、透光部分と遮光部分を細かいピッチで交互
に形成した光スケールを組み合わせたものが、また磁気
式のものについては、ＭＲ素子やホール素子等の磁気セ
ンサーと、磁性体に細かいピッチで着磁した磁気スケー
ルを組み合わせたものが一般的である。
に大別されるが、光学式のものについては、ＬＥＤ等の
発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子からなる光
センサーと、透光部分と遮光部分を細かいピッチで交互
に形成した光スケールを組み合わせたものが、また磁気
式のものについては、ＭＲ素子やホール素子等の磁気セ
ンサーと、磁性体に細かいピッチで着磁した磁気スケー
ルを組み合わせたものが一般的である。
【０００５】ここで、光センサーと光スケールについて
は、温度により光センサーの出力光量が変化するため、
温度変化に対応するための調整回路や、温度差を許容で
きる制御システムが必要になる、あるいは発光素子から
放射された光が光スケールの細かいパターン状の透光部
分を通り受光素子に到達するように、発光素子と光スケ
ールと受光素子の３つの幾何学的な位置関係を精度良く
調整するための調整機構が必要になり、その結果センサ
ーの大型化とコストアップを招くという問題ががある。
は、温度により光センサーの出力光量が変化するため、
温度変化に対応するための調整回路や、温度差を許容で
きる制御システムが必要になる、あるいは発光素子から
放射された光が光スケールの細かいパターン状の透光部
分を通り受光素子に到達するように、発光素子と光スケ
ールと受光素子の３つの幾何学的な位置関係を精度良く
調整するための調整機構が必要になり、その結果センサ
ーの大型化とコストアップを招くという問題ががある。
【０００６】一方、磁気センサーと磁気スケールによる
磁気式のものは、ＭＲ素子等の磁気センサーの温度特性
が光センサーよりも良いため、温度変化に対応するため
の調整回路が不必要である、あるいは磁気スケールに着
磁された正弦波状の磁界強度パターンを磁気センサーで
検出できるよう磁気センサーと磁気スケール間のギャッ
プ量を調整するだけで良く調整機構が簡単であるという
ことから、センサーを小型かつ安価に構成できるという
長所がある。よってカメラ等の光学機器の焦点調整用の
移動レンズ群を位置制御するリニアアクチュエータにお
いて、磁気式の位置検出手段が現在のところ多く用いら
れている。
磁気式のものは、ＭＲ素子等の磁気センサーの温度特性
が光センサーよりも良いため、温度変化に対応するため
の調整回路が不必要である、あるいは磁気スケールに着
磁された正弦波状の磁界強度パターンを磁気センサーで
検出できるよう磁気センサーと磁気スケール間のギャッ
プ量を調整するだけで良く調整機構が簡単であるという
ことから、センサーを小型かつ安価に構成できるという
長所がある。よってカメラ等の光学機器の焦点調整用の
移動レンズ群を位置制御するリニアアクチュエータにお
いて、磁気式の位置検出手段が現在のところ多く用いら
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気セ
ンサーを位置検出手段とした従来のリニアアクチュエー
タにおいては、磁気センサーが駆動用の磁気回路近傍に
位置する一般的な構成の場合、駆動用磁気回路からの漏
洩磁束により、磁気センサーのＳ／Ｎが悪くなるという
悪影響が発生する。これを防止するために、駆動用の磁
気回路及び磁気センサーを磁気シールドすることが考え
られるが、完全に漏洩磁束をシルードすることは困難で
あると共に、その構造は複雑となる。
ンサーを位置検出手段とした従来のリニアアクチュエー
タにおいては、磁気センサーが駆動用の磁気回路近傍に
位置する一般的な構成の場合、駆動用磁気回路からの漏
洩磁束により、磁気センサーのＳ／Ｎが悪くなるという
悪影響が発生する。これを防止するために、駆動用の磁
気回路及び磁気センサーを磁気シールドすることが考え
られるが、完全に漏洩磁束をシルードすることは困難で
あると共に、その構造は複雑となる。
【０００８】そこでこの漏洩磁束の磁気センサーに対す
る悪影響を解決するため、特願平５−６２３８３号公報
に開示されたように、ヘッド基台移動手段として、マグ
ネットとコイルを左右対称に配置し、この左右のマグネ
ットの極性だけを反転させた一対のリニアモータとし、
また位置検出手段として、可動側のヘッド基台に磁気セ
ンサを、固定側の磁気センサの移動軌跡上にマグネスケ
ールをそれぞれ設け、さらに磁気センサを左右一対のリ
ニアモータの中心位置に配置したディスクドライブ装
置、あるいは可動側のヘッド基台にマグネスケールを、
固定側のマグネスケールの移動軌跡上に磁気センサを設
けた上記構成のディスクドライブ装置が提案されてい
る。
る悪影響を解決するため、特願平５−６２３８３号公報
に開示されたように、ヘッド基台移動手段として、マグ
ネットとコイルを左右対称に配置し、この左右のマグネ
ットの極性だけを反転させた一対のリニアモータとし、
また位置検出手段として、可動側のヘッド基台に磁気セ
ンサを、固定側の磁気センサの移動軌跡上にマグネスケ
