WO2017169979A1 - アクチュエータおよびコイルユニット - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an actuator and a coil unit, and more particularly to an actuator and a coil unit that rotate an object to be driven by electromagnetic drive.
- Patent Document 1 there is a camera driving device as an actuator for rotating a camera to be driven.
- the camera driving device of Patent Document 1 includes a movable unit on which a camera is mounted, a first driving unit, a second driving unit, and a detector.
- the first drive unit rotates the movable unit in the panning direction and the tilting direction by electromagnetic drive.
- the second drive unit is rotated by electromagnetic drive in the rolling direction.
- the first drive unit includes a pair of panning magnetic yokes wound with a pair of panning drive magnets and drive coils, and a pair of tilting magnetic yokes wound with a pair of tilting drive magnets and drive coils.
- the detector includes a tilt detection magnet held by the movable unit on the side opposite to the camera, and a magnetic sensor, and detects a rotation angle of the movable unit with respect to the panning direction and the tilting direction.
- the camera driving device of Patent Document 1 rotates a movable unit by energizing a driving coil wound around a pair of panning magnetic yokes and a driving coil wound around a pair of tilting magnetic yokes. The rotation angle is detected by a detector.
- An object of the present invention is to provide an actuator and a coil unit that can be miniaturized.
- the actuator according to the first aspect of the present invention includes a movable unit, a fixed unit, and a drive unit.
- the movable unit holds an object to be driven.
- the fixed unit has a first loose fitting surface of the movable unit and a second loose fitting surface to be fitted.
- the driving unit enables the movable unit to rotate with respect to the fixed unit by electromagnetic driving.
- One of the first loose fitting surface and the second loose fitting surface has a recess, and the other has a convex spherical surface.
- a center point of rotation of the movable unit is provided in a fitting direction in which the convex spherical surface is fitted into the concave portion.
- the drive unit includes a pair of first drive magnets, a pair of first magnetic yokes, a pair of first drive coils, a pair of second drive magnets, a pair of second magnetic yokes, and a pair of second drives. And a coil.
- the pair of drive magnets are provided in the movable unit on a first plane including a first axis that is orthogonal to the fitting direction and passes through the center point, and the fitting direction.
- the pair of first magnetic yokes are provided in the fixed unit so as to face the pair of first drive magnets and have a distance from the center point longer than a distance between the center point and the first drive magnet. It has been.
- the pair of first drive coils are wound around the pair of first magnetic yokes.
- the pair of second drive magnets are provided in the movable unit on a plane including the fitting direction and the second axis that is orthogonal to the first axis and passes through the center point, and the fitting direction.
- the pair of second magnetic yokes are provided in the fixed unit so as to face the pair of second drive magnets and have a distance from the center point longer than a distance between the center point and the second drive magnet. It has been.
- the pair of second drive coils are wound around the pair of second magnetic yokes. Magnetic attraction between the pair of first drive magnets and the pair of first magnetic yokes when the movable unit is in a neutral state where the movable unit is not rotating with respect to both the first shaft and the second shaft.
- the direction of the first combined vector obtained by combining the two first vectors facing the first magnetic yoke of the force is directed toward the drive target side with respect to the second plane including the first axis and the second axis.
- the direction of the second combined vector obtained by combining the two second vectors facing the second magnetic yoke of the magnetic attractive force between the pair of second drive magnets and the pair of second magnetic yokes is the second plane. With respect to the drive target side.
- the actuator according to the second aspect further includes a detection unit in the first aspect.
- the detection unit includes a position detection magnet and a magnetic sensor, and is provided on the side opposite to the drive target with respect to the second plane.
- the position detection magnet is held by the movable unit.
- the magnetic sensor detects the rotation of the movable unit based on a change in magnetism acting when the position detection magnet rotates with the rotation of the movable unit.
- the direction of the first combined vector in a range in which the movable unit can rotate with respect to both the first axis and the second axis, and The direction of the second composite vector is directed to the drive target side with respect to the second plane.
- each direction of the two first vectors and each direction of the two second vectors Is inclined with respect to the second plane.
- the pair of first drive magnets and the pair of pairs opposed to each other in the pair of first drive magnets and the pair of first magnetic yokes are an arc-shaped curved surface having the center of rotation as the center of the arc.
- the opposing surfaces of the pair of second drive magnets and the pair of second magnetic yokes have the center of rotation as the center of the arc. Is an arc-shaped curved surface.
- the fixed unit prevents the movable unit from falling off on the side opposite to the drive target with respect to the second plane.
- a drop-off prevention part in any one of the first to fifth aspects, the fixed unit prevents the movable unit from falling off on the side opposite to the drive target with respect to the second plane.
- the drop-off preventing portion is nonmagnetic.
- the movable unit is provided with a plurality of arms for attaching the pair of first drive magnets and the pair of second drive magnets.
- the main body portion is provided.
- the main body has a counterweight on a side opposite to the drive target with respect to the second plane.
- the counterweight is nonmagnetic.
- the movable unit in any one of the first to ninth aspects, is rotated about the fitting direction in the pair of first magnetic yokes and the pair of second magnetic yokes.
- a third drive coil to be wound is wound around each.
- the drive target has an optical element.
- the drive target is a camera unit including a lens and a light receiving element.
- the actuator further includes a plurality of cables having a first end portion electrically connected to the camera portion and a second end portion electrically connected to an external circuit.
- the plurality of cables are divided into at least two cable bundles.
- Each of the at least two cable bundles has a flexible portion between the first end portion and the second end portion.
- Each of the flexible portions of the at least two cable bundles is arranged at equal intervals on a circumference centering on the rotation center point of the movable unit.
- the flexible portions of the at least two cable bundles have the same length.
- each of the at least two cable bundles is composed of two or more cables.
- a first clamp and a second clamp are provided in each of the at least two cable bundles.
- the first clamp binds the cable bundle to one end of the flexible part of the cable bundle and is fixed to the movable unit.
- the second clamp binds the cable bundle to the other end of the flexible part and is fixed to the fixing unit.
- the two or more cables constituting the cable bundle are separated from each other.
- the flexible portion in the at least two cable bundles is disposed outside the movable unit and the fixed unit and is curved.
- the fixing unit has at least two ribs that respectively hold the second clamps of the at least two cable bundles.
- the at least two ribs are inclined in a direction in which the camera unit is disposed with respect to a plane orthogonal to the optical axis of the camera unit when the movable unit is in a neutral state.
- the second clamp provided in the cable bundle has a movement restricting portion.
- the movement restricting portion abuts on the rib and restricts the movement of the cable bundle in the insertion / extraction direction with respect to the fixed unit.
- the movable unit has an outer peripheral guide portion.
- the outer periphery guide portion guides a part of the portion from the first end portion to the first clamp in the at least one cable bundle of the at least two cable bundles along the outer periphery of the movable unit.
- a coil unit includes a coil bobbin having a first curved surface and a second curved surface that are curved and opposed in an arc direction, and a coil wound around the coil bobbin along the arc direction.
- the coil pitch on the first curved surface and the coil pitch on the second curved surface are the same.
- the coil unit of the nineteenth aspect is the eighteenth aspect, wherein the first curved surface and the second curved surface have a plurality of grooves.
- both edges of the first curved surface orthogonal to the winding direction of the coil and both edges of the second curved surface orthogonal to the winding direction of the coil have a plurality of grooves.
- the coil unit according to a twentieth aspect is the nineteenth aspect, wherein the first curved surface and the second curved surface are formed of a first plane parallel to the winding direction of the coil and a second plane perpendicular to the winding direction.
- the plurality of convex portions are continuously provided in the arc direction to have the plurality of grooves.
- the both edges of the first curved surface and the two edges of the second curved surface are a plurality of convex portions formed by a first plane parallel to the winding direction of the coil and a second plane perpendicular to the winding direction. Are provided continuously in the arc direction to have the plurality of grooves.
- the actuator of the twenty-first aspect is opposed to the first or second coil unit and the first curved surface, and rotates with respect to the coil unit by electromagnetic drive around a rotation axis whose circumference is the arc direction.
- a drive magnet is opposed to the first or second coil unit and the first curved surface, and rotates with respect to the coil unit by electromagnetic drive around a rotation axis whose circumference is the arc direction.
- the actuator can be miniaturized.
- FIG. 1A is a perspective view of a camera drive device (actuator) according to Embodiment 1 of the present invention
- FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line XX (YY) of the camera drive device 1 described above
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the camera driving apparatus same as above.
- FIG. 3 is an exploded perspective view of a movable unit provided in the camera drive device.
- FIG. 4A is an exploded perspective view of a first coil unit (second coil unit) of the camera drive device same as above.
- FIG. 4B is a perspective view of a first coil unit (second coil unit) of the camera drive device same as above.
- FIG. 5A is a perspective view of a movable base portion in the camera drive apparatus same as above.
- FIG. 5B is a plan view thereof.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the movable base portion is sandwiched between the main body portion and the connecting portion of the fixed unit to which the printed circuit board is attached in the camera driving device same as above.
- FIG. 7 is a plan view showing an outline of a printed circuit board of the camera drive apparatus same as above.
- FIG. 8 is a perspective view of the camera drive device with the second upper ring removed.
- FIG. 9A is a plan view showing a state in which the main body portion of the fixed unit, the first upper ring, and the second upper ring are removed in the camera drive device same as above.
- FIG. 9B is a front view thereof.
- FIG. 10 is a plan view showing a state in which the first upper ring and the second upper ring are removed from the camera driving apparatus same as above.
- FIG. 11 is a perspective view after the movable unit is rotated in the camera drive device 10 described above.
- FIG. 12A is a perspective view after the movable unit is rotated in the camera drive device 10 of the same.
- FIG. 12B is a sectional view thereof.
- FIG. 13A is a perspective view from the upper side of the camera driving device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a perspective view from the lower side when the second member is removed from the camera driving device same as the above. is there.
- FIG. 14 is an exploded perspective view of the camera driving apparatus same as above.
- FIG. 14 is an exploded perspective view of the camera driving apparatus same as above.
- FIG. 15 is an exploded perspective view of the movable unit provided in the camera drive device of the above.
- FIG. 16A is a plan view of the above-described camera driving device.
- FIG. 16B is a front view of the above-described camera driving device.
- FIG. 17A is a cross-sectional view taken along the line XX in the camera driving apparatus same as above.
- FIG. 17B is a ZZ cross-sectional view of the camera drive device same as above.
- FIG. 18A is a perspective view from the upper side when the camera unit, the camera holder, and the movable unit are combined in the camera drive device same as above.
- FIG. 18B is a perspective view from the lower side when the camera unit, the camera holder, and the movable unit are combined in the camera drive device same as above.
- FIG. 19A is a bottom view in the case where a camera unit and a camera holder are combined in the camera drive device same as above.
- FIG. 19B is a plan view in the case where the camera unit and the camera holder are combined in the camera driving device same as above.
- FIG. 20 is a bottom view of the same camera driving apparatus.
- FIG. 21A is a perspective view of a magnetic yoke and a pair of magnetic yoke holders provided in the camera drive device (actuator) of Embodiment 3 according to the present invention.
- FIG. 21B is a perspective view of the coil unit included in the camera drive device of the above embodiment in which a rolling drive coil is removed.
- FIG. 21C is a side view of the coil unit of the camera driving device same as above.
- FIG. 21A is a bottom view in the case where a camera unit and a camera holder are combined in the camera drive device same as above.
- FIG. 19B is a plan view in the case where the camera unit and the camera
- FIG. 22 is an exploded perspective view of the first coil unit (second coil unit) of the above-described camera drive device.
- FIG. 23 is a side view of a magnetic yoke holder provided in the camera drive apparatus of the above.
- FIG. 24 is an enlarged view of the main part A of the magnetic yoke holder of the above-described camera drive device.
- FIG. 25A to FIG. 25D are enlarged views of the main part of a modified example of the magnetic yoke holder of the camera drive device same as above.
- Embodiment 1 A camera driving device 10 as an actuator of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 12.
- the camera driving device 10 includes a first upper ring 20, a second upper ring 21, a camera unit 30, a movable unit 60, a fixed unit 70, a drop-off preventing unit 80, and a printed circuit board. 90, a detection unit 100 and a drive unit 700.
- the camera unit 30 includes an imaging device, a lens that forms a subject image on the imaging surface of the imaging device, and a lens barrel that holds the lens, and converts an image formed on the imaging surface of the imaging device into an electrical signal.
- a plurality of cables for transmitting the generated electrical signal to an image processing circuit (external circuit) provided outside is electrically connected to the camera unit 30 via a connector.
- the plurality of cables are thin coaxial cables having the same length, and the number of the cables is 40.
- the plurality of cables (40 cables) are divided into four cable bundles 11A of ten each. Note that the number of cables (40) is merely an example, and is not intended to limit the number of cables. Further, in the present embodiment and each of the following embodiments, the number of cables described in the drawings to be described is described in a small number for convenience of description.
- the movable unit 60 has a camera holder 40 and a movable base 41 (see FIG. 2).
- the fixed unit 70 fits the movable unit 60 by providing a gap with the movable unit 60.
- the movable unit 60 rotates (rolls) with respect to the fixed unit 70 around the optical axis 1 a of the lens of the camera unit 30.
- the movable unit 60 rotates with respect to the fixed unit 70 around the shaft 1b and around the shaft 1c.
- the shaft 1b and the shaft 1c are orthogonal to the fitting direction in which the movable unit 60 is fitted to the fixed unit 70 in a state where the movable unit 60 is not rotating.
- the shaft 1b and the shaft 1c are orthogonal to each other.
- the detailed configuration of the movable unit 60 will be described later.
- the camera unit 30 is attached to the camera holder 40.
- the configuration of the movable base portion 41 will be described later.
- the camera unit 30 can be rotated by rotating the movable unit 60.
- the fixing unit 70 includes a connecting part 50 and a main body part 51 (see FIG. 2).
- the connecting portion 50 is provided with four connecting rods extending from the central portion. Each of the four connecting rods is substantially orthogonal to the adjacent connecting rods. Further, each of the four connecting rods is curved so that the tip portion is below the central portion.
- the connecting part 50 sandwiches the movable base part 41 between the main body part 51 and is screwed to the main body part 51. Specifically, the front ends of the four connecting rods are screwed to the main body 51.
- the fixed unit 70 has a pair of first coil units 52 and a pair of second coil units 53 so that the movable unit 60 can be rotated by electromagnetic drive (see FIG. 2).
- the pair of first coil units 52 rotates the movable unit 60 around the axis 1b
- the pair of second coil units 53 rotates the movable unit 60 around the axis 1c.
- the pair of first coil units 52 includes a magnetic yoke 710 made of a magnetic material, drive coils 720 and 730, and magnetic yoke holders 740 and 750 (see FIGS. 2 and 4A).
- Each magnetic yoke 710 has an arc shape centered on the rotation center point 510 (see FIGS. 1B and 4A).
- the pair of drive coils 730 are wound around the pair of magnetic yokes 710 with the shaft 1b as the winding direction. After the drive coil 730 is wound around the magnetic yoke 710, the magnetic yoke holders 740 and 750 are fixed with screws on both sides of the magnetic yoke 710 in the direction of the axis 1b.
- the drive coil 720 is wound around the magnetic yoke 710 with the optical axis 1a in the winding direction when the movable unit 60 is in a neutral state (see FIG. 4B).
- the first coil units 52 are fixed to the first upper ring 20 and the main body 51 with screws so as to face each other along the axis 1c when viewed from the camera unit 30 side (see FIGS. 1A and 2). ).
- the winding direction of the coil is a direction in which the number of turns increases. In FIG. 2, FIG. 3, etc., for convenience of explanation, the number of each of the four cable bundles is reduced.
- the pair of second coil units 53 includes a magnetic yoke 711 made of a magnetic material, drive coils 721 and 731, and magnetic yoke holders 741 and 751 (see FIGS. 2 and 4A).
- Each magnetic yoke 711 has a circular arc shape centering on the rotation center point 510 (see FIGS. 1B and 4A).
- the pair of drive coils 731 is wound around the pair of magnetic yokes 711 with the shaft 1c as a winding direction. After the drive coil 731 is wound around the magnetic yoke 711, the magnetic yoke holders 741 and 751 are fixed with screws on both sides of the magnetic yoke 711 in the direction of the axis 1c.
- the drive coil 721 is wound around the magnetic yoke 711 with the optical axis 1a as the winding direction when the movable unit 60 is in a neutral state (see FIG. 4B).
- the pair of second coil units 53 are fixed to the first upper ring 20 and the main body 51 with screws so as to face each other along the axis 1b when viewed from the camera unit 30 side (FIGS. 1A and 2). reference).
