JPH11190815A - 駆動装置および光学機器 - Google Patents
駆動装置および光学機器Info
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- JPH11190815A JPH11190815A JP9357860A JP35786097A JPH11190815A JP H11190815 A JPH11190815 A JP H11190815A JP 9357860 A JP9357860 A JP 9357860A JP 35786097 A JP35786097 A JP 35786097A JP H11190815 A JPH11190815 A JP H11190815A
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Abstract
と、装置全体として軸方向に長くなってしまう。 【解決手段】 ステップモータMと、リードネジ部53
aを有する駆動軸53と、ステップモータの軸回転を駆
動軸に伝達する伝達手段52,53bと、リードネジ部
に当接して駆動軸の回転によりこの駆動軸の軸方向に駆
動される被駆動体55とを備えた駆動装置において、ス
テップモータとして径方向に比べて軸方向に長い形状を
有するものを用いるとともに、ステップモータを、駆動
軸に対して、この駆動軸の径方向に並びかつ軸が平行に
なるように配置する。
Description
用いた駆動装置及び光学機器に関するものである。
ンズ駆動装置として図8に示すものがある。この図にお
いて、101はステップモータである。102はリード
ネジで、ステップモータ101の出力軸に直結されてい
る。103はフレームで、リードネジ102の先端を回
動可能に保持するとともに、ステップモータ101を固
定保持する。フレーム103は不図示の地板に固定され
るものである。
レームで、レンズ104を保持しかつリードネジ102
に当接するメネジ部を有した腕部を備える。このレンズ
フレーム105は、不図示の地板によりレンズ光軸回り
での回転が規制された状態で、レンズ光軸方向に移動可
能となっている。
は、ステップモータ101の駆動によりリードネジ10
2が回転すると、リードネジ102とメネジ部で当接す
るレンズフレーム105はステップモータ101の回転
量に応じてレンズ104とともに光軸方向前後に駆動さ
れる。これにより焦点合せやズーミングなどを行う。
に示すものがある。ボビン111にはステータコイル1
15が同心状に巻回されている。ボビン111は2個の
ステータヨーク116で軸方向から挟持固定されてい
る。ステータヨーク116には、ボビン111の内径面
円周方向にステータ歯116a,116bが交互に配置
されている。
6a又はステータ歯116bと一体のステータヨーク1
16が固定されている。こうして、ボビン111,ステ
ータコイル115およびステータヨーク116によりス
テータ112が構成されている。
ジ125と軸受118とが固定されており、他方のケー
ス113には他の軸受118が固定されている。ロータ
119は、ロータ軸(出力軸)120とこのロータ軸1
20に固定されたロータ磁石121とから構成されてい
る。ロータ磁石121はステータ112のステータ歯1
16aとの間に放射状の空隙部を形成している。そし
て、ロータ軸120は2個の軸受118,118により
回転可能に支持されている。
示す従来のレンズ駆動装置では、リードネジ102とス
テップモータ101の出力軸とが直列につながれている
ため、装置全体としてレンズ光軸方向に対して長くなっ
てしまう。したがって、例えばビデオカメラにおいて
は、ステップモータのために撮像素子のレイアウトが制
限されてしまうという欠点がある。
ータ119の外周にケース113,ボビン111,ステ
ータコイル115およびステータヨーク116等が同心
状に配置されているため、モータの外形寸法が大きくな
ってしまう。このため、このモータをカメラのレンズ鏡
筒内に配置した場合、レンズ鏡筒の直径が大きくなって
しまうという欠点がある。
り駆動されるリードネジにより被駆動体又はこれととも
にレンズを駆動する場合において、装置の長さを短くか
つ装置の幅を狭くし、さらには被駆動体やレンズの駆動
範囲を十分確保することを目的としている。
めに、本発明では、ステップモータと、リードネジ部を
有する駆動軸と、前記ステップモータの軸回転を前記駆
動軸に伝達する伝達手段と、前記リードネジ部に当接し
て前記駆動軸の回転によりこの駆動軸の軸方向に駆動さ
れる被駆動体(例えば、レンズを保持するレンズ移動手
段)とを備えた駆動装置において、ステップモータとし
て径方向に比べて軸方向に長い形状を有するものを用い