ールをそれぞれ設け、さらに磁気センサを左右一対のリ
ニアモータの中心位置に配置したディスクドライブ装
置、あるいは可動側のヘッド基台にマグネスケールを、
固定側のマグネスケールの移動軌跡上に磁気センサを設
けた上記構成のディスクドライブ装置が提案されてい
る。
【０００９】これによれば、左右対称に配置されたリニ
アモータから漏洩磁束が発生するが、左右のリニアモー
タ内のマグネットの極性が反転されているため、左右の
リニアモータの中心位置では、少なくとも３次元上の一
方向で互いの漏洩磁束がキャンセルするように働き、磁
気センサーへの悪影響が緩和されるというものであり、
この実施例では磁気センサー位置での駆動方向のＸ方向
と垂直方向のＺ方向への漏洩磁束は互いにキャンセルさ
れるように働く。
アモータから漏洩磁束が発生するが、左右のリニアモー
タ内のマグネットの極性が反転されているため、左右の
リニアモータの中心位置では、少なくとも３次元上の一
方向で互いの漏洩磁束がキャンセルするように働き、磁
気センサーへの悪影響が緩和されるというものであり、
この実施例では磁気センサー位置での駆動方向のＸ方向
と垂直方向のＺ方向への漏洩磁束は互いにキャンセルさ
れるように働く。
【００１０】しかし特願平５−６２３８３号公報に開示
された上記ディスクドライブ装置では、左右のマグネッ
トの極性を反転している構成上、コイルに流す電流の向
きを左右１対のリニアモータで逆にする必要があるた
め、コイルは必ず２個必要になってくる。従ってリニア
アクチュエータの大型化やコストアップ、消費電力の増
大等を招くと共に、２個のコイルに流す電流により発生
する磁束が磁気センサー位置ではキャンセルされず逆に
倍増するため、磁気センサーに悪影響を及ぼすという欠
点があった。
された上記ディスクドライブ装置では、左右のマグネッ
トの極性を反転している構成上、コイルに流す電流の向
きを左右１対のリニアモータで逆にする必要があるた
め、コイルは必ず２個必要になってくる。従ってリニア
アクチュエータの大型化やコストアップ、消費電力の増
大等を招くと共に、２個のコイルに流す電流により発生
する磁束が磁気センサー位置ではキャンセルされず逆に
倍増するため、磁気センサーに悪影響を及ぼすという欠
点があった。
【００１１】また上記ディスクドライブ装置の実施例で
は水平方向のＹ方向については漏洩磁束がキャンセルさ
れず残るため、これによりＭＲ素子の磁気抵抗変化率が
変化し感度劣化を招くという問題も発生する。よって上
記の問題に鑑み本発明の目的は、磁気センサーを位置検
出手段として用いたリニアアクチュエータにおいて、こ
の磁気センサーが駆動用磁気回路からの漏洩磁束の影響
を受け難いＳ／Ｎ比の優れたリニアアクチュエータを、
簡素な構成で安価に提供しようとするものである。
は水平方向のＹ方向については漏洩磁束がキャンセルさ
れず残るため、これによりＭＲ素子の磁気抵抗変化率が
変化し感度劣化を招くという問題も発生する。よって上
記の問題に鑑み本発明の目的は、磁気センサーを位置検
出手段として用いたリニアアクチュエータにおいて、こ
の磁気センサーが駆動用磁気回路からの漏洩磁束の影響
を受け難いＳ／Ｎ比の優れたリニアアクチュエータを、
簡素な構成で安価に提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決する手段】この課題を解決するために本発
明のリニアアクチェエータは、駆動方向と垂直に磁化さ
れたマグネットとヨークとを備え、駆動方向に略左右対
称に構成された少なくとも１つ以上の磁気回路を固定子
とし、前記マグネットと所定の空隙を有し、前記マグネ
ットの発生する磁束と直交する様に電流を通電すること
により、駆動方向に可動自在なコイルを可動子としたリ
ニアアクチュエータにおいて、前記可動子側に磁気スケ
ールを設け、前記固定子側には前記磁気回路の駆動方向
における略対称中心位置に磁気センサーを配置した位置
検出手段を有するものである。
明のリニアアクチェエータは、駆動方向と垂直に磁化さ
れたマグネットとヨークとを備え、駆動方向に略左右対
称に構成された少なくとも１つ以上の磁気回路を固定子
とし、前記マグネットと所定の空隙を有し、前記マグネ
ットの発生する磁束と直交する様に電流を通電すること
により、駆動方向に可動自在なコイルを可動子としたリ
ニアアクチュエータにおいて、前記可動子側に磁気スケ
ールを設け、前記固定子側には前記磁気回路の駆動方向
における略対称中心位置に磁気センサーを配置した位置
検出手段を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、駆動方向と垂直に磁化されたマグネットとヨークと
を備え、駆動方向に略左右対称に構成された少なくとも
１つ以上の磁気回路を固定子とし、前記マグネットと所
定の空隙を有し、前記マグネットの発生する磁束と直交
する様に電流を通電することにより、駆動方向に可動自
在なコイルを可動子としたリニアアクチュエータにおい
て、前記可動子側に磁気スケールを設け、前記固定子側
には前記磁気回路の駆動方向における略対称中心位置に