- the camera unit 30 attached to the camera holder 40 is fixed to the movable unit 60 with the connecting unit 50 sandwiched between the camera unit 30 and the movable base unit 41.
- the first upper ring 20 sandwiches the camera unit 30 fixed to the movable unit 60 between the main unit 51 and is fixed to the main unit 51 with screws (see FIG. 2).
- the second upper ring 21 is fitted into the first upper ring 20. Specifically, the fitting member 21a of the second upper ring 21 is fitted into the gap 20a of the first upper ring 20 (see FIGS. 1A and 2).
- the drop-off prevention unit 80 is nonmagnetic. In order to prevent the movable unit 60 from falling, the drop-off prevention unit 80 is fixed to the surface opposite to the surface on which the connection unit 50 is attached to the main body 51 so as to close the opening 706 with screws.
- the printed circuit board 90 includes a plurality of magnetic sensors 92 (four in this case) for detecting the rotational position of the camera unit 30, and a circuit for controlling the current flowing through the drive coils 720, 721, 730 and 731. It is installed.
- the magnetic sensor 92 is, for example, a Hall element.
- the movable base part 41 has a loose fitting space and supports the camera part 30.
- the movable base 41 includes a main body 601, a first loosely fitting member 602, a pair of first magnetic back yokes 610, a pair of second magnetic back yokes 611, a pair of first drive magnets 620, and a pair of A second drive magnet 621 (see FIGS. 3, 5A, and 5B).
- the movable base 41 further includes a bottom plate 640 (counterweight) and a position detection magnet 650 (see FIG. 3).
- the main body 601 has a disk part and four fixing parts (arms) protruding from the outer periphery of the disk part to the camera part 30 side (upper side).
- the four fixing portions have a substantially L shape.
- the fixed part is referred to as an L-shaped fixed part.
- the four L-shaped fixing portions are opposed to the pair of first coil units 52 and the pair of second coil units 53 on a one-to-one basis.
- the first loose-fitting member 602 has a tapered through hole.
- the first loosely fitting member 602 has an inner peripheral surface of a tapered through hole as a first loosely fitting surface 670 (see FIGS. 3 and 5B).
- the first loose fitting surface 670 has a recess that is the through hole described above.
- the first loose fitting member 602 is fixed to the circular portion of the main body 601 with a screw so that the first loose fitting surface 670 is exposed in the loose fitting space.
- the pair of first magnetic back yokes 610 are provided in one-to-one correspondence with two L-shaped fixing portions facing the pair of first coil units 52 among the four L-shaped fixing portions.
- the pair of first magnetic back yokes 610 are fixed to two L-shaped fixing portions facing the pair of first coil units 52 with a pair of screws.
- the pair of second magnetic back yokes 611 are provided in one-to-one correspondence with the two L-shaped fixing portions facing the pair of second coil units 53 among the four L-shaped fixing portions.
- the pair of second magnetic back yokes 611 are fixed to two L-shaped fixing portions facing the pair of second coil units 53 with a pair of screws.
- the surfaces 625 of the pair of first drive magnets 620 that face the pair of first coil units 52 are arc-shaped curved surfaces with the rotation center point 510 as the center, and the center of the curved arc of the surface 625 is the magnetic yoke 710. It is the same as the center of the circular arc of the curved surface (see FIGS. 1B and 5A).
- the surfaces 626 of the pair of second drive magnets 621 that face the pair of second coil units 53 are arc-shaped curved surfaces centering on the rotation center point 510, and the center of the curved arc of the surface 626 is the magnetic yoke 711. It is the same as the center of the circular arc of the curved surface (see FIGS. 1B and 5A).
- the pair of first drive magnets 620 is provided on a pair of first magnetic back yokes 610 on a one-to-one basis, and the pair of second drive magnets 621 is provided on a pair of second magnetic back yokes 611 on a one-to-one basis.
- the pair of first drive magnets 620 faces the pair of first coil units 52
- the pair of second drive magnets 621 faces the pair of second coil units 53. That is, the first drive magnets 620 are arranged to face each other along the axis 1c when viewed from the camera unit 30 side
- the second drive magnets 621 are along the axis 1b when viewed from the camera unit 30 side.
- each first drive magnet 620 is disposed on a plane including the shaft 1c and the fitting direction, and each second drive magnet 621 is disposed on a plane including the shaft 1b and the fitting direction.
- the portion of the L-shaped fixing portion that extends from the outer peripheral portion of the disk portion is provided with respect to the plane including the disk portion. Tilted in the direction of the camera unit 30. Therefore, the angle between the straight line from the center of each first drive magnet 620 to the rotation center point 510 and the axis 1c is ⁇ d (see FIG. 5A). Similarly, an angle between a straight line from the center of each second drive magnet 621 to the rotation center point 510 and the axis 1b is ⁇ d (see FIG. 5A).
- ⁇ d is preferably about 10 to 25 degrees. In particular, ⁇ d is preferably 15 degrees.
- the axis 1d described in FIG. 5A is orthogonal to both the axis 1b and the axis 1c.
- the optical axis 1a and the axis 1d of the camera unit 30 coincide with each other.
- the bottom plate 640 is non-magnetic and is made of, for example, brass.
- the bottom plate 640 is provided on the surface of the main body 601 opposite to the surface on which the first loosely fitting member 602 is provided, and forms the bottom of the movable unit 60 (movable base 41).
- the bottom plate 640 is fixed to the main body 601 with screws.
- the bottom plate 640 functions as a counterweight. By causing the bottom plate 640 to function as a counterweight, the rotation center point 510 and the center of gravity of the movable unit 60 can be matched. Therefore, when an external force is applied to the entire movable unit 60, the moment that the movable unit 60 rotates about the shaft 1b and the moment that rotates about the shaft 1c are reduced.
- the movable unit 60 (camera unit 30) can be maintained in a neutral state with a small driving force, or can be rotated around the shaft 1b and the shaft 1c. Therefore, the power consumption of the camera drive device 10 can be reduced. In particular, the drive current required to maintain the movable unit 60 in a neutral state can be made almost zero.
- the position detection magnet 650 is provided at the central portion of the exposed surface of the bottom plate 640.
- the four magnetic sensors 92 provided on the printed circuit board 90 and the position detection magnet 650 constitute the detection unit 100 (see FIG. 1B).
- the four magnetic sensors 92 provided on the printed circuit board 90 change the position of the position detection magnet 650 according to the rotation of the movable unit 60, so that the magnetic force acting on the four magnetic sensors 92 is changed. Changes.
- the four magnetic sensors 92 detect a change in magnetic force that is caused by the rotation of the position detection magnet 650, and calculate a two-dimensional rotation angle with respect to the shaft 1b and the shaft 1c.
- the four magnetic sensors 92 are arranged on the printed circuit board 90 in parallel to the plane including the axes 1b and 1c (see FIG. 6).
- the four magnetic sensors 92 do not overlap any of the pair of first drive magnets 620 and the pair of second drive magnets 621 with respect to the direction of the optical axis 1a when the movable unit 60 is in the neutral state.
- two magnetic sensors 92 are arranged in parallel to the axis 1e that intersects the axes 1b and 1c at an angle of 45 degrees.
- the remaining two magnetic sensors 92 are arranged in parallel to the axis 1f that intersects the axes 1b and 1c at an angle of 45 degrees.
- the camera driving apparatus 10 includes a magnetic sensor that is different from the four magnetic sensors 92 and detects the rotation of the movable unit 60 (camera unit 30) around the optical axis 1a.
- the sensor that detects the rotation around the optical axis 1a is not limited to a magnetic sensor.
- the sensor that detects the rotation around the optical axis 1a may be a gyro.
- the connecting portion 50 has a spherical second loosely fitting member 501 in the central portion of the connecting portion 50 (a concave portion formed by bending four connecting rods) (see FIGS. 1B and 3).
- the second loose fitting member 501 includes a second loose fitting surface 502 (see FIG. 6) having a convex spherical surface.
- the spherical second loosely fitting member 501 is fixed to the central portion (concave portion) of the connecting portion 50 with an adhesive.
- the length (height) of the connecting portion 50 in the optical axis 1a direction when the movable unit 60 is in a neutral state, as compared with a support configuration in which the spherical second loosely fitting member 501 is not embedded in the recess. ) can be reduced. That is, the camera drive device 10 can be reduced in height.
- the connecting portion 50 and the first loosely fitting member 602 are coupled. Specifically, the first loose-fitting surface 670 of the first loose-fitting member 602 is in point or line contact with the second loose-fitting surface 502 of the second loose-fitting member 501 so as to fit through a slight gap. Thereby, the connection part 50 can pivot-support the movable unit 60 so that the movable unit 60 can rotate.
- the center of the spherical second loosely fitting member 501 is the rotation center point 510. That is, the rotation center point 510 is provided in the fitting direction described above.
- the connection part 50 has four connection rods, and the pivot support can be made more stable than in the case of two.
- the center (center point 510) of the second loosely fitting member 501 is located outside the concave portion of the first loosely fitting surface 670 (see FIGS. 1B and 6). Compared with the case where the center point 510 is located in the recess of the first loose fitting surface 670, the height of the first loose fitting surface 670 can be lowered and the first loose fitting surface 670 and the connecting portion 50 are not in contact with each other. Since the range is expanded, the movable range of the movable unit 60 can be widened.
- the drop-off prevention unit 80 has a concave inner peripheral surface and is fixed to the main body 51 so as to cover the position detection magnet 650.
- a gap is provided between the inner peripheral surface of the recess of the drop-off prevention unit 80 and the bottom of the bottom plate 640.
- the inner peripheral surface of the concave portion of the drop-off preventing portion 80 and the outer peripheral surface of the bottom portion of the bottom plate 640 have curved surfaces facing each other. At this time, a gap is also provided between the inner peripheral surface of the recess of the drop-off prevention unit 80 and the position detection magnet 650.
- the gap is generated by the first driving magnet 620 and the second driving magnet 621 due to the magnetism of the first driving magnet 620 and the second driving magnet 621. This is the distance that each of the drive magnets 621 can return to the original position. Accordingly, even when the camera unit 30 is pushed in the direction of the printed circuit board 90, the camera unit 30 is prevented from falling off, and the pair of first drive magnets 620 and the pair of second drive magnets 621 can be returned to their original positions. it can.
- the position detection magnet 650 is preferably disposed inside the bottom plate 640 from the outer periphery of the bottom of the bottom plate 640.
- the pair of first drive magnets 620 function as attracting magnets, and a magnetic attractive force F1 is generated between the opposing magnetic yokes 710.
- the direction of the attractive force (the direction of the first vector) of the magnetic attractive force F1 generated between the first drive magnet 620 and the magnetic yoke 710 is from the first drive magnet 620 to the magnetic yoke 710 as shown in FIG. 1B. It is suitable.
- the pair of second drive magnets 621 functions as an attracting magnet, and a magnetic attractive force F ⁇ b> 1 is also generated between the opposing magnetic yokes 711.
- the direction of the attractive force (the direction of the second vector) of the magnetic attractive force F1 generated between the second drive magnet 621 and the magnetic yoke 711 is from the second drive magnet 621 to the magnetic yoke 711 as shown in FIG. 1B. It is suitable.
- the magnetic attractive force vectors (first vector and second vector) when the movable unit 60 is in the neutral state are the rotation center point 510, the center position of the magnetic yoke 710, and The first drive magnet 620 is parallel to the center line connecting the center positions of the first drive magnets 620.
- the magnetic attractive force vector coincides with the center line.
- the magnetic attractive force vector coincides with the center line (see FIG. 1B). Therefore, the intersection of the two magnetic attraction forces F1 generated between the pair of first drive magnets 620 and the opposing magnetic yoke 710 coincides with the rotation center point 510.
- the intersection of the two magnetic attractive force F1 vectors generated between the pair of second drive magnets 621 and the opposing magnetic yoke 711 coincides with the rotation center point 510.
- the angle between the magnetic attraction force vector and the axis 1b is the inclination angle ⁇ d. Therefore, when the movable unit 60 is in a neutral state, the magnetic attractive force F1 between the magnetic yoke 711 and the second drive magnet 621 is relative to the plane including the shafts 1b and 1c, as shown in FIG. 1B. It occurs on the side opposite to the detection unit 100. In the magnetic yoke 710 and the first drive magnet 620, the magnetic attractive force F1 is generated on the opposite side of the detection unit 100 with respect to the plane including the shafts 1b and 1c.
- the magnetic attractive force F1 is a vertical drag force of the second loosely-fitting member 501 of the fixed unit 70 against the first loosely-fitting member 602.
- two magnetic attractive forces F1 generated between the pair of first drive magnets 620 and the opposing magnetic yoke 710 are magnetic vectors that are combined vectors in the direction of the optical axis 1a when the movable unit 60 is in a neutral state.
- a suction force F2 is generated.
- the magnetic attraction force F1 generated between the pair of second drive magnets 621 and the opposing magnetic yoke 711 is also a magnetic attraction force that is a combined vector in the direction of the optical axis 1a when the movable unit 60 is in a neutral state.
- F2 is generated.
- This balance of force is similar to the mechanical structure of Yajirobe, and the movable unit 60 can rotate in three axis directions stably.
- the direction of the magnetic attractive force F2 which is a combined vector of the magnetic attractive force F1 generated between the pair of first drive magnets 620 and the magnetic yoke 710, is detected with respect to the plane including the shaft 1b and the shaft 1c. It faces away from 100 (see FIG. 1B). That is, the direction of the first combined vector (magnetic attractive force F2) obtained by combining the two first vectors facing the magnetic yoke 710 of the magnetic attractive force F1 between the pair of first drive magnets 620 and the pair of magnetic yokes 710 is ,
- the object to be driven (camera unit 30) is directed to the plane including the shaft 1b and the shaft 1c.
- the direction of the magnetic attractive force F2 which is a combined vector of the magnetic attractive force F1 generated between the pair of second drive magnets 621 and the magnetic yoke 711, is also detected with respect to the plane including the shaft 1b and the shaft 1c. It faces to the opposite side to the part 100 (see FIG. 1B). That is, the direction of the first combined vector (magnetic attractive force F2) obtained by combining the two first vectors facing the magnetic yoke 711 of the magnetic attractive force F1 between the pair of first drive magnets 620 and the pair of magnetic yokes 710 is ,
- the object to be driven (camera unit 30) is directed to the plane including the shaft 1b and the shaft 1c.
- the pair of first coil units 52, the pair of second coil units 53, the pair of first drive magnets 620, and the pair of second drive magnets 621 constitute the drive unit 700.
- the drive unit 700 rotates the movable unit 60 around the optical axis 1a, the first drive unit that rotates the movable unit 60 around the axis 1b, the second drive unit that rotates the movable unit 60 around the axis 1c, and the optical axis 1a.
- the first drive unit includes a pair of magnetic yokes 710 and a pair of drive coils 720 in the pair of first coil units 52, and a pair of first drive magnets 620.
- the second drive unit includes a pair of magnetic yokes 711 and a pair of drive coils 721 in the pair of second coil units 53, and a pair of second drive magnets 621.
- the third drive unit includes a pair of magnetic yokes 710 and a pair of drive coils 730 in the pair of first coil units 52, a pair of magnetic yokes 711 and a pair of drive coils 731 in the pair of second coil units 53, and a pair of A first drive magnet 620 and a pair of second drive magnets 621 are included.
- a plurality of cables are divided into four cable bundles 11A by ten.
- the four cable bundles 11A are drawn from the movable unit 60 (camera holder 40) outward from the movable center (center point 510) of the movable unit 60, and drawn into the fixed unit 70 (FIGS. 8, 9A, (See FIG. 9B). Accordingly, the four cable bundles are disposed outside the movable unit 60 and the fixed unit 70.
- a part of each of the four cable bundles 11A has four spaces generated by arranging each first drive magnet 620 and each second drive magnet 621 (each first coil unit 52 and each second coil unit 53). (See FIGS. 9A, 9B, and 10).
- two cable bundles 11A (cable bundles 11Aa and 11Ab in FIGS. 9A and 10) are 45 degrees with respect to the axes 1b and 1c when viewed from the camera unit 30 side. It arrange
- the remaining two cable bundles 11A (cable bundles 11Ac and 11Ad in FIGS. 9A and 10) are arranged along an axis 1f that intersects the axes 1b and 1c at an angle of 45 degrees as viewed from the camera unit 30 side. Is done.
- the four cable bundles 11A are pulled out in a direction of the camera unit 30 with respect to a plane including the shaft 1b and the shaft 1c.
- the angle at which the four cable bundles 11A are pulled out from the movable unit 60 is preferably about 45 degrees.
- the main body 51 of the fixed unit 70 is provided with four insertion portions 703 for drawing in the four cable bundles 11A (see FIG. 2).