るとともに、ステップモータを駆動軸に対して、駆動軸
の径方向に並びかつ軸が平行になるように配置してい
る。
ータと駆動軸とを並列的若しくは横並びに配置するた
め、直列的に配置する場合に比べて、装置全長が短くす
ることができる。しかも、短い装置全長であるにもかか
わらず駆動軸を長くすることができ、被駆動体の駆動範
囲を従来と同じかそれ以上に大きくすることが可能であ
る。
ップモータとして、軸方向に細長く延びる形状のものを
用いるため、装置の幅も小さくすることができる。
ンズ鏡筒部分に搭載すれば、レンズ鏡筒部分の直径を小
さくすることが可能であるとともに、この光学機器内の
他の部分の部品配置スペースに制約を与えることなく十
分なレンズ駆動範囲を確保できる。
形状のステップモータとしては、周方向に交互に異なる
極に着磁された外周面を少なくとも有し、軸方向両端部
が円筒状に形成されたロータと、このロータの軸方向両
側に配置された第1および第2のコイルと、ロータの第
1のコイル側端部における外周面および内周面にそれぞ
れ対向配置されて第1のコイルにより励磁される第1の
外側磁極部および第1の内側磁極部と、ロータの第2の
コイル側端部における外周面および内周面にそれぞれ対
向配置されて第2のコイルにより励磁される第2の外側
磁極部および第2の内側磁極部とを有して構成されるも
のが望ましい。
明の第1実施形態であるレンズ駆動装置を分解状態で示
している。この図において、Mは本体部(18,19,
20)から出力軸7が突出したステップモータである。
このステップモータMの詳しい構成については後述す
る。
ムであり、このフレーム51の両端に形成された保持穴
51a,51bにはステップモータMの本体部(後述す
るステータ)の端部が嵌合保持される。
タMの出力軸7に固着されている。53はリードネジ軸
(駆動軸)であり、ステップモータMの本体部の長さと
同等な長さのリードネジ部53aが形成されている。こ
のリードネジ軸53は、フレーム51の両端に形成され
た保持穴51d,51cに回動可能に嵌合保持される。
こうして、ステップモータMとリードネジ軸53とは、
フレーム51によって、出力軸7とリードネジ軸53と
が互いの径方向に並んでかつ平行に延びるように(いわ
ゆる並列的に)配置される。
53bが設けられており、このギヤ部53bはピニオン
ギヤ52と噛み合っている。このため、ステップモータ
Mが回転すると、リードネジ軸53が回転駆動される。
なお、ギヤ部53bとピニオンギヤ52により請求の範
囲にいう伝達手段が構成される。
bがフレーム51に固着され、バネ性を有する腕部54
bがリードネジ軸53の端部53cを押圧ししている。
これにより、リードネジ軸53がフレーム51に対して
片寄され、これらの間のスラスト方向のガタが防止され
る。
6を保持するレンズホルダー(被駆動体)である。レン
ズホルダー56には、メネジが形成された当接部55a
が設けられており、この当接部55a(メネジ)がリー
ドネジ軸53のリードネジ部53aに当接(係合)して
いる。
穴部55bと振れ止め溝部55cとが形成されており、
それぞれ不図示の地板に保持されたガイド棒57,58
と摺動可能に嵌合している。このため、レンズホルダー
55は、ガイド棒57,58により、光軸回りでの回転
が規制された状態で光軸方向にガイドされる。
は、ステップモータMの回転によりリードネジ軸53が
回転すると、レンズホルダー55は当接部55aにおい
てリードネジ部53aから軸方向駆動力を受け、ステッ
プモータMの回転量及び回転方向に応じてレンズ56と
ともに光軸方向に移動する。
Mとリードネジ軸53とは、出力軸7とリードネジ軸5
3とが並列的に配置されているため、ステップモータM
とリードネジ軸53とを直列的に配置したような場合に
比べれば、装置全長を短くすることができる。しかも、
短い装置全長であるにもかかわらずそのほとんどの長さ
を利用して、直列的に配置した場合と同じかそれ以上の
リードネジ軸53の長さ(つまりは、リードネジ部53
aの長さ)を確保することができる。したがって、レン
ズ56の移動範囲を大きく設定することができる。
動装置の長さにほとんど影響を及ぼさないレイアウトに
なっているので、ステップモータを大型化でき駆動力の
増大を図ることも可能である。
図2および図3に示すようにレンズ鏡筒L内に収容され
る。なお、図2は鏡筒Lの透視斜視図であり、図3は光
軸方向視図である。また、図中の鎖線は鏡筒Lの外形を
示す。
ほとんどが鏡筒Lの光軸方向長さ内に収まる。このた
め、レンズ鏡筒Lをビデオカメラ等の光学機器に装着し
た場合に、レンズ駆動装置によって光学機器側の構成部
品の配置を制約することもない。
53とステップモータMは、ほぼレンズ56の光軸を中