磁気センサーを配置した位置検出手段を有することを特
徴とするリニアアクチュエータ、としたものであり、こ
のことによって磁気センサーに飛び込む駆動方向の漏洩
磁束を低減することができる。
は、駆動方向と垂直に磁化されたマグネットとヨークと
を備え、駆動方向に略左右対称に構成された少なくとも
１つ以上の磁気回路を固定子とし、前記マグネットと所
定の空隙を有し、前記マグネットの発生する磁束と直交
する様に電流を通電することにより、駆動方向に可動自
在なコイルを可動子としたリニアアクチュエータにおい
て、前記可動子側に磁気スケールを設け、前記固定子側
には前記磁気回路の駆動方向における略対称中心位置に
磁気センサーを配置した位置検出手段を有することを特
徴とするリニアアクチュエータ、としたものであり、こ
のことによって磁気センサーに飛び込む駆動方向の漏洩
磁束を低減することができる。
【００１４】以下、本発明のリニアアクチュエータの実
施の形態を図面に基づいてについて説明する。 図１は
本発明の第１の実施の形態におけるリニアアクチュエー
タを用いたレンズ駆動装置の内部斜視図、図２は本発明
の第１の実施の形態におけるリニアアクチュエータを用
いたレンズ駆動装置の横断面図、図３は本発明の第３の
実施の形態におけるリニアアクチュエータを用いたレン
ズ駆動装置の縦断面図、図４はＭＲ素子の磁気抵抗変化
率特性を示す図、図５は位置検出手段の概略斜視図、図
６は本発明の第１の実施の形態におけるリニアアクチュ
エータの横断面の磁束の流れを示す図、図７は本発明の
第１の実施の形態におけるリニアアクチュエータの縦断
面の磁束の流れを示す図、図８は本発明の第２の実施の
形態におけるリニアアクチュエータを用いたレンズ駆動
装置の横断面図、図９は本発明の第２の実施の形態にお
けるリニアアクチュエータの横断面の磁束の流れを示す
図である。
施の形態を図面に基づいてについて説明する。 図１は
本発明の第１の実施の形態におけるリニアアクチュエー
タを用いたレンズ駆動装置の内部斜視図、図２は本発明
の第１の実施の形態におけるリニアアクチュエータを用
いたレンズ駆動装置の横断面図、図３は本発明の第３の
実施の形態におけるリニアアクチュエータを用いたレン
ズ駆動装置の縦断面図、図４はＭＲ素子の磁気抵抗変化
率特性を示す図、図５は位置検出手段の概略斜視図、図
６は本発明の第１の実施の形態におけるリニアアクチュ
エータの横断面の磁束の流れを示す図、図７は本発明の
第１の実施の形態におけるリニアアクチュエータの縦断
面の磁束の流れを示す図、図８は本発明の第２の実施の
形態におけるリニアアクチュエータを用いたレンズ駆動
装置の横断面図、図９は本発明の第２の実施の形態にお
けるリニアアクチュエータの横断面の磁束の流れを示す
図である。
【００１５】まず本発明の第１の実施の形態におけるリ
ニアアクチュエータについて図１〜図３を用いて説明す
る。図１〜図３において、レンズホルダー１はレンズ２
を保持すると共に、光軸に平行に配され、両端をレンズ
鏡筒３に固定されたガイドシャフト４ａ、４ｂに沿って
光軸方向（Ｘ方向）に摺動自在に構成されている。この
レンズホルダー１を光軸方向に駆動させるリニアアクチ
ュエータの固定子として、駆動方向（Ｘ方向）と垂直に
磁化されたマグネット５ａと、コの字型のメインヨーク
６ａ及び板状のサイドヨーク７ａとを、駆動方向（Ｘ方
向）に略左右対称に成るよう構成した磁気回路８ａと、
この磁気回路８ａと対向する様、相対する位置に略対称
に配置したマグネット５ｂとメインヨーク６ｂ及びサイ
ドヨーク７ｂとから成る磁気回路８ｂの固定子がレンズ
鏡筒３に設けられており、一方また可動子としてコイル
９がマグネット５ａ、５ｂと所定の空隙を有するように
レンズホルダー１に固定されており、マグネット５ａ、
５ｂの発生する磁束と直交する様コイル９に電流を流す
ことで、レンズホルダー１が光軸方向に駆動するしくみ
になっている。
ニアアクチュエータについて図１〜図３を用いて説明す
る。図１〜図３において、レンズホルダー１はレンズ２
を保持すると共に、光軸に平行に配され、両端をレンズ
鏡筒３に固定されたガイドシャフト４ａ、４ｂに沿って
光軸方向（Ｘ方向）に摺動自在に構成されている。この
レンズホルダー１を光軸方向に駆動させるリニアアクチ
ュエータの固定子として、駆動方向（Ｘ方向）と垂直に
磁化されたマグネット５ａと、コの字型のメインヨーク
６ａ及び板状のサイドヨーク７ａとを、駆動方向（Ｘ方
向）に略左右対称に成るよう構成した磁気回路８ａと、
この磁気回路８ａと対向する様、相対する位置に略対称
に配置したマグネット５ｂとメインヨーク６ｂ及びサイ
ドヨーク７ｂとから成る磁気回路８ｂの固定子がレンズ
鏡筒３に設けられており、一方また可動子としてコイル
９がマグネット５ａ、５ｂと所定の空隙を有するように
レンズホルダー１に固定されており、マグネット５ａ、
５ｂの発生する磁束と直交する様コイル９に電流を流す
ことで、レンズホルダー１が光軸方向に駆動するしくみ
になっている。
【００１６】またこのレンズホルダー１を位置制御をす