- the four drawing-in portions 703 are generated (formed) by arranging the pair of first coil units 52 and the pair of second coil units 53 (the pair of first drive magnets 620 and the pair of second drive magnets 621). ) One space is provided in four spaces (see FIGS. 2 and 8).
- the four lead-in portions 703 are provided in the main body 51 so as to be inclined in the direction of the camera unit 30 with respect to a plane including the shaft 1b and the shaft 1c (see FIG. 8).
- the four lead-in portions 703 have a first member 704 and a plate-shaped second member 705.
- the first member 704 has a groove on the surface facing the second member 705.
- Four cable bundles 11 ⁇ / b> A are attached to the grooves of the first members 704 of the corresponding drawing-in portions 703. After the cable bundle 11A is attached to the first member 704, the attached cable bundle 11A is covered with the second member 705, and the second member 705 is fixed to the first member 704 with screws.
- the lengths of the portions (exposed portions) until they are pulled out from the movable unit 60 and inserted into the fixed unit 70 are the same.
- the camera drive device 10 of this embodiment can rotate the movable unit 60 two-dimensionally by energizing the pair of drive coils 720 and the pair of drive coils 721 simultaneously.
- the pair of drive coils 720 and the pair of drive coils 721 are energized at the same time, and the movable unit 60 rotates about the shaft 1b and rotates about the shaft 1c.
- the range (movable range) of the angle ⁇ xy depends on the positional relationship between the center (center point 510) of the second loosely fitting member 501 and the concave portion of the first loosely fitting surface 670.
- the center (center point 510) of the second loosely fitting member 501 is positioned outside the concave portion of the first loosely fitting surface 670, thereby ensuring a wide movable range of the movable unit 60. is doing.
- the movable range of the movable unit 60 can be adjusted by adjusting the positional relationship between the center (center point 510) of the second loosely fitting member 501 and the concave portion of the first loosely fitting surface 670.
- the movable range (angle ⁇ xy) of the movable unit 60 is preferably 0 to 45 degrees. In particular, the movable range is preferably 20 degrees to 30 degrees, and most preferably 25 degrees.
- the camera driving device 10 can also rotate (roll) the movable unit 60 around the optical axis 1a by energizing the pair of drive coils 730 and the pair of drive coils 731 simultaneously.
- FIG. 12A is a plan view showing a state where the pair of drive coils 721 is energized and the movable unit 60 is rotated around the axis 1c.
- FIG. 12B is a cross-sectional view showing a state where the pair of drive coils 721 is energized and the movable unit 60 rotates around the shaft 1c.
- the second upper ring 21 is omitted.
- Each L-shaped fixed portion of the movable base portion 41 is inclined in the direction of the camera portion 30 with respect to a plane including the circular portion of the movable base portion 41. Therefore, the L-shaped fixing portion that fixes the second drive magnet 621a does not move to the magnetic sensor 92 side from the upper surface 51a of the main body 51 of the fixing unit 70. That is, the end portion close to the detection unit 100 among the both end portions of the second drive magnet 621a does not move to a position between the position detection magnet 650 and the magnetic sensor 92.
- the end portions close to the detection unit 100 among the both ends of the first drive magnet 620 are the position detection magnet 650, the magnetic sensor 92, and the like. It does not move to a position between.
- the detection unit 100 is less likely to be affected by the magnetic force of the pair of first drive magnets 620 and the magnetic force of the pair of second drive magnets 621. That is, even after the movable unit 60 rotates, the detection unit 100 can detect the rotation position of the camera unit 30 more accurately.
- the end portion close to the detection unit 100 among the both ends of the first drive magnet 620 (second drive magnet 621) is the position detection magnet 650. It does not move to a position between it and the magnetic sensor 92. Therefore, even when the movable unit 60 rotates around the axis 1b, the direction of the magnetic attractive force F2 is opposite to the detection unit 100 with respect to the plane including the axis 1b and the axis 1c ( (See FIG. 1B).
- the direction of the magnetic attractive force F2 is also directed to the opposite side of the detection unit 100 with respect to the plane including the axis 1b and the axis 1c. (See FIG. 1B).
- the actuator (camera drive device 10) includes a movable unit 60, a fixed unit 70, a drive unit 700, and a detection unit 100.
- the movable unit 60 holds the drive target (camera unit 30).
- the fixed unit 70 fits the movable unit 60 by providing a gap with the movable unit 60.
- the drive unit 700 allows the movable unit 60 to rotate with respect to the fixed unit 70 by electromagnetic driving.
- the detection unit 100 includes a position detection magnet 650 held by the movable unit 60 and a magnetic sensor 92.
- the magnetic sensor 92 detects the rotation of the movable unit 60 based on the change in magnetism that acts when the position detection magnet 650 rotates as the movable unit 60 rotates.
- the drive unit 700 includes a pair of first drive magnets 620, a pair of first magnetic yokes (magnetic yoke 710), a pair of first drive coils (drive coil 720) wound around the pair of first magnetic yokes, It has a pair of second drive magnets 621, a pair of second magnetic yokes (magnetic yoke 711), and a pair of second drive coils (drive coil and 721) wound around the pair of magnetic yokes 711.
- the pair of first drive magnets 620 is provided in the movable unit 60 on a plane including a first axis (axis 1c) passing through the center point 510 and orthogonal to the fitting direction and the fitting direction.
- the pair of magnetic yokes 710 are provided in the fixed unit 70 so as to face the pair of first drive magnets 620.
- the pair of second drive magnets 621 is provided on the movable unit 60 on a plane including the fitting direction and the second axis (axis 1b) passing through the center point 510 and orthogonal to the first axis and the fitting direction.
- the pair of second magnetic yokes are provided in the fixed unit 70 so as to face the pair of second drive magnets 621.
- the magnetic attraction force F1 between the pair of first drive magnets 620 and the pair of first magnetic yokes The direction of the combined vector and the direction of the combined vector of the magnetic attractive force F1 between the pair of second drive magnets 621 and the pair of second magnetic yokes are detected with respect to a plane including the first axis and the second axis. It is facing away from 100.
- the drive magnet In a conventional camera drive device as an actuator, the drive magnet is located in a space between a detection unit that detects rotation (detects a rotation angle) with a magnetic sensor and a center point of rotation. Therefore, the magnetic force of the drive magnet affects the magnetic sensor of the detection unit, and there is a high possibility that the detection unit cannot detect an accurate rotation angle with respect to the rotation of the drive target such as a camera.
- the magnetic attractive force that is a composite vector of the magnetic attractive force F1 between the pair of first drive magnets 620 and the pair of first magnetic yokes.
- the direction of F2 occurs on the side opposite to the detection unit 100 with respect to the plane including the axes 1b and 1c.
- the direction of the magnetic attractive force F2 that is a combined vector of the magnetic attractive force F1 between the pair of second drive magnets 621 and the pair of second magnetic yokes is expressed by the axis 1b.
- the opposite side of the detection unit 100 with respect to the plane including the axis 1c.
- the camera drive device 10 of the present embodiment can detect a more accurate rotation angle with respect to the rotation of the drive target.
- the pair of first drive magnets 620 and the pair of first magnets are within a range in which the movable unit 60 can rotate with respect to both the first axis and the second axis.
- the direction of the combined vector between the yoke and the direction of the combined vector between the pair of second drive magnets 621 and the pair of second magnetic yokes is detected with respect to a plane including the first axis and the second axis. It is facing away from 100.
- the camera driving device 10 of the present embodiment can detect a more accurate rotation angle with respect to the rotation of the drive target (for example, the camera unit 30).
- the actuator when the movable unit 60 is in a neutral state, the actuator is disposed between the pair of first drive magnets 620 and the pair of first magnetic yokes.
- the direction of the vector of the magnetic attractive force F1 and the direction of the vector of the magnetic attractive force F1 between the pair of second drive magnets 621 and the pair of second magnetic yokes are relative to the plane including the first axis and the second axis. Is inclined.
- the magnetic force of the pair of first drive magnets 620 and the pair are compared with the case where the magnetic attractive force is generated on the same side as the detection unit 100 with respect to the plane including the shaft 1b and the shaft 1c.
- the influence of the magnetic force of the second drive magnet 621 on the detection unit 100 is small. Therefore, the camera drive device 10 of the present embodiment can detect a more accurate rotation angle with respect to the rotation of the drive target (for example, the camera unit 30).
- the pair of first drive magnets 620 facing each other between the pair of first drive magnets 620 and the pair of first magnetic yokes Each of the surfaces of the pair of first magnetic yokes is an arcuate curved surface with the center point 510 of rotation as the center of the arc.
- the respective surfaces of the pair of second drive magnets 621 and the pair of second magnetic yokes facing each other have a rotation center point 510 as the center of the arc.
- the gap between the first drive magnet 620 and the magnetic yoke 710 and the gap between the second drive magnet 621 and the magnetic yoke 711 are constant. Therefore, even when the movable unit 60 rotates, each gap can be kept constant.
- the fixed unit 70 is interposed between the position detection magnet 650 held by the movable unit 60 and the magnetic sensor 92.
- the movable unit 60 includes a drop prevention unit 80 for preventing the movable unit 60 from dropping.
- the drop-off prevention unit 80 is non-magnetic.
- the detection unit 100 can accurately detect the rotation of the movable unit 60.
- the movable unit 60 includes a plurality of units for attaching the pair of first drive magnets 620 and the pair of second drive magnets 621.
- the main body 601 is provided with the arm.
- the main body 601 has a counterweight (bottom plate 640) on the same side as the detection unit 100 with respect to the plane including the first axis and the second axis.
- the camera driving device 10 can match the center point 510 of rotation with the center of gravity of the movable unit 60. Therefore, the moment that the movable unit 60 rotates about the axis 1b and the moment that the movable unit 60 rotates about the axis 1c are small, so that the movable unit 60 can be maintained in a neutral state with a small driving force, or the axes 1b and 1c can be centered. Can be rotated. Therefore, the power consumption of the camera drive device 10 can be reduced.
- the detection unit 100 can accurately detect the rotation of the movable unit 60 without being affected by the bottom plate 640.
- the pair of first magnetic yokes and the pair of second magnetic yokes are provided with the movable unit 60 around the fitting direction.
- a third drive coil (drive coils 730 and 731) to be rotated is wound around each.
- the camera driving device 10 can rotate (roll) the movable unit 60 (camera unit 30) around the fitting direction (optical axis 1a) by electromagnetic driving.
- Any one of the actuators (1.1) to (1.9) described above further includes a camera unit 30 as a drive target.
- the camera unit 30 is provided on the opposite side of the detection unit 100 with respect to a plane including the first axis and the second axis.
- the camera drive device 10 can detect a more accurate rotation angle with respect to the rotation of the camera unit 30.
- Embodiment 2 the above-described camera drive device 10 will be described with reference to FIGS. 13A to 20 with a focus on the configuration related to wiring.
- the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
- the second upper ring 21 described in the first embodiment is omitted.
- the first upper ring 20 is described as the upper ring 20 in the present embodiment.
- the camera driving device 10 includes a plurality of cables 11, an upper ring 20, a camera unit 30, a movable unit 60, a fixed unit 70, a drop-off prevention unit 80, and a printed circuit board. 90, 91.
- the plurality of cables 11 are connected to a connector 301 electrically connected to the camera unit 30 (see FIG. 19A).
- the camera unit 30 transmits the generated electric signal to the image processing circuit 15 (external circuit) provided outside via the plurality of cables 11 by the LVDS (Low Voltage Differential Signaling) method (see FIG. 20).
- the plurality of cables 11 are thin coaxial cables having the same length, and the number thereof is 40.
- the LVDS system is an example and is not intended to be limited to this system.
- the number of cables (40) is an example, and is not limited to this number.
- the plurality of cables 11 are divided into four cable bundles 11A each having 10 cables.
- the four cable bundles 11A are provided with a first clamp 120 near the center from one end connected to the connector 301, and with a second clamp 130 near the center from the other end (see FIGS. 18A and 18B).
- the portions from the first clamp 120 to the second clamp 130 are referred to as flexible portions 110-113.
- the lengths of the flexible portions 110 to 113 are the same.
- the movable unit 60 of the present embodiment has a camera holder 40 and a movable base 41 as in the first embodiment (see FIG. 14).
- the movable unit 60 rotates with respect to the fixed unit 70 around each of the optical axis 1a, the axis 1c, and the axis 1c.
- the fixed unit 70 includes a connecting portion 50 and a main body 51 as in the first embodiment (see FIG. 14).
- the fixing unit 70 has a pair of first coil units 52 and a pair of second coil units 53 (see FIG. 14), as in the first embodiment.
- the pair of first coil units 52 includes a magnetic yoke 710, drive coils 720 and 730, and magnetic yoke holders 740 and 750 (see FIG. 14).
- the magnetic yoke holders 740 and 750 are fixed on both sides of the magnetic yoke 710 with four screws 770 (see FIG. 14).
- the pair of first coil units 52 are fixed to the upper ring 20 and the main body 51 with four screws 760 (see FIGS. 14 and 16B).
- the pair of second coil units 53 includes a magnetic yoke 711, drive coils 721, 731 and magnetic yoke holders 741, 751 as in the first embodiment (see FIG. 14).
- the magnetic yoke holders 741 and 751 are fixed to the both sides of the magnetic yoke 711 with four screws 771 (see FIG. 14).
- a pair of 2nd coil unit 53 is fixed to the upper ring 20 and the main-body part 51 with the four screws 761 (refer FIG. 14, FIG. 16B).
- the upper ring 20 is sandwiched between the camera unit 30 fixed to the movable unit 60 and the main body 51, and is fixed to the main body 51 with eight screws 701 (see FIG. 14).
- the drop-off prevention unit 80 is fixed with four screws 81 on the surface opposite to the surface on which the connection unit 50 is attached to the main body 51 so as to close the opening 706.
- the magnetic sensor 92 is, for example, a Hall element as in the first embodiment.
- the movable base part 41 has a loose fitting space and supports the camera part 30. Similar to the first embodiment, the movable base 41 includes a main body 601, a first loosely fitting member 602, a pair of first magnetic back yokes 610, a pair of second magnetic back yokes 611, and a pair of first It has a drive magnet 620 and a pair of second drive magnets 621 (see FIG. 15). The movable base 41 further includes a bottom plate 640 and a position detection magnet 650 (see FIG. 15).
- the main body 601 includes a disk portion and four fixing portions (L-shaped fixing portions) that protrude from the outer peripheral portion of the disk portion to the camera portion 30 side (upper side). .
- the tip portions of the four L-shaped fixing portions projecting toward the camera portion 30 (upper side) and the camera holder 40 are fixed with screws 410 (see FIG. 15).
- the first loose-fitting member 602 has an inner peripheral surface of a tapered through hole as the first loose-fitting surface 670, as in the first embodiment (see FIGS. 15 and 17B). As shown in FIG. 15, the first loosely fitting member 602 is fixed to the disk portion of the main body 601 with four screws 603 so that the first loosely fitting surface 670 is exposed in the loosely fitting space.
- the pair of first magnetic back yokes 610 are fixed to two L-shaped fixing portions facing the pair of first coil units 52 with a pair of screws 630 (see FIG. 15).
- the pair of second magnetic back yokes 611 is fixed to two L-shaped fixing portions facing the pair of second coil units 53 with a pair of screws 631 (see FIG. 15).
- the pair of first drive magnets 620 are provided on the pair of first magnetic back yokes 610 on a one-to-one basis, and the pair of second drive magnets 621 are on a pair on the pair of second magnetic back yokes 611. 1 is provided.
- the bottom plate 640 is non-magnetic and is made of, for example, brass.
- the bottom plate 640 forms the bottom of the movable unit 60 (movable base portion 41) as in the first embodiment. As shown in FIG. 15, the bottom plate 640 is fixed to the main body 601 with four screws 660 and functions as a counterweight.
- the position detection magnet 650 is provided at the central portion of the exposed surface of the bottom plate 640.
- the printed circuit board 90 is provided with four magnetic sensors 92 as in the first embodiment.
- the magnetic sensor 92 calculates a two-dimensional rotation angle with respect to the shaft 1b and the shaft 1c.
- the camera driving device 10 includes a magnetic sensor that detects the rotation of the movable unit 60 (camera unit 30) around the optical axis 1a.
- the sensor that detects the rotation around the optical axis 1a is not limited to a magnetic sensor.
- the sensor that detects the rotation around the optical axis 1a may be a gyro.
- the connection part 50 has the spherical 2nd loose fitting member 501 similarly to Embodiment 1 (refer FIG. 15).
- the second loose fitting member 501 includes a second loose fitting surface 502 (see FIGS. 17A and 17B) having a convex spherical surface.