心とした同一円上に配置されているため、例えばステッ
プモータMがレンズ鏡筒Lの直径を小さく抑えることが
できる。
はレンズ鏡筒における利点を得るためには、ステップモ
ータMは、本体部直径に比べて本体部長さがかなり長
い、細長い形状のものがよい。そこで、本実施形態で
は、このような形状を満足するステップモータMとして
図4〜図6に示す構成を有するものを用いている。な
お、図4はステップモータMの分解斜視図であり、図5
はステップモータMの軸方向断面図である。また、図6
は図5のA−A線での断面図((a)〜(d))および
B−B線での断面図((e)〜(h))である。
る円筒形状のマグネットであり、このマグネット1の外
周表面は円周方向にn分割(本実施形態では4分割)さ
れ、各分割領域はS極とN極とが交互に着磁されてい
る。具体的には、図6に示すように、分割領域である着
磁部1a,1bがS極に着磁され、着磁部1b,1dが
N極に着磁されている。
7はマグネット1に固着されている。なお、これら出力
軸7とマグネット1とでロータを構成している。
2のコイルであり、これら第1および第2のコイル2,
3はマグネット1と同心で、かつマグネット1の軸方向
両側に配置されている。なお、コイル2,3の外径は、
マグネット1の外径とほぼ同じ寸法である。
テータおよび第2のステータであり、これらステータ1
8,19は180/n度(本実施形態では45度)位相
をずらして配置されている。これらステータ18,19
は外筒および内筒を有して構成されている。
には、第1のコイル2が収容されている。そして、この
コイル2に通電されることにより第1のステータ18が
励磁される。また、第1のステータ18の外筒および内
筒の先端部は、外側磁極(第1の外側磁極)18a,1
8bおよび内側磁極(第1の内側磁極)18c,18d
を形成している。両内側磁極18c,18dは互いに同
位相となるように360/(n/2)度(本実施形態で
は180度)位相をずらして形成されている。また、内
側磁極18cに対して外側磁極18aが対向配置されて
おり、内側磁極18dに対して外側磁極18bが対向配
置されている。
8a,18bおよび内側磁極18c,18dはそれぞ
れ、第1コイル2側(以下、先端側という)におけるマ
グネット1の端部の外周面および内周面に対向し、この
マグネット1の先端側端部を挟み込むように配置されて
いる。したがって、第1のコイル2により発生する磁束
は、マグネット1のうち第1のステータ18の外側磁極
18a,18bと内側磁極18c,18dとの間に挟ま
れた部分を横切るので、効果的にマグネット1に作用
し、モータ出力を高める。
は、出力軸7の先端側部分が回転可能に嵌合している。
筒の間には、第2のコイル3が収容されている。そし
て、このコイル3に通電されることにより第2のステー
タ19が励磁される。また、第2のステータ19の外筒
および内筒の先端部は、外側磁極(第2の外側磁極)1
9a,19bおよび内側磁極(第2の内側磁極)19
c,19dを形成している。両内側磁極19c,19d
は互いに同位相となるように360/(n/2)度(本
実施形態では180度)位相をずらして形成されてい
る。また、内側磁極19cに対して外側磁極19aが対
向配置されており、内側磁極19dに対して外側磁極1
9bが対向配置されている。
9a,19bおよび内側磁極19c,19dはそれぞ
れ、第2コイル3側(以下、後端側という)におけるマ
グネット1の端部の外周面および内周面に対向し、マグ
ネット1の後端側端部を挟み込むように配置されてい
る。また、第2のステータ19の穴19eには、出力軸
7の後端側部分が回転可能に嵌合している。したがっ
て、第2のコイル3により発生する磁束は、マグネット
1のうち第2のステータ19の外側磁極19a,19b
と内側磁極19c,19dとの間に挟まれた部分を横切
るので、効果的にマグネット1に作用し、モータ出力を
高める。
リングである。この連結リング20の先端側には溝20
a,20bが形成されており、後端側には溝20a,2
0bに対して45度位相がずれた溝20c,20dが形
成されている。溝20a,20bには第1のステータ1
8の外側磁極18a,18bが嵌合し、溝20c,20
dには第2のステータ19の外側磁極19a,19bが
嵌合する。そして、これら嵌合部分を接着することによ
り、連結リング20に第1のステータ18および第2の
ステータ19が固着される。
極18aの端部と第2ステータ19の外側磁極19aの
端部とが対向する。また、外側磁極18bの端部と外側
磁極19bの端部とが対向し、内側磁極18cの端部と
内側磁極19cの端部とが対向し、内側磁極18dの端
部と内側磁極19dの端部とが対向する。なお、外側磁