るため、位置検出手段として固定側のレンズ鏡筒３に
は、磁気センサー１０が磁気回路８ａ、８ｂの駆動方向
（Ｘ方向）の対称中心かつ、この一対の磁気回路８ａ、
８ｂ間の対称中心位置に設けられており、一方、可動側
のレンズホルダー１には、フェライト等の強磁性材を磁
気ヘッドに対して一定速度で移動させることにより駆動
方向に沿って所定のピッチでＳ極とＮ極を交互に着磁し
た磁気スケール１１が、磁気センサー１０の検出面に対
して所定の距離をもって対向するように取り付けられて
いる。
るため、位置検出手段として固定側のレンズ鏡筒３に
は、磁気センサー１０が磁気回路８ａ、８ｂの駆動方向
（Ｘ方向）の対称中心かつ、この一対の磁気回路８ａ、
８ｂ間の対称中心位置に設けられており、一方、可動側
のレンズホルダー１には、フェライト等の強磁性材を磁
気ヘッドに対して一定速度で移動させることにより駆動
方向に沿って所定のピッチでＳ極とＮ極を交互に着磁し
た磁気スケール１１が、磁気センサー１０の検出面に対
して所定の距離をもって対向するように取り付けられて
いる。
【００１７】磁気センサー１０は磁界により抵抗値が変
化する特性を持つＮｉＦｅやＮｉＣｏ等の強磁性薄膜を
材料としたＭＲ素子１２ａ、１２ｂから構成された２相
式の磁気抵抗型センサーで、このＭＲ素子１２ａ、１２
ｂは磁気スケール１１のＳ極とＮ極までの着磁ピッチの
１／４間隔で、駆動方向に設けられており、このＭＲ素
子１２ａ、１２ｂに流す電流の向きがマグネット５ａ、
５ｂの磁化方向と平行になる方向に磁気センサー１０と
磁気スケール１１はそれぞれ配置されている。
化する特性を持つＮｉＦｅやＮｉＣｏ等の強磁性薄膜を
材料としたＭＲ素子１２ａ、１２ｂから構成された２相
式の磁気抵抗型センサーで、このＭＲ素子１２ａ、１２
ｂは磁気スケール１１のＳ極とＮ極までの着磁ピッチの
１／４間隔で、駆動方向に設けられており、このＭＲ素
子１２ａ、１２ｂに流す電流の向きがマグネット５ａ、
５ｂの磁化方向と平行になる方向に磁気センサー１０と
磁気スケール１１はそれぞれ配置されている。
【００１８】図４は磁界が加わることで抵抗値が減少す
るというＭＲ素子１２ａ、１２ｂの磁気抵抗変化率特性
を示したものであり、その方向性はＭＲ素子１２ａ、１
２ｂの電流方向に対して垂直かつ検出面に垂直な方向
（Ｙ方向）の磁界に対しては抵抗値はほとんど変化しな
いが、ＭＲ素子１２ａ、１２ｂの電流方向に対して垂直
かつ検出面に平行な方向（Ｘ方向）の磁界に対しては抵
抗値が大きく変化し、さらにＭＲ素子１２ａ、１２ｂの
電流方向に対して平行な方向（Ｚ方向）の磁界に対して
は抵抗値が若干変化するという特性をもつ。
るというＭＲ素子１２ａ、１２ｂの磁気抵抗変化率特性
を示したものであり、その方向性はＭＲ素子１２ａ、１
２ｂの電流方向に対して垂直かつ検出面に垂直な方向
（Ｙ方向）の磁界に対しては抵抗値はほとんど変化しな
いが、ＭＲ素子１２ａ、１２ｂの電流方向に対して垂直
かつ検出面に平行な方向（Ｘ方向）の磁界に対しては抵
抗値が大きく変化し、さらにＭＲ素子１２ａ、１２ｂの
電流方向に対して平行な方向（Ｚ方向）の磁界に対して
は抵抗値が若干変化するという特性をもつ。
【００１９】この特性から、図５に示す着磁パターンを
もつ磁気スケールが磁気センサー１０に対して位置変化
することにより、Ｘ方向に発生する正弦波状の磁界強度
変化パターンに対応してＭＲ素子１２ａ、１２ｂの抵抗
値が変化する。ここでＹ方向にもＸ方向と位相が１８０
°異なる正弦波状の磁界強度変化パターンが発生する
が、上記特性によりＭＲ素子１２ａ、１２ｂの抵抗値は
ほとんど変化しない。よってこのＭＲ素子１２ａ、１２
ｂに印加した電圧を出力信号とすると、出力信号は位相
が９０°異なる２つの正弦波状の波形となり、この２つ
の信号波形を信号処理回路（図示せず）で変調内挿処理
することで、レンズホルダー１の位置や駆動方向が検出
され、このデータに基づき制御回路（図示せず）により
レンズ２の位置を高精度に制御することができる。
もつ磁気スケールが磁気センサー１０に対して位置変化
することにより、Ｘ方向に発生する正弦波状の磁界強度
変化パターンに対応してＭＲ素子１２ａ、１２ｂの抵抗
値が変化する。ここでＹ方向にもＸ方向と位相が１８０
°異なる正弦波状の磁界強度変化パターンが発生する
が、上記特性によりＭＲ素子１２ａ、１２ｂの抵抗値は
ほとんど変化しない。よってこのＭＲ素子１２ａ、１２
ｂに印加した電圧を出力信号とすると、出力信号は位相
が９０°異なる２つの正弦波状の波形となり、この２つ
の信号波形を信号処理回路（図示せず）で変調内挿処理
することで、レンズホルダー１の位置や駆動方向が検出
され、このデータに基づき制御回路（図示せず）により
レンズ２の位置を高精度に制御することができる。
【００２０】次に駆動用の磁気回路８ａ、８ｂからの漏
洩磁束が磁気センサー１０に与える影響について説明す
る。まず磁気外乱によるＭＲ素子１２ａ、１２ｂの影響
であるが、上記したようにＭＲ素子１２ａ、１２ｂはＸ
方向及びＺ方向に磁気抵抗が変化するという特性を持
つ。特にＸ方向は磁気抵抗変化の感度が大であり、磁気