- the first loose-fitting surface 670 of the first loose-fitting member 602 is in point or line contact with the second loose-fitting surface 502 of the second loose-fitting member 501 so as to fit through a slight gap.
- the connection part 50 can pivot-support the movable unit 60 so that the movable unit 60 can rotate similarly to Embodiment 1.
- the drop-off prevention unit 80 has a concave inner peripheral surface 801 (see FIG. 17B) as in the first embodiment, and is fixed to the main body 51 so as to cover the position detection magnet 650.
- a gap is provided between the inner peripheral surface of the recess of the drop-off prevention unit 80 and the bottom of the bottom plate 640.
- the inner peripheral surface of the concave portion of the drop-off preventing portion 80 and the outer peripheral surface of the bottom portion of the bottom plate 640 have curved surfaces facing each other. At this time, a gap is also provided between the inner peripheral surface 801 of the recess of the drop-off prevention unit 80 and the position detection magnet 650.
- the position detection magnet 650 is preferably disposed inside the bottom plate 640 from the outer periphery of the bottom of the bottom plate 640.
- the pair of first drive magnets 620 function as attracting magnets and generate a magnetic attractive force between the opposing magnetic yokes 710. Further, the pair of second drive magnets 621 functions as an attracting magnet and generates a magnetic attractive force between the opposing magnetic yokes 711. Since the magnetic attractive force has been described in the first embodiment, a description thereof is omitted here.
- the four cable bundles 11A are moved outward from the movable center of the movable unit 60 (the center of the second loose fitting member 501) (camera holder 40). And is pulled into the fixed unit 70 (see FIGS. 16A, 16B, and 17B). Accordingly, the four cable bundles 11A (specifically, the flexible portions 110 to 113) are disposed outside the movable unit 60 and the fixed unit 70 and are curved.
- the camera holder 40 is provided with four lead portions 401 that guide the four cable bundles 11 ⁇ / b> A so as to be drawn between the pair of first drive magnets 620 and the pair of second drive magnets 621 and the camera unit 30. (See FIG. 16A).
- the four lead portions 401 are generated (formed) by arranging a pair of first drive magnets 620 and a pair of second drive magnets 621 (a pair of first coil units 52 and a pair of second coil units 53). )
- One space is provided in four spaces (see FIGS. 16A, 18A, and 18B).
- each of the four drawer parts 401 is provided so that an angle with other drawer parts 401 adjacent to each other is 90 degrees (see FIG. 16A).
- the drawer part 401 has an opening 402 provided on one surface of the drawer part 401 from the upper end to the lower end of the drawer part 401.
- the cable bundle 11A is passed through the opening 402 (see FIG. 15).
- Each of the four cable bundles 11 ⁇ / b> A is passed from the printed circuit board 90 to the camera unit 30 through the opening 402 of the corresponding drawing unit 401, and the first clamp 120 contacts the inner periphery of the opening 402.
- the first clamp 120 is fixed to the movable unit 60 (drawer 401) with an adhesive.
- the first clamp 120 is, for example, an adhesive tape for packing or bundling.
- an adhesive tape is wound around the cable bundle 11 ⁇ / b> A as the first clamp 120 according to the length from the connector 301 to the corresponding drawing portion 401.
- the angle at which the flexible portions 110 to 113 are drawn from the corresponding drawing portion 401 is preferably about 45 degrees in the direction of the camera portion 30 with respect to the plane including the shaft 1b and the shaft 1c.
- an elastic resin material may be embedded between the opening 402 and the first clamp 120.
- the main body 51 of the fixed unit 70 is provided with four drawing-in portions 703 as in the first embodiment (see FIG. 16A).
- the four drawing-in portions 703 have a first member 704 and a plate-shaped second member 705 as in the first embodiment.
- the first member 704 has a groove on the surface facing the second member 705.
- the second clamps 130 of the four cable bundles 11A are mounted in the grooves of the first members 704 of the corresponding drawing-in portions 703.
- the second clamp 130 is, for example, an adhesive tape for packing or bundling.
- the 2nd clamp 130 has a pair of convex movement control part 131 at the edge part. That is, the second clamp 130 has a T shape.
- the pair of movement restricting portions 131 abut against the drawing-in portion 703 and restrict the movement of the cable bundle 11A bundled by the second clamp 130 in the groove direction (insertion / removal direction).
- the lengths of the flexible portions 110 to 113 which are portions from the first clamp 120 to the second clamp 130, are the same.
- drawing-out parts 401 is the same, and the shape of the four drawing-in parts 703 is the same. From these, when the camera unit 30 is in the neutral state, the flexible units 110 to 113 have the same shape (curved shape) until they are pulled out from the movable unit 60 and pulled into the fixed unit 70. That is, each flexible part has the same curvature in the extending direction in which each flexible part extends from the movable unit 60 to the fixed unit 70.
- the tensions applied to the flexible parts 110 to 113 can be made the same by making the shapes of the flexible parts 110 to 113 the same. Therefore, the camera unit 30 can be easily set to the neutral state as compared with the case where the tension applied to the flexible units 110 to 113 is unbalanced.
- the flexible parts 110 to 113 are between the drawing-in part 703 and the tip of the camera part 30 (see FIG. 17B). Compared with the case where the flexible part exceeds the tip of the camera part 30, the lengths of the flexible parts 110 to 113 can be shortened. Therefore, when the camera unit 30 rotates, the amount of displacement of the flexible portions 110 to 113 becomes smaller, so that the tension related to the flexible portions 110 to 113 can be reduced.
- the bending radius of the cable bundle 11A in which the length of the first portion is longer than the length of the first portion of the other cable bundle 11A is It becomes smaller than the bending radius of the bundle 11A, and an excessive force is applied to the cable. Therefore, if an attempt is made to extract from the extraction unit 401 without absorbing the difference in length, there is an effect that the transmission quality of the signal is deteriorated.
- the camera holder 40 of the present embodiment has the outer peripheral guide portion 403 in each of the two cable bundles 11A in which the length of the first portion is longer than the length of the first portion of the other cable bundle 11A (FIG. 18A). FIG. 19B).
- the outer periphery guide part 403 has a groove, and guides a part of the part from the first end part to the first clamp 120 along the outer periphery of the bottom surface of the movable unit 60. A part of the portion from the first end to the first clamp 120 is pulled out from the movable unit 60, passes through the groove of the outer peripheral guide portion 403, and is pulled into the movable unit 60.
- the two cable bundles 11A and the remaining two cable bundles 11A have different lengths from the first end to the first clamp 120.
- the length of the second part up to the second end) is also different.
- Wiring is adjusted on the printed circuit board 91 so that the second ends of the four cable bundles 11A are aligned (see FIG. 20). By adjusting the wiring, the image processing circuit 15 can be electrically connected in a state where the second ends of the four cable bundles 11A are aligned.
- the flexible portions 110 to 113 are disposed outside the movable unit 60 and the fixed unit 70 and are curved. Therefore, in the neutral state of the movable unit 60, the combined vector of the tensions of the cable bundles 11A can be in the same direction as the magnetic attractive force F2, and the posture of the camera unit 30 can be stabilized.
- first clamp 120 and the second clamp 130 are adhesive tapes, but are not limited thereto.
- the first clamp 120 may be a cylindrical member having a circular cross section, or may be a cylindrical member having a polygonal cross section.
- the second clamp 130 may be a cylindrical member having a circular cross section, or may be a cylindrical member having a polygonal cross section.
- the camera driving device 10 includes a camera unit 30, a movable unit 60 that holds the camera unit 30, a fixed unit 70 that supports the movable unit 60 so that the movable unit 60 can rotate, Cable 11 is provided.
- the plurality of cables 11 have a first end electrically connected to the camera unit 30 and a second end electrically connected to an external circuit (image processing circuit 15).
- the plurality of cables 11 are divided into at least two cable bundles 11A. Each of the at least two cable bundles 11A has a flexible portion (flexible portions 110 to 113) between the first end portion and the second end portion.
- Each of the flexible portions of the at least two cable bundles 11 ⁇ / b> A is arranged at equal intervals on a circumference centering on the rotation center point 510 of the movable unit.
- the lengths of the flexible portions of the at least two cable bundles 11A are the same.
- a wiring connecting a camera unit and an external circuit is spirally wound around a protrusion provided with a conventional fixed unit. Since the wiring (cable) is spirally wound around the protrusion, the tension of the wiring is concentrated at one point in the protrusion direction of the protrusion. Therefore, although the posture of the camera unit is stable, there is a possibility that the friction of the portion where the projection and the inner contact surface of the movable unit come into contact increases, and the camera unit does not rotate smoothly.
- the camera driving device 10 of (2.1) above at least two cable bundles 11A are arranged at equal intervals on the circumference centering around the rotation center point 510 of the movable unit 60. Thereby, the camera driving device 10 can stabilize the posture of the camera unit 30 in the neutral state of the movable unit 60. Further, in at least two cable bundles 11A, the lengths of the flexible portions of at least two cable bundles 11A are the same. Thereby, the tension of each cable bundle 11A acting on the movable unit 60 can be uniformly dispersed.
- each of the at least two cable bundles 11A is composed of two or more cables 11.
- a first clamp 120 and a second clamp 130 are provided in each of at least two cable bundles 11A.
- the first clamp 120 binds the cable bundle 11 ⁇ / b> A to one end of the flexible portion of the cable bundle 11 ⁇ / b> A and is fixed to the movable unit 60.
- the second clamp 130 binds the cable bundle 11 ⁇ / b> A to the other end of the flexible part and is fixed to the fixing unit 70.
- the two or more cables 11 constituting the cable bundle 11A are separated from each other.
- the camera driving device 10 can reduce the possibility of the cable twisting due to the rotation of the camera unit 30.
- the camera driving device 10 can make the tension of each cable bundle 11A acting on the movable unit 60 more uniform.
- the camera drive device 10 can reduce the curvature of curvature of the flexible portion, and can reduce the tension of each cable bundle 11A acting on the movable unit 60. Thereby, the camera drive device 10 can smoothly rotate the camera unit 30.
- the fixing unit 70 includes at least two second clamps 130 for holding at least two cable bundles 11A. It has a rib (drawing part 703). The at least two ribs are inclined in the direction in which the camera unit 30 is disposed with respect to a plane perpendicular to the optical axis 1a of the camera unit 30 when the movable unit 60 is in a neutral state.
- the camera driving device 10 can hold the flexible portions 110 to 113 in a bent state.
- the second clamp 130 provided on the cable bundle 11A has a movement restricting portion 131.
- the movement restricting portion 131 abuts on the rib to restrict the movement of the cable bundle in the insertion / extraction direction with respect to the fixed unit 70.
- the camera driving device 10 can reduce the possibility that the position of the second clamp is shifted.
- the second clamp 130 constitutes the cable bundle 11A for each of at least two cable bundles 11A. Two or more cables 11 are bundled flat.
- the camera driving device 10 can reduce the load acting on each cable when the cable bundle 11A is attached to the fixed unit 70, and can reduce the disconnection of the cable.
- the camera drive device 10 can determine the drawing position of the cable bundle 11A according to the length from the first end to the first clamp.
- the movable unit 60 holds the first clamp 120 with a resin adhesive.
- the camera driving device 10 can fix the first clamp 120 to the movable unit 60 with a resin adhesive.
- the movable unit 60 holds the first clamp 120 with an elastic resin material.
- the camera driving device 10 can fix the first clamp 120 to the movable unit 60 with an elastic resin material.
- the movable unit 60 has an outer peripheral guide portion 403.
- the outer periphery guide part 403 guides a part of the portion from the first end to the first clamp 120 in the at least one cable bundle 11A out of the at least two cable bundles 11A along the outer periphery of the movable unit 60.
- the camera driving device 10 has a length from the first end portion to the first clamp 120 while preventing deterioration of the quality of the electrical signal due to the bending of the cable bundle 11A for each cable bundle 11A. Can absorb the difference.
- the camera driving device 10 has a length from the first end portion to the first clamp 120 while preventing deterioration of the quality of the electric signal due to the bending of the cable bundle 11A for each cable bundle 11A. Can absorb the difference.
- the camera drive device 10 of any of (2.1) to (2.12) above further includes a drive unit that rotates the movable unit 60 relative to the fixed unit 70.
- the drive unit includes a first drive unit that rotates the movable unit 60 about a first rotation axis (axis 1b) that passes through the rotation center point 510, and a second drive unit that passes through the rotation center point 510 and is orthogonal to the first rotation axis. And a second drive unit that rotates the movable unit 60 about the rotation axis (axis 1c).
- the first drive unit includes a pair of first drive magnets 620 and a pair of first coil units 52.
- the pair of first drive magnets 620 are symmetrical with respect to the third rotation axis (optical axis 1a) passing through the rotation center point 510 and orthogonal to the first rotation axis and the second rotation axis on the first rotation axis. So as to be held by the movable unit 60.
- the pair of first coil units 52 are held by the fixed unit 70 so as to face the pair of first drive magnets 620.
- the second drive unit includes a pair of second drive magnets 621 and a pair of second coil units 53.
- the pair of second drive magnets 621 is held by the movable unit 60 so as to be symmetric with respect to the third rotation axis on the second rotation axis.
- the pair of second coil units 53 are held by the fixed unit 70 so as to face the pair of second drive magnets 621.
- the pair of first coil units 52 includes a first magnetic yoke (magnetic yoke 710) and a first drive coil (drive coil 720) wound around the first magnetic yoke.
- the second coil unit 53 has a second magnetic yoke (magnetic yoke 711) and a second drive coil (drive coil 721) wound around the second magnetic yoke.
- the camera driving device 10 can rotate the camera unit 30 by electromagnetic driving around the first rotating shaft and the second rotating shaft.
- the drive unit further includes a third drive unit that rotates the movable unit 60 about the third rotation axis.
- the third drive unit has two pairs of third drive coils (a pair of drive coils 730 and a pair of drive coils 731).
- One pair of third drive coils (drive coil 730) of the two pairs of third drive coils is wound around the first magnetic yoke in the pair of first coil units 52.
- the other pair of third drive coils (drive coil 731) is wound around the second magnetic yoke in the pair of second coil units 53.
- the camera driving device 10 can rotate the camera unit 30 by electromagnetic driving around the third rotation axis.
- At least two cable bundles 11A are four cable bundles 11A.
- the flexible portions of the four cable bundles 11 ⁇ / b> A are formed in four spaces formed by the first coil unit 52 and the second coil unit 3 that are adjacent to each other in the pair of first coil units 52 and the pair of second coil units 53. 1 to 1.
- the camera drive device 10 can make the posture of the camera unit 30 in the neutral state of the movable unit 60 more stable.
- the movable unit 60 has a guide portion (drawer portion 401).
- the guide part guides the flexible parts of the at least two cable bundles 11 ⁇ / b> A so as to be drawn between the pair of first drive magnets 620 and the pair of second drive magnets 621 and the camera part 30.
- the camera driving device 10 can pull out the flexible portions 110 to 113 between the pair of first driving magnets 620 and the pair of second driving magnets 621 and the camera unit 30.
- Embodiment 3 the camera driving device 10 described in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 21A to 25B, focusing on the configuration related to the coil unit.
- the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
- the camera driving device 10 of the present embodiment includes a first upper ring 20, a second upper ring 21, a camera unit 30, a movable unit 60, a fixed unit 70, a drop-off prevention unit 80, a printed circuit board 90, A detection unit 100 and a drive unit 700 are provided (see FIGS. 2, 1A, and 1B).
- the movable unit 60 of the present embodiment has a camera holder 40 and a movable base 41 as in the first embodiment (see FIG. 2).
- the fixing unit 70 includes a connecting portion 50 and a main body 51 as in the first embodiment (see FIG. 2).
- the fixed unit 70 includes a pair of first coil units 52 and a pair of second coil units 53 so that the movable unit 60 can be rotated by electromagnetic driving (see FIG. 2).
- the pair of first coil units 52 includes a magnetic yoke 710, drive coils 720 and 730, and magnetic yoke holders 740 and 750 (see FIGS. 2 and 22).
- the pair of second coil units 53 includes a magnetic yoke 711, drive coils 721 and 731 and magnetic yoke holders 741 and 751 as in the first embodiment (see FIGS. 2 and 22).
- Magnetic yoke holders 740 and 750 (741, 751) are fixed with screws on both sides of the magnetic yoke 710 (711) as described in the first embodiment (see FIG. 21A).
- the drive coil 730 (731) After the drive coil 730 (731) is wound around the magnetic yoke 710 (711), the drive coil 720 (721) with the magnetic yoke holders 740, 750 (741, 751) fixed to both sides of the magnetic yoke 710 (711). Is wound (see FIG. 21B). In FIG. 21B, the drive coil 730 (731) is omitted.