極18a,18bと外側磁極19a,19bとの間には
連結リング20の内面に形成された突出部20e,20
fが嵌合しており、この突出部20e,20fの軸方向
寸法だけ隔てて両ステータ18,19が連結リング20
に固定される。なお、第1および第2のステータ18,
19と連結リング20によりモータの本体部外形が形成
される。
用いて説明する。なお、図6(a),(e)は同時点で
の状態を示し、以下同様に図6(b),(f)が、図6
(c),(g)が、図6(d),(h)がそれぞれ同時
点での状態を示す。
3に通電して、第1のステータ18の外側磁極18a,
18bをN極に、内側磁極18c,18dをS極に励磁
し、また第2のステータ19の外側磁極19a,19b
をS極に、内側磁極19c,19dをN極に励磁する
と、マグネット1は図中反時計回り方向に45度回転
し、図6(b),(f)に示す状態になる。
ステータ18の外側磁極18a,18bをS極に、内側
磁極18c,18dをN極に励磁し、第2のステータ1
9の外側磁極19a,19bをS極に、内側磁極19
c,19dをN極に励磁すると、マグネット1はさらに
反時計回り方向に45度回転し、図6(c),(g)に
示す状態になる。
のステータ19の外側磁極19a,19bをN極に、内
側磁極19c,19dをS極に励磁し、第1ステータ1
8の外側磁極18a,18bをS極に、内側磁極18
c,18dをN極に励磁すると、マグネット1はさらに
反時計回り方向に45度回転し、図6(d),(h)に
示す状態になる。
への通電方向を順次切り換えていくことにより、マグネ
ット1は通電位相に応じた位置へと回転していく。
モータを細長形状化する上で最適な構成であることにつ
いて説明する。すなわち、ステップモータMの基本構成
の特徴は、第1に、マグネット1を中空の円筒形状に形
成していること、第2に、マグネットの外周面を周方向
にn分割して異なる極に交互に着磁していること、第3
に、マグネットの軸方向に第1のコイル2とマグネット
1と第2のコイルを順に配置している(すなわち、マグ
ネット1の軸方向両側にコイル2,3を配置している)
こと、第4に第1および第2のコイル2,3により励磁
される第1および第2のステータ18,19の外側磁極
および内側磁極をそれぞれ、マグネット1の外周面およ
び内周面に対向させていること、にある。
は、マグネット1の直径にステータ18,19の磁極を
対向して設けるだけの大きさを加えた寸法があればよ
い。これにより、細長い形状のステップモータを実現す
ることができる。
は、マグネット1およびコイル2,3の直径と長さによ
って決まるので、マグネット1およびコイル2,3の直
径と長さとをそれぞれ小さくすれば、モータ全体をきわ
めて小型化することもできる。但し、マグネット1やコ
イル2,3の直径と長さをそれぞれ小さくすると、ステ
ップモータとしての出力精度を維持することが難しくな
る。しかし、本実施形態のステップモータMでは、マグ
ネット1を中空の円筒形状に形成し、このマグネット1
の外面周および内周面に第1、第2のステータ18,1
9の外側磁極および内側磁極を対向させるという簡単な
構成を採用することにより、ステップモータとしての出
力精度の問題を解決している。さらに、マグネット1の
外周面だけでなく内周面も円周方向に分割着磁すれば、
モータの出力をさらに高めることができる。
形態の駆動装置を用いた表示装置を示している。第1実
施形態の駆動装置は、細長形状のステップモータMを用
いているため、駆動装置としてコンパクトであり、特に
幅が狭いものである。このため、この幅が狭いという特
徴と前述したように、長さが短いにもかかわらず被駆動
体の駆動範囲を大きくすることができるという特徴を生
かせば、第1実施形態のようなレンズ駆動以外の用途に
も利用できる。
ジ軸53により表示部材(被駆動体)59を駆動する表
示装置について説明する。
れており、リードネジ軸53のリードネジ部53aに当
接している。また、表示部材59にはピン部59bが設
けられており、フレーム51′にリードネジ軸53の軸
方向に延びるよう形成された長溝51e′に摺動可能に
嵌合している。なお、ピン部59bと長溝51e′との
嵌合により、表示部材59の回転も防止される。フレー
ム51′における長溝51e′の横には、目盛り51
f′が表示されている。
ップモータMが回転してリードネジ軸53が回転する
と、表示部材59はメネジ部59aにおいてリードネジ
部53aから駆動力を受けて長溝51e′に沿って移動
する。そして、表示部材59のピン部59bの目盛り5
1f′に対する位置によりメータ等の表示を行なうこと
ができる。
ステップモータと駆動軸とを並列的若しくは横並びに配