スケールから発生する正弦波状の磁界強度変化パターン
の信号に磁気外乱が重畳することで信号波形がオフセッ
トすることから、ＭＲ素子の出力信号の波形歪み等を引
き起こし、位置検出の誤差を増加させるという問題が発
生する。また一方Ｙ方向は磁気抵抗変化の感度が少ない
ものの、Ｚ方向の磁気外乱により磁気抵抗変化率が減少
しＭＲ素子の感度が落ちるという問題が発生する。
洩磁束が磁気センサー１０に与える影響について説明す
る。まず磁気外乱によるＭＲ素子１２ａ、１２ｂの影響
であるが、上記したようにＭＲ素子１２ａ、１２ｂはＸ
方向及びＺ方向に磁気抵抗が変化するという特性を持
つ。特にＸ方向は磁気抵抗変化の感度が大であり、磁気
スケールから発生する正弦波状の磁界強度変化パターン
の信号に磁気外乱が重畳することで信号波形がオフセッ
トすることから、ＭＲ素子の出力信号の波形歪み等を引
き起こし、位置検出の誤差を増加させるという問題が発
生する。また一方Ｙ方向は磁気抵抗変化の感度が少ない
ものの、Ｚ方向の磁気外乱により磁気抵抗変化率が減少
しＭＲ素子の感度が落ちるという問題が発生する。
【００２１】このようにＭＲ素子１２ａ、１２ｂに対し
てＸ方向とＺ方向の磁気外乱が問題となるが、第１の本
実施の形態のように一対の磁気回路８ａ、８ｂが駆動方
向（Ｘ方向）におおよそ対称に構成されていることから
図６に示すようにその対称中心に位置する磁気センサー
１０のＸ方向の漏洩磁束は微少な値になる。ここで磁気
回路８ａ、８ｂが駆動方向（Ｘ方向）対称かつ、その対
称中心位置に磁気センサー１０がある理想状態ではＸ方
向の漏洩磁束の値は０になるが、本実施の形態のように
磁気回路８ａ、８ｂが略対称であっても、あるいは磁気
センサー１０が略対称中心位置にある場合でも、Ｘ方向
の漏洩磁束は微少な量となりその効果を失うものではな
い。なお本実施の形態では、磁気回路は２つとしたが、
これに限定するものではない。
てＸ方向とＺ方向の磁気外乱が問題となるが、第１の本
実施の形態のように一対の磁気回路８ａ、８ｂが駆動方
向（Ｘ方向）におおよそ対称に構成されていることから
図６に示すようにその対称中心に位置する磁気センサー
１０のＸ方向の漏洩磁束は微少な値になる。ここで磁気
回路８ａ、８ｂが駆動方向（Ｘ方向）対称かつ、その対
称中心位置に磁気センサー１０がある理想状態ではＸ方
向の漏洩磁束の値は０になるが、本実施の形態のように
磁気回路８ａ、８ｂが略対称であっても、あるいは磁気
センサー１０が略対称中心位置にある場合でも、Ｘ方向
の漏洩磁束は微少な量となりその効果を失うものではな
い。なお本実施の形態では、磁気回路は２つとしたが、
これに限定するものではない。
【００２２】さらに一対の磁気回路８ａ、８ｂがマグネ
ット５ａ、５ｂの磁化方向が対向する様、対称に配置さ
れたすなわちＹ方向に対称であることから、図７に示す
ようにその対称中心に位置する磁気センサー１０でのＹ
方向の漏洩磁束が互いに打ち消し合い、Ｚ方向の漏洩磁
束の値は０になる。ここで一対の磁気回路８ａ、８ｂが
Ｙ方向に略対称位置にあっても、あるいは磁気センサー
１０がその略対称中心位置にある場合でも、Ｚ方向の漏
洩磁束は微少な量となりその効果を失うものではない。
ット５ａ、５ｂの磁化方向が対向する様、対称に配置さ
れたすなわちＹ方向に対称であることから、図７に示す
ようにその対称中心に位置する磁気センサー１０でのＹ
方向の漏洩磁束が互いに打ち消し合い、Ｚ方向の漏洩磁
束の値は０になる。ここで一対の磁気回路８ａ、８ｂが
Ｙ方向に略対称位置にあっても、あるいは磁気センサー
１０がその略対称中心位置にある場合でも、Ｚ方向の漏
洩磁束は微少な量となりその効果を失うものではない。
【００２３】本実施の形態ではＭＲ素子１２ａ、１２ｂ
に流す電流の向きがマグネット５ａ、５ｂの磁化方向
（Ｚ方向）と平行になるように磁気センサー１０を配置
していることから、ＭＲ素子１２ａ、１２ｂの感度低下
を防ぐことができるが、ＭＲ素子１２ａ、１２ｂに流す
電流の向きがマグネット５ａ、５ｂの磁化方向（Ｚ方
向）と略平行であってもその効果を失うものではない。
に流す電流の向きがマグネット５ａ、５ｂの磁化方向
（Ｚ方向）と平行になるように磁気センサー１０を配置
していることから、ＭＲ素子１２ａ、１２ｂの感度低下
を防ぐことができるが、ＭＲ素子１２ａ、１２ｂに流す
電流の向きがマグネット５ａ、５ｂの磁化方向（Ｚ方
向）と略平行であってもその効果を失うものではない。
【００２４】また本実施の形態では、ＭＲ素子を用いた
磁気抵抗型の磁気センサー用いているが、磁力の強さに
対応した出力信号を出すものであればその種類を問わ
ず、センサーが磁気外乱を受け易い方向をＸ方向あるい
はＺ方向に一致させるようセンサーを取り付けることで
本発明はあらゆる種類の磁気センサーに適用できる。
尚、この第１の実施の形態では固定側のレンズ鏡筒３に
磁気センサー１０を、可動側のレンズホルダー１に磁気
スケール１１を設けたが、反対に固定側のレンズ鏡筒３
に磁気スケール１１を、可動側のレンズホルダー１に磁
気センサー１０を設けても、上記と同様にＺ方向の漏洩
磁束を低減することができる。