- the magnetic yoke holder 740 (741) has two curved surfaces 742, 744 (743, 745), and the magnetic yoke holder 750 (751) has two curved surfaces 752, 754 (753, 755).
- the magnetic yoke holders 740 and 750 (magnetic yoke holders 741 and 751) in the present embodiment constitute a coil bobbin 780 (781). Further, the curved surface 742 (743) of the magnetic yoke holder 740 (741) and the curved surface 752 (753) of the magnetic yoke holder 750 (751) constitute a first curved surface 782 (783) of the coil bobbin 780 (781). Further, the curved surface 744 (745) of the magnetic yoke holder 740 (741) and the curved surface 754 (755) of the magnetic yoke holder 750 (751) constitute a second curved surface 784 (785) of the coil bobbin 780 (781).
- the magnetic yoke holder 740 (741) has a main body 760 (761) and two flanges 762, 764 (763, 765) as shown in FIG. 21A. Further, as shown in FIG. 21A, the magnetic yoke holder 750 (751) has a main body portion 770 (771) and two flange portions 772, 774 (773, 775).
- the body portion 760 (761) of the magnetic yoke holder 740 (741) and the body portion 770 (771) of the magnetic yoke holder 750 (751) constitute a body portion of the coil bobbin 780, and the drive coil 720 (721) is the body portion. Wound around the part.
- a pair of flange portions 762 of the magnetic yoke holder 740 and a pair of flange portions 772 of the magnetic yoke holder 750 and a combination of the flange portion 764 of the magnetic yoke holder 740 and the flange portion 774 of the magnetic yoke holder 750 constitute a pair of flange portions of the coil bobbin 780. Yes.
- a pair of flange portions 763 of the magnetic yoke holder 741 and a flange portion 773 of the magnetic yoke holder 751 and a set of the flange portion 765 of the magnetic yoke holder 741 and the flange portion 775 of the magnetic yoke holder 751 constitute a pair of flange portions in the coil bobbin 781. is doing.
- the flange portion 762 (763) of the magnetic yoke holder 740 (741) has a first flange surface 766 (767) that comes into contact with the drive coil 720 (721).
- the flange portion 764 (765) of the magnetic yoke holder 740 (741) has a second flange surface 768 (769) that contacts the drive coil 720 (721) and is parallel to the first flange surface 766 (767). .
- the flange portion 772 (773) of the magnetic yoke holder 750 (751) has a third flange surface 776 (777) that contacts the drive coil 720 (721).
- the flange portion 774 (775) of the magnetic yoke holder 750 (751) has a fourth flange surface 778 (779) that contacts the drive coil 720 (721) and is parallel to the third flange surface 776 (777). .
- the first collar surface 766 (767) and the third collar surface 776 (777) are provided on the same plane.
- the second collar surface 768 (769) and the fourth collar surface 778 (779) are provided on the same plane.
- a coil bobbin 780 (781) is composed of a group of the first collar surface 766 (767) and the third collar surface 776 (777) and a group of the second collar surface 768 (769) and the fourth collar surface 778 (777).
- the pair of ribs in FIG. Further, the first collar surface 766 (767) and the third collar surface 776 (777) are on the same plane, and the second collar surface 768 (769) and the fourth collar surface 778 (7779) are on the same plane, Since each is provided, a pair of flange surfaces in the coil bobbin 780 (781) are parallel.
- the total length (pitch) of the thickness (line diameter) and the gap of the drive coil 720 (721) is a constant length d. (See FIG. 21C).
- the pitch at both ends of the drive coil 720 (721) is the same as the pitch at the central portion, so that the camera driving device 10 has a lower pitch than when the pitch at both ends is wider than the pitch at the central portion.
- the thickness of the coil wire is increased in order to easily understand the pitch length of the drive coil 720 (721).
- first convex portions 900 are continuously provided on the first curved surface 782 (783) along the arc direction of the first curved surface 782 (783) (see FIGS. 23 and 24).
- second curved surface 784 (785) is provided with a plurality of second convex portions 902 (903) continuously along the arc direction of the second curved surface 784 (785) (see FIGS. 23 and 24). ).
- the plurality of first convex portions 900 (901) are formed of a plane 910 (911) parallel to the winding direction 1g of the drive coil 720 (721) and a plane 912 (913) perpendicular to the winding direction 1g ( (See FIG. 24).
- a plurality of first convex portions 900 (901) are provided on at least both ends of the first curved surface 782 (783) along the arc direction of the first curved surface 782 (783), so that the first curved surface 782 (783) has a plurality of A groove 920 (921) is provided (see FIG. 24).
- the first curved surface 782 (783) has a staircase shape (step portion) in which the depth of the groove 920 (921) becomes shallow.
- the groove 920 (921) forms a stepped shape (stepped portion).
- the plurality of second convex portions 902 (903) are formed of a plane 914 (915) parallel to the winding direction 1g of the drive coil 720 (721) and a plane 916 (917) perpendicular to the winding direction 1g (see FIG. 24). ).
- a plurality of second convex portions 902 (903) are provided on at least both ends of the second curved surface 784 (785) along the arc direction of the second curved surface 784 (785), whereby a plurality of second curved surfaces 784 (785) have a plurality of A groove 922 (923) is provided (see FIG. 24).
- the plane 916 (917) the length with respect to the direction perpendicular to the winding direction 1g becomes shorter as the center portion is approached. That is, the second curved surface 784 (785) has a staircase shape (step portion) in which the depth of the groove 922 (923) becomes shallow. At this time, the groove 922 (923) forms a stepped shape (stepped portion).
- the length in the winding direction 1g of the driving coil 720 (721) on the two planes 910, 914 (911, 915) parallel to the winding direction 1g of the driving coil 720 (721) is the pitch of the groove 920 (921). (Length d) (see FIG. 24).
- the winding direction 1g of the drive coil 720 (721) is a linear direction from the flange portion 762 (763) to the flange portion 764 (765) of the magnetic yoke holder 740 (741).
- the movable base part 41 has a loose fitting space and supports the camera part 30. Similar to the first embodiment, the movable base 41 includes a main body 601, a first loosely fitting member 602, a pair of first magnetic back yokes 610, a pair of second magnetic back yokes 611, and a pair of first It has a drive magnet 620 and a pair of second drive magnets 621 (see FIG. 3). The movable base 41 further includes a bottom plate 640 (counterweight) and a position detection magnet 650 (see FIG. 3). In addition, since the component of the movable base part 41 is demonstrated in Embodiment 1, description here is abbreviate
- the angle between the straight line from the center of each first drive magnet 620 to the rotation center point 510 and the axis 1c is ⁇ d.
- the angle between the straight line from the center of each second drive magnet 621 to the rotation center point 510 and the shaft 1b is ⁇ d (see FIG. 1B).
- the angle between the coil wire direction of the drive coil 720 (721) from the second curved surface 784 (785) of the coil bobbin 780 (781) to the first curved surface 782 (783) and the plane including the axes 1b and 1c is It is preferable to agree with ⁇ d.
- the direction of the coil wire of the first curved surface 782 (783) to the second curved surface 784 (785) or the opposite drive coil 720 (721) is
- the center point 510 is preferably parallel to a straight line passing through the center of the drive magnet 620 (621).
- the printed circuit board 90 is provided with four magnetic sensors 92 as in the first embodiment.
- the magnetic sensor 92 calculates a two-dimensional rotation angle with respect to the shaft 1b and the shaft 1c.
- the camera driving device 10 includes a magnetic sensor that detects the rotation of the movable unit 60 (camera unit 30) around the optical axis 1a.
- the sensor that detects the rotation around the optical axis 1a is not limited to a magnetic sensor.
- the sensor that detects the rotation around the optical axis 1a may be a gyro.
- the pair of first drive magnets 620 function as attracting magnets, and a magnetic attractive force is generated between the opposing magnetic yokes 710.
- the pair of second drive magnets 621 functions as an attracting magnet and generates a magnetic attractive force between the opposing magnetic yokes 711. Since the magnetic attractive force has been described in the first embodiment, a description thereof is omitted here.
- the pair of first coil units 52, the pair of second coil units 53, the pair of first drive magnets 620, and the pair of second drive magnets 621 are the drive unit 700.
- the drive unit 700 rotates the movable unit 60 around the optical axis 1a, the first drive unit that rotates the movable unit 60 around the axis 1b, the second drive unit that rotates the movable unit 60 around the axis 1c, and the optical axis 1a.
- the four cable bundles 11A are pulled out from the movable unit 60 (camera holder 40) outward from the movable center (center point 510) of the movable unit 60 and fixed. It is drawn into the unit 70 (see FIG. 1A etc.). Accordingly, the four cable bundles 11 ⁇ / b> A are disposed outside the movable unit 60 and the fixed unit 70.
- a part of each of the four cable bundles 11A includes a pair of first drive magnets 620 and a pair of second drive magnets 621 (a pair of first coil units 52 and a pair of second coil units 53). The four spaces that are formed (formed) are respectively arranged.
- the four cable bundles 11A are pulled out in a direction of the camera unit 30 with respect to a plane including the shaft 1b and the shaft 1c.
- the angle at which the four cable bundles 11A are pulled out from the movable unit 60 is preferably about 45 degrees.
- the main body 51 of the fixed unit 70 is provided with four drawing-in portions 703 for drawing in the four cable bundles 11A as in the first embodiment (see FIG. 2).
- the four drawing-in portions 703 are provided in the main body 51 so as to be inclined in the direction of the camera unit 30 with respect to a plane including the shaft 1b and the shaft 1c.
- the lengths of the portions (exposed portions) until they are pulled out from the movable unit 60 and inserted into the fixed unit 70 are the same.
- the camera drive device 10 of the present embodiment can rotate the movable unit 60 two-dimensionally by energizing the pair of drive coils 720 and the pair of drive coils 721 simultaneously (FIG. 11).
- the camera driving device 10 rotates the movable unit 60 around the optical axis 1a (rolling) by energizing the pair of drive coils 730 and the pair of drive coils 731 simultaneously. ).
- the convex shape (groove shape) provided on the first curved surface 782 (783) and the second curved surface 784 (785) of the coil bobbin 780 (781) is not limited to the shapes shown in FIGS.
- the convex shape (groove shape) may be another shape.
- a plurality of first convex portions may be provided so that a plurality of V-shaped grooves 940 (941) are formed at least at both ends of the first curved surface 782 (783).
- the second curved surface 784 (785) may be provided with a plurality of second convex portions so that a plurality of V-shaped grooves 942 (943) are formed (see FIG. 25A).
- the length from one first protrusion to the adjacent first protrusion is the pitch (length d) of the groove 920 (921) (see FIG. 25A).
- the length from one second convex portion to the adjacent second convex portion is the pitch (length d) of the groove 942 (943) (see FIG. 25A).
- the first curved surface 782 (783) may be provided with a plurality of first convex portions such that a plurality of U-shaped grooves 945 (946) are formed.
- a plurality of second convex portions may be provided on the second curved surface 784 (785) so that a plurality of U-shaped grooves 947 (948) are formed.
- the length from the first end to the second end of the U shape forming the groove 945 (946) is the pitch (length d) of the groove 945 (946).
- the second curved surface 784 (785) the length from the first end to the second end of the U shape forming the groove 947 (948) is the pitch (length d) of the groove 947 (948). (See FIG. 25B).
- first curved surface 782 (783) and the second curved surface 784 (785) may be rougher surfaces (surfaces having a higher friction coefficient) 950, 952 (951, 953) than other portions of the coil bobbin 780 (781).
- the other portions are, for example, the first curved surface 782 (783) and the second curved surface 784 (785) of the surface of the pair of flanges of the coil bobbin 780 (781) and the body portion of the coil bobbin 780 (781). This is the surface excluding.
- members 954, 956 (955, 957) having a higher friction coefficient than the surface of the coil bobbin 780 (781) may be attached to the first curved surface 782 (783) and the second curved surface 784 (785), or powder Body-like or granular minute resin particles or the like may be applied (see FIG. 25D).
- the convex shape (groove shape) is provided on the entire first curved surface 782 (783) and second curved surface 784 (785) of the coil bobbin 780 (781).
- the present invention is not limited to this configuration.
- a plurality of first protrusions 900 (901) shown in FIG. May be provided on the first curved surface 782 (783) of the coil bobbin 780 (781).
- a plurality of first protrusions 900 (901) shown in FIG. May be provided on the second curved surface 784 (785) of the coil bobbin 780 (781).
- a plurality of second convex portions shown in FIG. 902 is provided on the edges 960, 962, 964, 966 (961, 963, 965, 967) are both edges of the coil bobbin 780 (781) in the direction orthogonal to the winding direction 1g shown in FIG.
- a plurality of V-shaped grooves 940 (941) shown in FIG. 25A are provided at least at both ends of the two edges 960, 962 (961, 963) of the first curved surface 782 (783) of the coil bobbin 780 (781). May be.
- a plurality of grooves 942 (943) shown in FIG. 25A are provided on at least both ends of the two edges 964,966 (965,967) of the second curved surface 784 (785).
- a plurality of U-shaped grooves 945 (946) shown in FIG. 25B are provided on at least both ends of the two edges 960, 962 (961, 963) of the first curved surface 782 (783) of the coil bobbin 780 (781). May be.
- a plurality of U-shaped grooves 947 (948) shown in FIG. 25B are provided on at least both ends of the two edges 964,966 (965,967) of the second curved surface 784 (785).
- the four edges 960, 962, 964, and 966 (961, 963, 965, and 967) shown in FIGS. 21A and 22 may be rougher than other portions to increase the friction coefficient.
- a member having a higher coefficient of friction than the surface of the coil bobbin 780 (781) may be attached to or applied to the four edges 960, 962, 964, 966 (961, 963, 965, 967). .
- the pitch of the groove shape provided on the first curved surface 782 (783) and the second curved surface 784 (785) of the coil bobbin 780 (781) of the present embodiment is the same as the pitch of the drive coil 720 (721). It is not limited to this.
- n is an integer of 1 or more
- d is the pitch of the drive coil 720 (721).
- the value of n may be increased toward the central portion of the drive coil 720 (721).
- the coil unit (first coil unit 52; second coil unit 53) included in the camera drive device 10 as an actuator includes a coil bobbin (coil bobbin 780; 781) and a coil (drive coil 720; 721).
- the coil bobbin has a first curved surface (first curved surface 782; 783) and a second curved surface (second curved surface 784; 785) that are curved in the arc direction and face each other.
- the coil is wound around the coil bobbin along the arc direction.
- the coil pitch on the first curved surface and the coil pitch on the second curved surface are the same.
- a camera drive device as an actuator that rotates a camera to be driven.
- the camera is rotated by energizing a drive coil wound around a pair of magnetic yokes.
- the magnetic yoke is curved along a circumference around the center point of rotation.
- the coil is wound around the magnetic yoke, since the magnetic yoke is curved, the coil is wound radially. Therefore, the pitch of the coils is different between the two opposing surfaces of the magnetic yoke that are curved. This is because the coil pitch is different between the central portion and both ends of the outer surface (outer surface) of the two opposing surfaces.
- the coil pitch at both ends is wider than that of the central portion.
- the coils wound around each tilting magnetic yoke have different coil pitches on the two opposing curved surfaces.
- downsizing (lowering the height) of the actuator is desired. In order to reduce the height, it is conceivable to shorten the length of the magnetic yoke in the coil winding direction.
- the length of the pair of magnetic yokes in the winding direction of the coil is shortened, it is necessary to secure a wide pitch width at both ends of the pair of magnetic yokes, so that it is difficult to secure the conventional number of turns.
- the first curved surface and the second curved surface have a plurality of grooves (grooves 920, 922; 921, 923).
- both edges of the first curved surface (edges 960, 962; 961, 963) orthogonal to the coil winding direction and both edges (edges 964, 966; 965, 967) of the second curved surface orthogonal to the coil winding direction are And a plurality of grooves (grooves 920, 922; 921, 923).
- the coil wire forming the coil is wound along the groove of the coil bobbin.
- the first curved surface and the second curved surface are formed of a first plane parallel to the coil winding direction and a second plane perpendicular to the winding direction.
- Each of the plurality of grooves is provided by providing the convex portions continuously in the arc direction.
- both edges of the first curved surface and both edges of the second curved surface are continuous with a plurality of convex portions formed in a first plane parallel to the winding direction of the coil and a second plane perpendicular to the winding direction in the arc direction.
- Each of the plurality of grooves is provided.
- the first plane corresponds to the planes 910, 911, 914, and 915
- the second plane corresponds to the planes 912, 913, 916, and 917, respectively.
- the convex portions correspond to the first convex portion 900 (901) and the second convex portion 902 (903), respectively.