置するため、直列的に配置する場合に比べて、装置全長
を短くすることができる。しかも、短い装置全長である
にもかかわらず駆動軸を長くすることができ、被駆動体
や駆動範囲を従来と同じかそれ以上に大きくすることが
できる。
機器のレンズ鏡筒部分に用いれば、駆動装置によってレ
ンズ鏡筒が長くなってしまうことを防止できるととも
に、光学機器内の他の部分の部品配置スペースに制約を
与えることなく十分なレンズ駆動範囲を確保することが
できる。
プモータとして、細長い形状のものを用いるため、駆動
装置をコンパクトに、特に幅を小さくすることができ
る。したがって、この駆動装置を、例えば光学機器のレ
ンズ鏡筒内に設置すれば、レンズ鏡筒の直径を小さくす
ることができる。
分解斜視図である。
視図である。
視図である。
タの分解斜視図である。
との関係を示す断面図である。
である。
Claims (7)
- 【請求項1】 ステップモータと、リードネジ部を有す
る駆動軸と、前記ステップモータの軸回転を前記駆動軸
に伝達する伝達手段と、前記リードネジ部に当接して前
記駆動軸の回転によりこの駆動軸の軸方向に駆動される
被駆動体とを備え、 前記ステップモータは、径方向に比べて軸方向に長い本
体形状を有しており、 このステップモータが、前記駆動軸に対して、この駆動
軸の径方向に並んでかつ軸を平行にして配置されている
ことを特徴とする駆動装置。 - 【請求項2】 前記駆動軸の長さが、前記ステップモー
タの長さと同等であることを特徴とする請求項1に記載
の駆動装置。 - 【請求項3】 前記ステップモータが、 周方向に交互に異なる極に着磁された外周面を少なくと
も有し、軸方向両端部が円筒状に形成されたロータと、 このロータの軸方向両側に配置された第1および第2の
コイルと、 前記ロータの前記第1のコイル側端部における外周面お
よび内周面にそれぞれ対向配置されて前記第1のコイル
により励磁される第1の外側磁極部および第1の内側磁
極部と、 前記ロータの第2のコイル側端部における外周面および
内周面にそれぞれ対向配置されて前記第2のコイルによ
り励磁される第2の外側磁極部および第2の内側磁極部
とを有して構成されていることを特徴とする請求項1又
は2に記載の駆動装置。 - 【請求項4】 ステップモータと、リードネジ部を有し
てレンズの光軸方向に延びる駆動軸と、前記ステップモ
ータの軸回転を前記駆動軸に伝達する伝達手段と、前記
レンズを保持し、前記リードネジ部に当接して前記駆動
軸の回転により光軸方向に駆動されるレンズ移動手段と
を備え、 前記ステップモータは、径方向に比べて軸方向に長い本
体形状を有しており、 このステップモータが、前記駆動軸に対して、この駆動
軸の径方向に並んでかつ軸を平行にして配置されている
ことを特徴とする光学機器。 - 【請求項5】 前記駆動軸の長さが、前記ステップモー
タの長さと同等であることを特徴とする請求項4に記載
の光学機器。 - 【請求項6】 光軸方向視において、前記ステップモー
タと前記駆動軸とがほぼ光軸を中心にした同一円上に配
置されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の
光学機器。 - 【請求項7】 前記ステップモータが、 周方向に交互に異なる極に着磁された外周面を少なくと
も有し、軸方向両端部が円筒状に形成されたロータと、 このロータの軸方向両側に配置された第1および第2の
コイルと、 前記ロータの前記第1のコイル側端部における外周面お
よび内周面にそれぞれ対向配置されて前記第1のコイル
により励磁される第1の外側磁極部および第1の内側磁
極部と、 前記ロータの第2のコイル側端部における外周面および
内周面にそれぞれ対向配置されて前記第2のコイルによ
り励磁される第2の外側磁極部および第2の内側磁極部
とを有して構成されていることを特徴とする請求項4か
ら6のいずれかに記載の光学機器。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9357860A JPH11190815A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 駆動装置および光学機器 |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JPH11190815A true JPH11190815A (ja) | 1999-07-13 |
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Family Applications (1)
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