磁気抵抗型の磁気センサー用いているが、磁力の強さに
対応した出力信号を出すものであればその種類を問わ
ず、センサーが磁気外乱を受け易い方向をＸ方向あるい
はＺ方向に一致させるようセンサーを取り付けることで
本発明はあらゆる種類の磁気センサーに適用できる。
尚、この第１の実施の形態では固定側のレンズ鏡筒３に
磁気センサー１０を、可動側のレンズホルダー１に磁気
スケール１１を設けたが、反対に固定側のレンズ鏡筒３
に磁気スケール１１を、可動側のレンズホルダー１に磁
気センサー１０を設けても、上記と同様にＺ方向の漏洩
磁束を低減することができる。
【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態における
リニアアクチュエータについて図８を用いて説明する。
図８では相対する位置に対称に設けられた一対の磁気回
路１３ａ、１３ｂの駆動方向から見て左側の略対称中心
位置に磁気センサー１０及び磁気スケールを配置し、ま
たメインヨーク１４ａ、１４ｂの磁気センサー１０側の
一部を折り曲げることでマグネット５ａ、５ｂの磁気セ
ンサー１０側の側面にぞれぞれ磁性体１５ａ、１５ｂを
構成している。
リニアアクチュエータについて図８を用いて説明する。
図８では相対する位置に対称に設けられた一対の磁気回
路１３ａ、１３ｂの駆動方向から見て左側の略対称中心
位置に磁気センサー１０及び磁気スケールを配置し、ま
たメインヨーク１４ａ、１４ｂの磁気センサー１０側の
一部を折り曲げることでマグネット５ａ、５ｂの磁気セ
ンサー１０側の側面にぞれぞれ磁性体１５ａ、１５ｂを
構成している。
【００２６】上記の構成により図９に示すマグネット５
ａ、５ｂ及びメインヨーク１４ａ、１４ｂからの漏洩磁
束が磁性体１５ａ、１５ｂに向かうような磁束の流れが
発生し、磁気センサー１０の位置でのＹ方向及びＺ方向
の漏洩磁束が減少する。従って、例えば磁気回路１３
ａ、１３ｂが対称位置から若干ずれていた場合あるい
は、磁気センサー１０が一対の磁気回路１３ａ、１３ｂ
の対称位置から若干ずれていた場合に、磁気センサー１
０に及ぼされる磁気外乱をさらに低減できるという効果
がある。また本実施の形態では磁性体１４ａ、１４ｂを
メインヨーク１４ａ、１４ｂの一部で構成したが、別部
材で構成しても問題は無い。
ａ、５ｂ及びメインヨーク１４ａ、１４ｂからの漏洩磁
束が磁性体１５ａ、１５ｂに向かうような磁束の流れが
発生し、磁気センサー１０の位置でのＹ方向及びＺ方向
の漏洩磁束が減少する。従って、例えば磁気回路１３
ａ、１３ｂが対称位置から若干ずれていた場合あるい
は、磁気センサー１０が一対の磁気回路１３ａ、１３ｂ
の対称位置から若干ずれていた場合に、磁気センサー１
０に及ぼされる磁気外乱をさらに低減できるという効果
がある。また本実施の形態では磁性体１４ａ、１４ｂを
メインヨーク１４ａ、１４ｂの一部で構成したが、別部
材で構成しても問題は無い。
【００２７】なお本発明は第１の実施の形態や第２の実
施の形態を用いて説明したカメラ等の光学機器の移動レ
ンズ群を駆動するリニアアクチュエータに限るものでは
なく、ハードディスクや光磁気ディスクなどの記録再生
機器、プロッターやプリンタなどの印刷機器、ロボット
など産業機器の分野で用いられるリニアアクチュエータ
にも適用でき、これと同様の効果を上げることが可能で
ある。
施の形態を用いて説明したカメラ等の光学機器の移動レ
ンズ群を駆動するリニアアクチュエータに限るものでは
なく、ハードディスクや光磁気ディスクなどの記録再生
機器、プロッターやプリンタなどの印刷機器、ロボット
など産業機器の分野で用いられるリニアアクチュエータ
にも適用でき、これと同様の効果を上げることが可能で
ある。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本発明のリニアアクチュ
エータは、磁気回路を駆動方向に略左右対称に構成し、
その対称中心付近に磁気センサーを設けることにより、
磁気センサーに飛び込む駆動方向の漏洩磁束を低減する
ことができる。また、マグネットの磁化方向が対向する
向きに一対の磁気回路を略対称に設け、その対称中心付
近に磁気センサーを配設することにより、対称中心位置
でのマグネットの磁化方向の漏洩磁束が互いに打ち消さ
れ、磁気センサーに飛び込む駆動方向に垂直な方向の漏
洩磁束を低減することができる。
エータは、磁気回路を駆動方向に略左右対称に構成し、
その対称中心付近に磁気センサーを設けることにより、
磁気センサーに飛び込む駆動方向の漏洩磁束を低減する
ことができる。また、マグネットの磁化方向が対向する
向きに一対の磁気回路を略対称に設け、その対称中心付
近に磁気センサーを配設することにより、対称中心位置
でのマグネットの磁化方向の漏洩磁束が互いに打ち消さ
れ、磁気センサーに飛び込む駆動方向に垂直な方向の漏
洩磁束を低減することができる。
【００２９】また、マグネットの磁化方向が対向する向
きに一対の磁気回路を略対称に設けると共に、磁気セン
サーをＭＲ素子を用いた磁気抵抗型センサーとし、この
ＭＲ素子に流れる電流の方向がマグネットの磁化方向と