- the plurality of grooves are V-shaped or U-shaped.
- the possibility of moving in the arc direction can be reduced by winding the coil wire of the coil around the groove.
- the pitch of the plurality of grooves is an integral multiple of the coil pitch.
- the coil pitch on the first curved surface and the coil pitch on the second curved surface can be reliably made the same.
- the first curved surface and the second curved surface have a higher coefficient of friction than other parts of the coil bobbin.
- both edges of the first curved surface and both edges of the second curved surface have a higher coefficient of friction than other portions of the coil bobbin.
- the first curved surface and the second curved surface are attached or coated with a member having a higher friction coefficient than the coil bobbin.
- members having a higher friction coefficient than the coil bobbin are attached or applied to both edges of the first curved surface and both edges of the second curved surface.
- the actuator is electromagnetically driven around a rotation axis facing the first curved surface and having a circular arc as a circumference, and the coil unit of any of (3.1) to (3.7) above.
- a drive magnet that rotates relative to the coil unit.
- the first curved surface is curved along a circumference around the rotation axis.
- the distance from the coil unit can be kept constant even when the drive magnet rotates.
- the actuator of (3.8) or (3.9) above has the movable unit 60 that holds the drive magnet 620 (621) and the coil unit so that the movable unit 60 can rotate. And a fixed unit 70 that supports the movable unit 60.
- the direction in which the coil is wound from the first curved surface to the second curved surface, or from the second curved surface to the first curved surface is the rotation center point 510 and the center of the drive magnet. Parallel to the straight line passing through
- the direction in which the coil is wound and the direction in which the magnetic attractive force is generated can be matched.
- the camera driving device 10 has been described as an example of an actuator, but the present invention is not limited to this.
- the actuator may have a structure in which the member held by the movable unit 60 rotates three-dimensionally.
- a device an input / output operation device in which an operation lever is held by the movable unit 60 may be used.
- the actuator may be an apparatus including, as an object to be driven, an apparatus (optical device apparatus) in which an optical device that emits light, such as illumination or a laser pointer, is held by the movable unit 60 as an actuator.
- the actuator only needs to have an optical element (lens, light receiving element, light emitting element) that has an optical axis, that is, an apparatus that inputs light from outside or outputs light to the outside. .
- the actuator may be a device (mirror operating device) in which the mirror is held by the movable unit 60.
- the actuator is not limited to a structure in which the member held by the movable unit 60 rotates three-dimensionally, and may have a structure in which each of the two axes rotates about the rotation center.
- the movable unit 60 may be configured to rotate with respect to the fixed unit 70 around the shaft 1b and the shaft 1c. In this case, it is not necessary to wind the drive coil 730 (731) around the magnetic yoke 710 (711).
- the above actuator may be applied to a haptic device.
- a component for example, a lever
- the haptic device can give the external object or the user a tactile sensation that the component to be rotated has rotated.
- each magnetic yoke 710 and each magnetic yoke 711 is an arc shape centered on the rotation center point 510, but is not limited thereto.
- at least the surface facing the curved surface (surface 625) of the first drive magnet 620 is an arc-shaped curved surface with the center point 510 as the center, and the center of the circular arc of the curved surface (surface 625) is the first. What is necessary is just to be the same as the center of the circular arc of the curved surface of 1 drive magnet 620.
- each magnetic yoke 711 at least the surface facing the curved surface (surface 626) of the second drive magnet 621 is an arc-shaped curved surface centered on the center point 510, and the curved surface (surface 626) has an arc shape.
- the center may be the same as the center of the curved arc of the second drive magnet 621.
- a plurality of cables are divided into four cable bundles 11A.
- the plurality of cables may be divided into at least two cable bundles 11A.
- the at least two cable bundles 11 ⁇ / b> A may be drawn (disposed) from the movable unit 60 at equal intervals on a circumference centered on the center point of rotation.
- a combination of the four magnetic sensors 92 and the position detection magnet 650 is used as the detection unit 100 that detects rotation about the axis 1b and rotation about the axis 1c. It is not limited to the configuration.
- any one of a gyro sensor and a combination of a gyro sensor and an acceleration sensor may be used as the detection unit 100.
- the detection unit is not provided on the printed circuit board 90 but is provided on the movable unit 60.
- the detection unit 100 When a combination of the four magnetic sensors 92 and the position detection magnet 650 is used as the detection unit 100, the detection unit 100 is provided on the opposite side of the camera unit 30 with respect to the plane including the shaft 1b and the shaft 1c.
- the arrangement position of the detection unit 100 is the same as the camera unit 30 with respect to the plane including the axis 1b and the axis 1c. Either the opposite side or the same side may be used.
- the second loose fitting member 501 is configured to be fixed to the fixed unit 70, the movable unit 60 is provided with the first loose fitting surface 670, and the fixed unit 70 has the second loose fitting surface 502.
- the two loose-fitting members 501 are provided.
- the second loosely fitting member 501 may be fixed to the first loosely fitting member 602 of the movable unit 60.
- the first loose fitting surface 670 of the movable unit 60 becomes a convex spherical surface
- the second loose fitting surface 502 of the fixed unit 70 has a concave portion.
- the concave portion of the second loose fitting surface 502 corresponds to a central portion (concave portion) of the connecting portion 50 of the fixed unit 70.
- the actuator for example, the camera drive device 10
- the actuator includes the movable unit 60, the fixed unit 70, and the drive unit 700.
- the movable unit 60 holds the drive target.
- the fixed unit 70 has a first loose fitting surface 670 of the movable unit 60 and a second loose fitting surface 502 to be fitted.
- the drive unit 700 allows the movable unit 60 to rotate with respect to the fixed unit 70 by electromagnetic driving.
- One of the first loose fitting surface 670 and the second loose fitting surface 502 has a concave portion, and the other has a convex spherical surface.
- the drive unit 700 includes a pair of first drive magnets 620, a pair of first magnetic yokes (magnetic yoke 710), a pair of first drive coils (drive coil 720), a pair of second drive magnets 621, and a pair.
- the pair of first drive magnets 620 is provided in the movable unit 60 on a first plane that includes a first axis (axis 1c) that passes through the center point 510 and is orthogonal to the fitting direction, and the fitting direction.
- the pair of first magnetic yokes are provided in the fixed unit 70 so as to face the pair of first drive magnets 620 and have a distance from the center point 510 longer than a distance between the center point 510 and the first drive magnet 620. ing.
- the pair of first drive coils is wound around the pair of first magnetic yokes.
- the pair of second drive magnets 621 is provided on the movable unit 60 on a plane including the fitting direction and the first axis perpendicular to the first axis and passing through the center point (axis 1b) and the fitting direction.
- the pair of second magnetic yokes are provided in the fixed unit 70 so as to face the pair of second drive magnets and have a distance from the center point 510 longer than a distance between the center point 510 and the second drive magnet 621. Yes.
- the pair of second drive coils are wound around the pair of second magnetic yokes.
- the magnetic attraction force F1 between the pair of first drive magnets 620 and the pair of first magnetic yokes The direction of the first combined vector (the direction of the magnetic attractive force F2) obtained by combining the two first vectors facing the first magnetic yoke is directed toward the drive target side with respect to the second plane including the first axis and the second axis. ing. Furthermore, the direction of the second combined vector obtained by combining the two second vectors facing the second magnetic yoke having the magnetic attractive force F1 between the pair of second drive magnets 621 and the pair of second magnetic yokes is the second plane. It faces the drive target side.
- the direction of the first combined vector is generated on the drive target side with respect to the second plane. Further, when the movable unit 60 is in the neutral state, the direction of the second composite vector is generated on the drive target side with respect to the second plane.
- the drive magnet is located on the opposite side to the drive target with respect to the second plane described above. That is, the center position of the drive magnet is located in a direction away from the drive target with reference to the center point of rotation.
- a drive magnet is provided in a conventional actuator, a space is required in the actuator to store at least a portion from the drive magnet to both ends of the drive magnet from the far end to the drive target. That is, the length of the actuator in the direction orthogonal to the first axis and the second axis (orthogonal direction) includes the length of the drive target in the orthogonal direction and the length in the orthogonal direction of the space described above.
- the directions of the first combined vector and the second combined vector are generated on the drive target side with respect to the second plane. That is, the center position of the drive magnet is on the drive target side with respect to the center point of rotation.
- the drive magnets first drive magnet 620, second drive magnet 621
- the part of the drive magnet that is away from the drive target with reference to the center point 510 of rotation is more than in the conventional case. Few. Therefore, the length of the actuator in the orthogonal direction can be made shorter than before, that is, downsizing (low profile) can be achieved.
- the actuator according to the second aspect further includes a detection unit 100 in the first aspect.
- the detection unit 100 includes a position detection magnet 650 and a magnetic sensor 92, and is provided on the side opposite to the drive target with respect to the second plane.
- the position detection magnet 650 is held by the movable unit 60.
- the magnetic sensor 92 detects the rotation of the movable unit 60 based on the change in magnetism that acts when the position detection magnet 650 rotates as the movable unit 60 rotates.
- the direction of the magnetic attractive force F2 that is the first combined vector is generated on the opposite side of the detection unit 100 with respect to the plane including the shaft 1b and the shaft 1c.
- the direction of the magnetic attractive force F2 that is the second combined vector is generated on the opposite side of the detection unit 100 with respect to the plane including the shaft 1b and the shaft 1c.
- the actuator can detect a more accurate rotation angle with respect to the rotation of the drive target.
- the direction of the first combined vector, and the second The direction of the combined vector is directed toward the drive target side with respect to the second plane.
- the actuator can detect a more accurate rotation angle with respect to the rotation of the drive target.
- the respective directions of the two first vectors and the respective directions of the two second vectors are: Inclined with respect to two planes.
- the actuator can detect a more accurate rotation angle with respect to the rotation of the drive target (for example, the camera unit 30).
- the pair of first drive magnets 620 and the pair of first magnetic yokes are opposed to each other.
- Each surface of the first magnetic yoke is an arc-shaped curved surface with the rotation center point 510 as the center of the arc.
- the respective surfaces of the pair of second drive magnets 621 and the pair of second magnetic yokes facing each other have a rotation center point 510 as the center of the arc.
- the gap between the first drive magnet 620 and the first magnetic yoke and the gap between the second drive magnet 621 and the second magnetic yoke are constant. Therefore, even when the movable unit 60 rotates, each gap can be kept constant.
- the fixed unit 70 prevents the movable unit 60 from falling off on the side opposite to the drive target with respect to the second plane.
- the drop-off prevention unit 80 is provided. According to this configuration, it is possible to prevent the movable unit 60 from falling off.
- the dropout prevention unit 80 is nonmagnetic. According to this configuration, even if the drop-off prevention unit 80 is provided between the position detection magnet 650 and the magnetic sensor 92, the detection unit 100 can accurately detect the rotation of the movable unit 60.
- the movable unit 60 includes a plurality of arms for attaching the pair of first drive magnets 620 and the pair of second drive magnets 621.
- a main body portion 601 is provided.
- the main body 601 has a counterweight (bottom plate 640) on the side opposite to the drive target with respect to the second plane.
- the actuator can match the center point 510 of rotation with the center of gravity of the movable unit 60. Therefore, the moment that the movable unit 60 rotates about the axis 1b and the moment that the movable unit 60 rotates about the axis 1c are small, so that the movable unit 60 can be maintained in a neutral state with a small driving force, or the axes 1b and 1c can be centered. Can be rotated. Therefore, the power consumption of the actuator can be reduced.
- the counterweight is nonmagnetic. According to this configuration, the detection unit 100 can accurately detect the rotation of the movable unit 60 without being affected by the bottom plate 640.
- the pair of first magnetic yokes and the pair of second magnetic yokes are configured to rotate the movable unit 60 around the fitting direction.
- Three drive coils (drive coils 730 and 731) are wound respectively.
- the actuator can rotate (roll) the movable unit 60 (camera unit 30) around the fitting direction (optical axis 1a) by electromagnetic driving.
- the drive target has an optical element. According to this configuration, the actuator can detect a more accurate rotation angle with respect to the rotation of the drive target having the optical element.
- the driving target is the camera unit 30 including a lens and a light receiving element.
- the actuator according to this aspect further includes a plurality of cables 11 whose first end is electrically connected to the camera unit 30 and whose second end is electrically connected to an external circuit (image processing circuit 15).
- the plurality of cables 11 are divided into at least two cable bundles 11A.
- Each of the at least two cable bundles 11A has a flexible portion (flexible portions 110 to 113) between the first end portion and the second end portion.
- Each of the flexible portions of the at least two cable bundles 11 ⁇ / b> A is arranged at equal intervals on a circumference centered on the rotation center point 510 of the movable unit 60.
- the lengths of the flexible portions of the at least two cable bundles 11A are the same.
- the actuator can stabilize the posture of the camera unit 30 in the neutral state of the movable unit 60. Further, the camera driving device 10 can uniformly distribute the tension of each cable bundle 11 ⁇ / b> A acting on the movable unit 60.
- each of the at least two cable bundles 11A includes two or more cables 11.
- a first clamp 120 and a second clamp 130 are provided in each of at least two cable bundles 11A.
- the first clamp 120 binds the cable bundle 11 ⁇ / b> A to one end of the flexible portion of the cable bundle 11 ⁇ / b> A and is fixed to the movable unit 60.
- the second clamp 130 binds the cable bundle to the other end of the flexible portion and is fixed to the fixing unit 70.
- the two or more cables 11 constituting the cable bundle 11A are separated from each other.
- the actuator can reduce the possibility of the cable twisting due to the rotation of the camera unit 30.
- the flexible portions in the at least two cable bundles 11A are disposed outside the movable unit 60 and the fixed unit 70 and are curved.
- the actuator can reduce the curvature of curvature of the flexible portion, and the tension of each cable bundle acting on the movable unit 60 can be reduced.
- the camera drive device 10 can smoothly rotate the camera unit 30.
- the fixing unit 70 has at least two ribs (retraction portions 703) that respectively hold the second clamps 130 of the at least two cable bundles 11A.
- the at least two ribs are inclined in the direction in which the camera unit 30 is disposed with respect to a plane perpendicular to the optical axis 1a of the camera unit 30 when the movable unit 60 is in a neutral state. According to this configuration, the actuator can hold the flexible portions 110 to 113 in a bent state.
- the second clamp 130 provided in each of at least two cable bundles includes the movement restricting portion 131.
- the movement restricting portion 131 abuts on the rib and restricts the movement of the cable bundle 11 ⁇ / b> A in the insertion / extraction direction with respect to the fixed unit 70. According to this configuration, the actuator can reduce the possibility that the position of the second clamp 130 is shifted.
- the movable unit 60 includes an outer peripheral guide portion 403.
- the outer periphery guide part 403 guides a part of the portion from the first end to the first clamp 120 in the at least one cable bundle 11A out of the at least two cable bundles 11A along the outer periphery of the movable unit 60.
- the actuator can absorb the difference in length from the first end to the first clamp 120 while preventing the deterioration of the quality of the electric signal due to the bending of the cable bundle.
- the coil unit (first coil unit 52, second coil unit 53) according to the eighteenth aspect includes a coil bobbin (coil bobbin 780, coil bobbin 781) and a coil (drive coil 720, drive coil 721).
- the coil bobbin has a first curved surface (a first curved surface 782, a first curved surface 783) and a second curved surface (a second curved surface 784, a second curved surface 785) that are curved in the arc direction and face each other.
- the coil is wound around the coil bobbin along the arc direction.
- the coil pitch on the first curved surface and the coil pitch on the second curved surface are the same.
- the coil pitch on the first curved surface and the coil pitch on the second curved surface are the same. Therefore, it is not necessary to ensure a wide pitch width at both ends of the coil bobbin. Therefore, even if the coil unit has a shorter length in the winding direction 1g than the conventional coil unit, the number of turns of the conventional drive coil can be ensured. Therefore, the actuator using the coil unit can be miniaturized (low profile).
- the first curved surface and the second curved surface have a plurality of grooves (grooves 920, 922; 921, 923).
- both edges of the first curved surface (edges 960, 962; 961, 963) orthogonal to the coil winding direction and both edges (edges 964, 966; 965, 967) of the second curved surface orthogonal to the coil winding direction are And a plurality of grooves (grooves 920, 922; 921, 923).
- the coil wire forming the coil is wound along the groove of the coil bobbin.
- the first curved surface and the second curved surface are formed of a first plane parallel to the coil winding direction and a second plane perpendicular to the winding direction.
- Protruding portions are provided continuously in the arc direction to have a plurality of grooves.
- both edges of the first curved surface and both edges of the second curved surface are continuous with a plurality of convex portions formed in a first plane parallel to the winding direction of the coil and a second plane perpendicular to the winding direction in the arc direction.
- the first plane corresponds to the planes 910, 911, 914, and 915
- the second plane corresponds to the planes 912, 913, 916, and 917, respectively.
- the convex portions correspond to the first convex portion 900 (901) and the second convex portion 902 (903), respectively.
- the actuator (camera driving device 10) includes the coil unit according to the nineteenth or twentieth aspect and a driving magnet (first driving magnet 620, second driving magnet 621).
- the drive magnet faces the first curved surface and rotates with respect to the coil unit by electromagnetic drive around a rotation axis whose circumference is the arc direction.
- the actuator using the coil unit described above can be reduced in size (reduced in height).
- Camera drive device 11 Cable 11A Cable bundle 30 Camera unit 52 First coil unit (coil unit) 53 Second coil unit (coil unit) 60 movable unit 70 fixed unit 80 drop-off prevention part 92 (92a, 92b, 92c, 92d) magnetic sensor 100 detection part 110 to 113 flexible part 120 first clamp 130 second clamp 131 movement restriction part 401 lead-out part (guide part) 403 Peripheral guide portion 510 Center point 601 Body portion 620 First drive magnet 621 Second drive magnet 640 Bottom plate (counterweight) 650 Position detection magnet 700 Drive part 703 Retraction part (rib) 710 Magnetic yoke (first magnetic yoke) 711 Magnetic yoke (second magnetic yoke) 720 Drive coil (first drive coil, coil) 721 Drive coil (second drive coil, coil) 730, 731 Drive coil (third drive coil) 740, 741, 750, 751 Magnetic yoke holder 780, 781 Coil bobbin 780, 781 Coil bobbin 782, 7
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Abstract
本発明の課題は、小型化を図ることができるアクチュエータおよびコイルユニットを提供することである。本発明に係るアクチュエータ(カメラ駆動装置10)において、可動ユニット(60)が軸(1b)および軸(1c)の双方に対して回転していない中立状態である場合、一対の第1駆動磁石(620)と一対の磁気ヨーク(710)との間の磁気吸引力(F1)の磁気ヨーク(710)に向く2つの第1ベクトルを合成した第1合成ベクトルの向き、および一対の第2駆動磁石621と一対の磁気ヨーク(711)との間の磁気吸引力F1の磁気ヨーク(711)に向く2つの第2ベクトルを合成した第2合成ベクトルの向きは、軸(1b)および軸(1c)を含む平面に対して駆動対象側を向いている。
Description
本発明は、アクチュエータおよびコイルユニットに関し、より詳細には駆動対象を電磁駆動により回転させるアクチュエータおよびコイルユニットに関する。
従来、駆動対象であるカメラを回転させるアクチュエータとしてのカメラ駆動装置がある(例えば、特許文献1)。
特許文献1のカメラ駆動装置は、カメラを搭載する可動ユニットと、第1の駆動部と、第2の駆動部と、検出器とを有している。第1の駆動部は、可動ユニットをパンニング方向およびチルティング方向に電磁駆動により回転させる。第2の駆動部は、ローリング方向に電磁駆動により回転させる。
第1の駆動部は、一対のパンニング駆動磁石と駆動コイルが巻かれた一対のパンニング磁気ヨーク、および一対のチルティング駆動磁石と駆動コイルが巻かれた一対のチルティング磁気ヨークを含んでいる。検出器は、カメラとは反対側に可動ユニットで保持された傾斜検出用磁石と、磁気センサとを含み、可動ユニットのパンニング方向およびチルティング方向に対する回転角度を検出する。
特許文献1のカメラ駆動装置は、一対のパンニング磁気ヨークに巻かれた駆動コイルおよび一対のチルティング磁気ヨークに巻かれた駆動コイルに通電することで、可動ユニットを回転させる。そして、検出器により回転角度を検出している。
近年、アクチュエータとしてのカメラ駆動装置の小型化が望まれている。
本発明は、小型化を図ることができるアクチュエータおよびコイルユニットを提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に係るアクチュエータは、可動ユニットと、固定ユニットと、駆動部とを備える。前記可動ユニットは、駆動対象を保持する。前記固定ユニットは、前記可動ユニットの第1遊嵌面と、嵌め合せる第2遊嵌面を有する。前記駆動部は、前記固定ユニットに対して前記可動ユニットを電磁駆動により回転可能とする。前記第1遊嵌面及び前記第2遊嵌面の一方が凹部を有し、他方が凸状球面を有している。前記可動ユニットの回転の中心点が、前記凹部に前記凸状球面を嵌め合せる嵌合方向上に設けられている。前記駆動部は、一対の第1駆動磁石と、一対の第1磁気ヨークと、一対の第1駆動コイルと、一対の第2駆動磁石と、一対の第2磁気ヨークと、一対の第2駆動コイルとを有している。前記一対の駆動磁石は、前記嵌合方向に直交し前記中心点を通る第1軸と前記嵌合方向とを含む第1平面上に、前記可動ユニットに設けられている。前記一対の第1磁気ヨークは、前記一対の第1駆動磁石に対向し、前記中心点との距離が前記中心点と前記第1駆動磁石との距離よりも長くなるように前記固定ユニットに設けられている。前記一対の第1駆動コイルは、前記一対の第1磁気ヨークに巻かれている。前記一対の第2駆動磁石は、前記嵌合方向および前記第1軸に直交し前記中心点を通る第2軸並びに前記嵌合方向を含む平面上に前記可動ユニットに設けられている。前記一対の第2磁気ヨークは、前記一対の第2駆動磁石に対向し、前記中心点との距離が前記中心点と前記第2駆動磁石との距離よりも長くなるように前記固定ユニットに設けられている。前記一対の第2駆動コイルは、前記一対の第2磁気ヨークに巻かれている。前記可動ユニットが前記第1軸および前記第2軸の双方に対して回転していない中立状態である場合において、前記一対の第1駆動磁石と前記一対の第1磁気ヨークとの間の磁気吸引力の前記第1磁気ヨークに向く2つの第1ベクトルを合成した第1合成ベクトルの向きは、前記第1軸および前記第2軸を含む第2平面に対して前記駆動対象側を向いている。前記一対の第2駆動磁石と前記一対の第2磁気ヨークとの間の磁気吸引力の前記第2磁気ヨークに向く2つの第2ベクトルを合成した第2合成ベクトルの向きは、前記第2平面に対して前記駆動対象側を向いている。
第2の態様のアクチュエータは、第1の態様において、検出部を、さらに備える。前記検出部は、位置検出磁石と、磁気センサとを有し、前記第2平面に対して前記駆動対象とは反対側に設けられている。前記位置検出磁石は、前記可動ユニットに保持されている。前記磁気センサは、前記可動ユニットの回転に伴って前記位置検出磁石が回転することで作用する磁気の変化に基づいて前記可動ユニットの回転を検出する。
第3の態様のアクチュエータでは、第1または第2の態様において、前記可動ユニットが前記第1軸および前記第2軸の双方に対して回転可能な範囲において、前記第1合成ベクトルの向き、および前記第2合成ベクトルの向きは、前記第2平面に対して前記駆動対象側を向いている。
第4の態様のアクチュエータでは、第1~第3のいずれかの態様において、前記中立状態である場合において、前記2つの第1ベクトルのそれぞれの向き、および前記2つの第2ベクトルのそれぞれの向きは、前記第2平面に対して傾斜している。
第5の態様のアクチュエータでは、第1~第4のいずれかの態様において、前記一対の第1駆動磁石と前記一対の第1磁気ヨークとにおいて、対向する前記一対の第1駆動磁石と前記一対の第1磁気ヨークのそれぞれの面は、前記回転の中心点を円弧の中心とする円弧形状の曲面である。前記一対の第2駆動磁石と前記一対の第2磁気ヨークとにおいて、対向する前記一対の第2駆動磁石と前記一対の第2磁気ヨークのそれぞれの面は、前記回転の中心点を円弧の中心とする円弧形状の曲面である。
第6の態様のアクチュエータでは、第1~第5のいずれかの態様において、前記固定ユニットは、前記第2平面に対して前記駆動対象とは反対側に前記可動ユニットが脱落することを防止するための脱落防止部を有している。
第7の態様のアクチュエータでは、第6に態様において、前記脱落防止部は、非磁性である。
第8の態様のアクチュエータでは、第1~第7のいずれかの態様において、前記可動ユニットは、前記一対の第1駆動磁石と前記一対の第2駆動磁石とを取り付けるための複数のアームが設けられた本体部を有している。前記本体部は、前記第2平面に対して前記駆動対象とは反対側にカウンタウエイトを有する。
第9の態様のアクチュエータでは、第8の態様において、前記カウンタウエイトは、非磁性である。
第10の態様のアクチュエータでは、第1~第9のいずれかの態様において、前記一対の第1磁気ヨークおよび前記一対の第2磁気ヨークには、前記嵌合方向を中心に前記可動ユニットを回転させる第3駆動コイルがそれぞれ巻き付けられている。
第11の態様のアクチュエータでは、第1~第10のいずれかの態様において、前記駆動対象は、光学素子を有する。
第12の態様のアクチュエータでは、第1~11のいずれかの態様において、前記駆動対象は、レンズ、受光素子を含むカメラ部である。アクチュエータは、第1端部が前記カメラ部に、第2端部が外部回路に電気的に接続される複数のケーブルを、さらに備える。前記複数のケーブルは、少なくとも2つのケーブル束に分けられている。前記少なくとも2つのケーブル束のそれぞれは、前記第1端部と前記第2端部との間にフレキシブル部を有している。前記少なくとも2つのケーブル束のフレキシブル部のそれぞれは、前記可動ユニットの回転の中心点を中心とする円周上において等間隔に配設されている。前記少なくとも2つのケーブル束の前記フレキシブル部の長さは、同一である。
第13の態様のアクチュエータでは、第12の態様において、前記少なくとも2つのケーブル束のそれぞれは、2本以上のケーブルで構成されている。前記少なくとも2つのケーブル束のそれぞれにおいて、第1クランプと、第2クランプとが、それぞれ設けられている。前記第1クランプは、当該ケーブル束の前記フレキシブル部の一端に当該ケーブル束を結束し、前記可動ユニットに固定される。第2クランプは、当該フレキシブル部の他端に当該ケーブル束を結束し、前記固定ユニットに固定される。前記少なくとも2つのケーブル束のそれぞれの前記第1クランプと前記第2クランプとの間では、当該ケーブル束を構成する前記2本以上のケーブルは互いに分離した状態である。
第14の態様のアクチュエータでは、第13の態様において、前記少なくとも2つのケーブル束における前記フレキシブル部は、前記可動ユニットおよび前記固定ユニットの外側に配設されて湾曲している。
第15の態様のアクチュエータでは、第14の態様において、前記固定ユニットは、前記少なくとも2つのケーブル束の前記第2クランプをそれぞれ保持する少なくとも2つのリブを有している。前記少なくとも2つのリブは、前記可動ユニットが中立状態にある場合に前記カメラ部の光軸と直交する平面に対して前記カメラ部が配置された方向に傾いている。
第16の態様のアクチュエータでは、第15の態様において、前記少なくとも2つのケーブル束のそれぞれにおいて、当該ケーブル束に設けられた前記第2クランプは、移動規制部を有している。前記移動規制部は、前記リブに当接して当該ケーブル束の前記固定ユニットに対する挿抜方向への移動を規制する。
第17の態様のアクチュエータでは、第13~第16のいずれかにおいて、前記可動ユニットは、外周ガイド部を有している。前記外周ガイド部は、前記少なくとも2つのケーブル束のうち少なくとも1つのケーブル束について前記第1端部から前記第1クランプまでの部位の一部を、前記可動ユニットの外周に沿ってガイドする。
第18の態様のコイルユニットは、円弧方向に湾曲し対向する第1曲面および第2曲面を有するコイルボビンと、前記コイルボビンに前記円弧方向に沿って巻き付けられたコイルとを備える。前記第1曲面におけるコイルのピッチと前記第2曲面におけるコイルのピッチとは同一である。
第19の態様のコイルユニットは、第18に態様において、前記第1曲面および前記第2曲面は、複数の溝を有する。または、前記コイルの巻方向と直交する前記第1曲面の両縁および前記コイルの前記巻方向と直交する前記第2曲面の両縁は、複数の溝を有する。
第20の態様のコイルユニットは、第19の態様において、前記第1曲面および前記第2曲面は、前記コイルの巻方向と平行な第1平面および前記巻方向と垂直な第2平面で形成される複数の凸部を、前記円弧方向に連続して設けることで前記複数の溝を有する。または、前記第1曲面における前記両縁および前記第2曲面における前記両縁は、前記コイルの巻方向と平行な第1平面および前記巻方向と垂直な第2平面で形成される複数の凸部を、前記円弧方向に連続して設けることで前記複数の溝を有する。
第21の態様のアクチュエータは、第19または第20のコイルユニットと、前記第1曲面に対向し、円周を前記円弧方向とする回転軸を中心として電磁駆動により前記コイルユニットに対して回転する駆動磁石とを備える。
本発明によれば、アクチュエータの小型化を図ることができる。
以下に説明する各実施形態及び変形例は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、各実施形態及び変形例に限定されない。これらの実施形態及び変形例以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(1)実施形態1
本実施形態のアクチュエータとしてのカメラ駆動装置10について、図1A~図12を用いて説明する。
本実施形態のアクチュエータとしてのカメラ駆動装置10について、図1A~図12を用いて説明する。
カメラ駆動装置10は、図1A、図1B、図2に示すように、第1アッパーリング20、第2アッパーリング21、カメラ部30、可動ユニット60、固定ユニット70、脱落防止部80、プリント基板90、検出部100および駆動部700を備える。
カメラ部30は、撮像素子と、撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるレンズと、レンズを保持するレンズ鏡筒とを含み、撮像素子の撮像面に形成された映像を電気信号に変換する。またカメラ部30には、生成された電気信号を、外部に設けられた画像処理回路(外部回路)に送信するための複数のケーブルがコネクタを介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、複数のケーブルは長さが同一である細線の同軸ケーブルであり、その本数は40本である。複数のケーブル(40本のケーブル)は、10本ずつの4つのケーブル束11Aに分けられている。なお、ケーブルの本数(40本)は一例であって、この本数に限定する趣旨ではない。また、本実施形態及び以降の各実施形態において、説明する図で記載されたケーブルの本数は、説明の都合上、少なく記載している。
可動ユニット60は、カメラホルダ40と、可動ベース部41とを有している(図2参照)。また、固定ユニット70は、可動ユニット60との間に隙間を設けて可動ユニット60を嵌め合せる。可動ユニット60は、固定ユニット70に対して、カメラ部30のレンズの光軸1aを中心に回転(ローリング)する。また、可動ユニット60は、固定ユニット70に対して、軸1bを中心に、軸1cを中心に、それぞれ回転する。ここで、軸1b、軸1cは、可動ユニット60が回転していない状態において可動ユニット60を固定ユニット70に嵌め合せる嵌合方向に直交している。さらに、軸1b、軸1cは、互いに直交している。なお、可動ユニット60の詳細な構成については後述する。カメラ部30は、カメラホルダ40に取り付けられている。可動ベース部41の構成については、後述する。可動ユニット60が回転することでカメラ部30を回転させることができる。なお、本実施形態では、光軸1aが軸1bおよび軸1cの双方と直交している場合に、可動ユニット60(カメラ部30)は中立状態であると定義する。
固定ユニット70は、連結部50と本体部51とを含んでいる(図2参照)。
連結部50は、中央部位から4つの連結棒が延びて設けられている。4つの連結棒のそれぞれは、互いに隣り合う連結棒と略直交している。また、4つの連結棒のそれぞれは、先端部位が、中央部位よりも下方となるように湾曲している。連結部50は、本体部51との間に可動ベース部41を挟み込み、本体部51にねじ止めされる。具体的には、4つの連結棒の先端部が本体部51にねじ止めされる。