略平行になるように磁気センサーを略対称中心位置に配
設することによって、磁気外乱によるＭＲ素子の感度の
劣化を防ぐという効果が得られる。
きに一対の磁気回路を略対称に設けると共に、磁気セン
サーをＭＲ素子を用いた磁気抵抗型センサーとし、この
ＭＲ素子に流れる電流の方向がマグネットの磁化方向と
略平行になるように磁気センサーを略対称中心位置に配
設することによって、磁気外乱によるＭＲ素子の感度の
劣化を防ぐという効果が得られる。
【００３０】また、マグネットの磁化方向が対向する向
きに一対の磁気回路を略対称に設け、かつマグネットの
磁化方向を基準として磁気回路の左右いずれかの位置に
磁気センサーを略対称中心位置に配設すると共に、マグ
ネットの磁気センサー側の側面にぞれぞれ磁性体を設け
たことによって、漏洩磁束が磁性体に引き寄せられ、磁
気センサー位置での駆動方向に垂直な２方向の漏洩磁束
をさらに低減することができる。
きに一対の磁気回路を略対称に設け、かつマグネットの
磁化方向を基準として磁気回路の左右いずれかの位置に
磁気センサーを略対称中心位置に配設すると共に、マグ
ネットの磁気センサー側の側面にぞれぞれ磁性体を設け
たことによって、漏洩磁束が磁性体に引き寄せられ、磁
気センサー位置での駆動方向に垂直な２方向の漏洩磁束
をさらに低減することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるリニアアク
チュエータを用いたレンズ駆動装置の内部斜視図
チュエータを用いたレンズ駆動装置の内部斜視図
【図２】同横断面図
【図３】同縦断面図
【図４】ＭＲ素子の磁気抵抗変化率特性を示す図
【図５】位置検出手段の概略斜視図
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるリニアアク
チュエータの横断面の磁束の流れを示す図
チュエータの横断面の磁束の流れを示す図
【図７】同縦断面の磁束の流れを示す図
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるリニアアク
チュエータを用いたレンズ駆動装置の横断面図
チュエータを用いたレンズ駆動装置の横断面図
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるリニアアク
チュエータの横断面の磁束の流れを示す図
チュエータの横断面の磁束の流れを示す図
１ レンズホルダー ２ レンズ ３ レンズ鏡筒 ４ａ、４ｂ ガイドシャフト ５ａ、５ｂ マグネット ６ａ、６ｂ メインヨーク ７ａ、７ｂ サイドヨーク ８ａ、８ｂ 磁気回路 ９ コイル １０ 磁気センサー １１ 磁気スケール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂 ▲徳▼彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】駆動方向と垂直に磁化されたマグネットと
ヨークとを備え、駆動方向に略左右対称に構成された少
なくとも１つ以上の磁気回路を固定子とし、 前記マグネットと所定の空隙を有し、前記マグネットの
発生する磁束と直交する様に電流を通電することによ
り、駆動方向に可動自在なコイルを可動子としたリニア
アクチュエータにおいて、 前記可動子側に磁気スケールを設け、前記固定子側には
前記磁気回路の駆動方向における略対称中心位置に磁気
センサーを配置した位置検出手段を有することを特徴と
するリニアアクチュエータ。 - 【請求項２】駆動方向と垂直に磁化された第１のマグネ
ットと第１のヨークとから成る第１の磁気回路と、前記
第１のマグネットの磁化方向と対向する様、相対する位
置に略対称に配置された第２のマグネットと第２のヨー
クとから成る第２の磁気回路とから構成された固定子
と、 前記第１及び第２のマグネットと所定の空隙を有し、前
記第１及び第２のマグネットの発生する磁束と直交する
様に電流を通電することにより、駆動方向に可動自在な
コイルを可動子としたリニアアクチュエータにおいて、 前記可動子側に磁気スケールを設け、前記固定子側には
前記１対の磁気回路の略対称中心位置に磁気センサーを
配置した位置検出手段を有することを特徴とするリニア
アクチュエータ。 - 【請求項３】駆動方向と垂直に磁化された第１のマグネ
ットと第１のヨークとから成る第１の磁気回路と、前記
第１のマグネットの磁化方向と対向する様、相対する位
置に略対称に配置された第２のマグネットと第２のヨー
クとから成る第２の磁気回路とから構成された固定子
と、 前記第１及び第２のマグネットと所定の空隙を有し、前
記第１及び第２のマグネットの発生する磁束と直交する
様に電流を通電することにより、駆動方向に可動自在の
コイルを備えた可動子とから構成されるリニアアクチュ
エータにおいて、 前記固定子側に磁気スケールを設け、前記可動子側には
前記１対の磁気回路の略対称中心位置に磁気センサーを
配置した位置検出手段を有することを特徴とするリニア
アクチュエータ。 - 【請求項４】前記磁気センサーをＭＲ素子を用いた磁気
抵抗型センサーとし、このＭＲ素子に流れる電流の方向
が前記第１及び第２のマグネットの磁化方向と略平行に
なるように前記磁気センサーを配置したことを特徴とす
る請求項２又は請求項３記載のリニアアクチュエータ。 - 【請求項５】前記第１及び第２のマグネットの磁化方向
を基準として、駆動方向から見て前記第１及び第２の磁
気回路の左右いずれかの位置に、前記位置検出手段を配
置した請求項２又は請求項３又は請求項４記載のリニア
アクチュエータにおいて、前記第１及び第２のマグネッ
トの前記位置検出手段側の側面にぞれぞれ磁性体を設け
たことを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 【請求項６】前記磁性体を前記第１及び第２のヨークと
一体に構成したことを特徴とする請求項５記載のリニア
アクチュエータ。 - 【請求項７】移動レンズ群を含む光学系により結像面上
に物体像を形成する光学機器において、この移動レンズ
群を駆動する手段として請求項１及び、請求項２及び、
請求項３及び、請求項４及び、請求項５及び、請求項６
記載のリニアアクチュエータの内、少なくとも１つ以上
を用いたことを特徴とする光学機器。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02647697A JP3750251B2 (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | リニアアクチュエータとこれを用いた光学機器 |
| GB9802511A GB2323716B (en) | 1997-02-10 | 1998-02-05 | Linear actuator and optical equipment using the same |
| KR1019980003665A KR100306448B1 (ko) | 1997-02-10 | 1998-02-09 | 리니어액추에이터와이것을사용한광학기기 |
| US09/020,676 US5939804A (en) | 1997-02-10 | 1998-02-09 | Linear actuator and optical equipment using the same |
| DE19805094A DE19805094B4 (de) | 1997-02-10 | 1998-02-09 | Linearantrieb und diesen verwendendes optisches Gerät |
| CNB981044190A CN1153079C (zh) | 1997-02-10 | 1998-02-10 | 直线运动促动器和使用它的光学设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02647697A JP3750251B2 (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | リニアアクチュエータとこれを用いた光学機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10225083A true JPH10225083A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3750251B2 JP3750251B2 (ja) | 2006-03-01 |
Family
ID=12194570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02647697A Expired - Lifetime JP3750251B2 (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | リニアアクチュエータとこれを用いた光学機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3750251B2 (ja) |
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| KR20210007006A (ko) * | 2014-03-05 | 2021-01-19 | 엘지이노텍 주식회사 | 렌즈 구동장치 및 이를 구비한 카메라 모듈 |
| KR20210148989A (ko) * | 2021-01-05 | 2021-12-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 렌즈 구동장치 및 이를 구비한 카메라 모듈 |
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- 1997-02-10 JP JP02647697A patent/JP3750251B2/ja not_active Expired - Lifetime
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