固定ユニット70は、可動ユニット60を電磁駆動で回転可能とするために、一対の第1コイルユニット52と、一対の第2コイルユニット53とを有している(図2参照)。一対の第1コイルユニット52は、軸1bを中心として可動ユニット60を回転させ、一対の第2コイルユニット53は、軸1cを中心として可動ユニット60を回転させる。
一対の第1コイルユニット52は、磁性体材料で形成された磁気ヨーク710と、駆動コイル720,730と、磁気ヨークホルダ740,750とを有している(図2、図4A参照)。各磁気ヨーク710は、回転の中心点510を中心とする円弧形状である(図1B、図4A参照)。一対の駆動コイル730は、軸1bを巻方向として一対の磁気ヨーク710に巻き付けられている。磁気ヨーク710に駆動コイル730が巻き付けられた後、磁気ヨーク710の軸1bの方向の両側に磁気ヨークホルダ740、750を、ねじで固定する。その後、駆動コイル720が、可動ユニット60が中立状態である場合の光軸1aを巻方向として磁気ヨーク710に巻き付けられる(図4B参照)。そして、各第1コイルユニット52を、カメラ部30側から見て軸1c上に沿って対向するように、ねじで第1アッパーリング20と本体部51とに固定する(図1A、図2参照)。ここで、本実施形態において、コイルの巻方向とは、巻き数が増える方向である。なお、図2、図3等では、説明の都合上、4つのケーブル束のそれぞれの本数を減らして描いている。
一対の第2コイルユニット53は、磁性体材料で形成された磁気ヨーク711と、駆動コイル721,731と、磁気ヨークホルダ741,751とを有している(図2、図4A参照)。各磁気ヨーク711は、回転の中心点510を中心とする円弧形状である(図1B、図4A参照)。一対の駆動コイル731は、軸1cを巻方向として一対の磁気ヨーク711に巻き付けられている。磁気ヨーク711に駆動コイル731が巻き付けられた後、磁気ヨーク711の軸1cの方向の両側に磁気ヨークホルダ741、751を、ねじで固定する。その後、駆動コイル721が、可動ユニット60が中立状態である場合の光軸1aを巻方向として磁気ヨーク711に巻き付けられる(図4B参照)。そして、一対の第2コイルユニット53を、カメラ部30側から見て軸1b上に沿って対向するように、ねじで第1アッパーリング20と本体部51とに固定する(図1A、図2参照)。
カメラホルダ40に取り付けられたカメラ部30は、可動ベース部41との間に連結部50を挟み込み、可動ユニット60に固定される。第1アッパーリング20は、本体部51との間に可動ユニット60に固定されたカメラ部30を挟み込み、ねじで本体部51に固定される(図2参照)。第2アッパーリング21は、第1アッパーリング20に嵌め込まれる。具体的には、第2アッパーリング21の嵌合部材21aが第1アッパーリング20の隙間20aに嵌合される(図1A、図2参照)。
脱落防止部80は、非磁性である。可動ユニット60の落下を防止するために、脱落防止部80は、開口部706を塞ぐように本体部51に対して連結部50が取り付けられる面とは反対の面にねじで固定される。
プリント基板90には、カメラ部30の回転位置を検出するための複数の磁気センサ92(ここでは4個)、および駆動コイル720,721,730,731に流す電流を制御するための回路などが搭載されている。ここで、磁気センサ92は、例えばホール素子である。
次に、可動ベース部41の構成について説明する。
可動ベース部41は、遊嵌空間を有し、カメラ部30を支持する。可動ベース部41は、本体部601と、第1遊嵌部材602と、一対の第1磁気バックヨーク610と、一対の第2磁気バックヨーク611と、一対の第1駆動磁石620と、一対の第2駆動磁石621とを有している(図3、図5A、図5B参照)。可動ベース部41は、さらにボトムプレート640(カウンタウエイト)と、位置検出磁石650とを有している(図3参照)。
本体部601は、円板部分と、円板部分の外周部からカメラ部30側(上側)に突出する4つの固定部(アーム)とを有している。4つの固定部のうち2つの固定部は、軸1bにおいて対向し、他の2つの固定部は、軸1cにおいて対向している。4つの固定部は、略L字の形状である。以下、当該固定部をL字固定部という。4つのL字固定部は、一対の第1コイルユニット52および一対の第2コイルユニット53と1対1に対向している。
第1遊嵌部材602は、テーパー形状の貫通孔を有している。第1遊嵌部材602は、テーパー形状の貫通孔の内周面を第1遊嵌面670として有している(図3、図5B参照)。第1遊嵌面670は、上述した貫通孔である凹部を有している。第1遊嵌部材602は、第1遊嵌面670が遊嵌空間に露出するように本体部601の円形部にねじで固定される。
一対の第1磁気バックヨーク610は、4つのL字固定部のうち一対の第1コイルユニット52と対向する2つのL字固定部に、1対1に設けられている。一対の第1磁気バックヨーク610は、一対のねじで一対の第1コイルユニット52と対向する2つのL字固定部に固定される。一対の第2磁気バックヨーク611は、4つのL字固定部のうち一対の第2コイルユニット53と対向する2つのL字固定部に、1対1に設けられている。一対の第2磁気バックヨーク611は、一対のねじで一対の第2コイルユニット53と対向する2つのL字固定部に固定される。
一対の第1駆動磁石620において一対の第1コイルユニット52と対向する面625は、回転の中心点510を中心とする円弧形状の曲面であり、面625の曲面の円弧の中心は磁気ヨーク710の曲面の円弧の中心と同じである(図1B、図5A参照)。一対の第2駆動磁石621において一対の第2コイルユニット53と対向する面626は、回転の中心点510を中心とする円弧形状の曲面であり、面626の曲面の円弧の中心は磁気ヨーク711の曲面の円弧の中心と同じである(図1B、図5A参照)。
一対の第1駆動磁石620は、一対の第1磁気バックヨーク610に1対1に設けられ、一対の第2駆動磁石621は、一対の第2磁気バックヨーク611に1対1に設けられている。これにより、一対の第1駆動磁石620は、一対の第1コイルユニット52と対向し、一対の第2駆動磁石621は、一対の第2コイルユニット53と対向している。つまり、各第1駆動磁石620は、カメラ部30側から見て軸1c上に沿って対向するように配置され、各第2駆動磁石621は、カメラ部30側から見て軸1b上に沿って対向するように配置される。言い換えると、各第1駆動磁石620は軸1cと嵌合方向とを含む平面上に配置され、各第2駆動磁石621は軸1bと嵌合方向とを含む平面上に配置される。
また、上述したように、本体部601のL字固定部のそれぞれについて、当該L字固定部のうち円板部分の外周部から延びて設けられている部位は、円板部分を含む平面に対してカメラ部30の方向に傾いている。そのため、各第1駆動磁石620の中心から回転の中心点510までの直線と、軸1cとの間の角度はθdとなっている(図5A参照)。同様に、各第2駆動磁石621の中心から回転の中心点510までの直線と、軸1bとの間の角度はθdとなっている(図5A参照)。ここで、θdは、10度~25度程度が好ましい。特に、θdは、15度であることが好ましい。また、図5Aに記載の軸1dは、軸1bおよび軸1cの双方に直交している。カメラ部30が中立状態である場合には、カメラ部30の光軸1aと軸1dとは一致する。
ボトムプレート640は、非磁性であり、例えば真鍮で形成されている。ボトムプレート640は、本体部601において第1遊嵌部材602が設けられた面とは反対側の面に設けられ、可動ユニット60(可動ベース部41)の底部を形成する。ボトムプレート640は、ねじで本体部601に固定される。ボトムプレート640は、カウンタウエイトとして機能する。ボトムプレート640をカウンタウエイトとして機能させることで、回転の中心点510と、可動ユニット60の重心とを一致させることができる。そのため、可動ユニット60の全体に外力が加わった場合、可動ユニット60が軸1bを中心に回転するモーメントおよび軸1cを中心に回転するモーメントは小さくなる。これにより、小さな駆動力で可動ユニット60(カメラ部30)を中立状態に維持したり、軸1bおよび軸1cを中心に回転させたりすることができる。よって、カメラ駆動装置10の消費電力を低減させることができる。特に、可動ユニット60を中立状態に維持するために必要な駆動電流をほとんどゼロにすることも可能である。
位置検出磁石650は、ボトムプレート640の露出面のうち中央部位に設けられている。プリント基板90に設けられた4つの磁気センサ92と、位置検出磁石650とが、検出部100を構成する(図1B参照)。
プリント基板90に設けられた4つの磁気センサ92は、可動ユニット60が回転すると、可動ユニット60の回転に応じて位置検出磁石650の位置が変化することで、4つの磁気センサ92に作用する磁力が変化する。4つの磁気センサ92は、位置検出磁石650の回転により作用する磁力変化を検出し、軸1b、軸1cに対する2次元の回転角度を算出する。4つの磁気センサ92は、軸1b、1cを含む平面に平行にプリント基板90に配置される(図6参照)。このとき、4つの磁気センサ92は、可動ユニット60が中立状態である場合における光軸1a方向に対して、一対の第1駆動磁石620および一対の第2駆動磁石621のいずれにも重ならないように配置される。具体的には、4つの磁気センサ92のうち2つの磁気センサ92(図7の磁気センサ92a、92b)は、軸1b、1cとそれぞれ45度の角度で交差する軸1eに平行に配置される。残りの2つの磁気センサ92(図7の磁気センサ92c、92d)は、軸1b、1cとそれぞれ45度の角度で交差する軸1fに平行に配置される。これにより、一対の第1駆動磁石620の磁力および一対の第2駆動磁石621の磁力の影響がより小さくなるので、カメラ部30の回転位置をより正確に検出することができる。また、第1コイルユニット52、第2コイルユニット53に電流が流れたときに発生する磁力の影響を磁気センサ92に対して小さくすることができる。また、カメラ駆動装置10は、4つの磁気センサ92とは別の磁気センサであって光軸1aを中心とした可動ユニット60(カメラ部30)の回転を検出する磁気センサを有している。なお、光軸1aを中心とした回転を検出するセンサは、磁気センサに限らない。光軸1aを中心とした回転を検出するセンサは、ジャイロであってもよい。
連結部50は、連結部50の中央部分(4つの連結棒が湾曲していることにより形成された凹部)に球状の第2遊嵌部材501を有している(図1B、図3参照)。第2遊嵌部材501は、凸状球面を有する第2遊嵌面502(図6参照)を含んでいる。球状の第2遊嵌部材501は、連結部50の中央部分(凹部)に接着剤で固定されている。これにより、球状の第2遊嵌部材501が凹部に埋め込まれない支持構成の場合と比較して、可動ユニット60が中立状態である場合の連結部50の光軸1a方向の長さ(高さ)を小さくすることができる。つまり、カメラ駆動装置10の低背化を実現することができる。
連結部50と第1遊嵌部材602とが結合する。具体的には、第1遊嵌部材602の第1遊嵌面670は、第2遊嵌部材501の第2遊嵌面502と僅かな隙間を介して嵌め合せるように点または線接触する。これにより、連結部50は、可動ユニット60が回転可能となるように可動ユニット60をピボット支持することができる。ここで、球状の第2遊嵌部材501の中心が、回転の中心点510となる。つまり、回転の中心点510は、上述した嵌合方向上に設けられている。本実施形態では、連結部50は4つの連結棒を有しており、2つの場合と比較してピボット支持をより安定させることができる。
第2遊嵌部材501の中心(中心点510)は、第1遊嵌面670の凹部外に位置している(図1B、図6参照)。中心点510が、第1遊嵌面670の凹部内に位置する場合と比較して、第1遊嵌面670の高さを低くでき第1遊嵌面670と連結部50との接触しない可動範囲が拡大するので、可動ユニット60の可動範囲を広くすることができる。
脱落防止部80は、凹部の内周面を有しており、位置検出磁石650を覆うように本体部51に固定される。脱落防止部80の凹部の内周面は、ボトムプレート640の底部との間に隙間が設けられている。脱落防止部80の凹部の内周面およびボトムプレート640の底部の外周面は、互いに対向する曲面を有している。このとき、脱落防止部80の凹部の内周面と、位置検出磁石650との間にも隙間が設けられている。この隙間は、ボトムプレート640や位置検出磁石650が脱落防止部80と接触した場合であっても、第1駆動磁石620および第2駆動磁石621の各々の磁気により第1駆動磁石620および第2駆動磁石621の各々が元の位置に戻ることができる距離である。これにより、カメラ部30がプリント基板90方向に押し込まれた場合であっても、脱落を防止するとともに、一対の第1駆動磁石620および一対の第2駆動磁石621を元の位置に戻すことができる。
なお、位置検出磁石650は、ボトムプレート640の底部の外周よりボトムプレート640の内側に配設されることが好ましい。
ここで、一対の第1駆動磁石620は、吸着用磁石として機能し、対向する磁気ヨーク710との間に磁気吸引力F1が発生する。第1駆動磁石620と磁気ヨーク710との間に発生する磁気吸引力F1の吸引力の向き(第1ベクトルの向き)は、図1Bに示すように、第1駆動磁石620から磁気ヨーク710に向いている。また、一対の第2駆動磁石621は、吸着用磁石として機能し、対向する磁気ヨーク711との間にも磁気吸引力F1が発生する。第2駆動磁石621と磁気ヨーク711との間に発生する磁気吸引力F1の吸引力の向き(第2ベクトルの向き)は、図1Bに示すように、第2駆動磁石621から磁気ヨーク711に向いている。
実際には、可動ユニット60が中立状態の場合において、回転の中心点510、磁気ヨーク710の中心位置および第1駆動磁石620の中心位置を結ぶ中心線の軸1cに対する傾斜角度は、図1Bに示すように軸1cに対して上向きのθdとなっている。また同様に、可動ユニット60が中立状態の場合において、回転の中心点510、磁気ヨーク711の中心位置および第2駆動磁石621の中心位置を結ぶ中心線の軸1bに対する傾斜角度は、軸1bに対して上向きのθdとなっている。磁気吸引力は互いに引き合う力であるため、可動ユニット60が中立状態である場合の磁気吸引力のベクトル(第1ベクトル、第2ベクトル)は、回転の中心点510、磁気ヨーク710の中心位置および第1駆動磁石620の中心位置を結ぶ中心線と平行になる。または、磁気吸引力のベクトルは、中心線と一致する。本実施形態では、磁気吸引力のベクトルは、中心線と一致している(図1B参照)。そのため、一対の第1駆動磁石620と、対向する磁気ヨーク710との間に発生する2つの磁気吸引力F1のベクトルの交点は、回転の中心点510と一致する。一対の第2駆動磁石621と、対向する磁気ヨーク711との間に発生する2つの磁気吸引力F1のベクトルの交点は、回転の中心点510と一致する。
磁気吸引力F1のベクトルと中心線との関係から、磁気吸引力のベクトルと軸1bとの間の角度は、傾斜角度θdとなる。そのため、可動ユニット60が中立状態である場合には、磁気ヨーク711と第2駆動磁石621との間の磁気吸引力F1は、図1Bに示すように、軸1b,1cを含む平面に対して検出部100とは反対側に発生する。なお、磁気ヨーク710と第1駆動磁石620とにおいても磁気吸引力F1は、軸1b,1cを含む平面に対して検出部100とは反対側に発生する。
図1Bに示すように、磁気吸引力F1は、固定ユニット70の第2遊嵌部材501の第1遊嵌部材602に対する垂直抗力となる。また、一対の第1駆動磁石620と、対向する磁気ヨーク710との間に発生する2つの磁気吸引力F1は、可動ユニット60が中立状態である場合の光軸1a方向の合成ベクトルである磁気吸引力F2を発生させる。一対の第2駆動磁石621と、対向する磁気ヨーク711との間に発生する2つの磁気吸引力F1も、可動ユニット60が中立状態である場合の光軸1a方向の合成ベクトルである磁気吸引力F2を発生させる。この力のバランスは、ヤジロベエの力学構成に似ており、可動ユニット60は安定して3軸方向に回転することができる。
ここで、一対の第1駆動磁石620と磁気ヨーク710との間で発生する磁気吸引力F1の合成ベクトルである磁気吸引力F2の向きは、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して検出部100とは反対側に向いている(図1B参照)。つまり、一対の第1駆動磁石620と一対の磁気ヨーク710との間の磁気吸引力F1の磁気ヨーク710に向く2つの第1ベクトルを合成した第1合成ベクトル(磁気吸引力F2)の向きは、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して駆動対象(カメラ部30)側を向いている。
また同様に、一対の第2駆動磁石621と磁気ヨーク711との間で発生する磁気吸引力F1の合成ベクトルである磁気吸引力F2の向きも、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して検出部100とは反対側に向いている(図1B参照)。つまり、一対の第1駆動磁石620と一対の磁気ヨーク710との間の磁気吸引力F1の磁気ヨーク711に向く2つの第1ベクトルを合成した第1合成ベクトル(磁気吸引力F2)の向きは、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して駆動対象(カメラ部30)側を向いている。
本実施形態では、上述した一対の第1コイルユニット52、一対の第2コイルユニット53、一対の第1駆動磁石620および一対の第2駆動磁石621が駆動部700を構成する。また、駆動部700は、軸1bを中心に可動ユニット60を回転させる第1駆動部、軸1cを中心に可動ユニット60を回転させる第2駆動部および光軸1aを中心に可動ユニット60を回転させる第3駆動部を含んでいる。
第1駆動部は、一対の第1コイルユニット52における一対の磁気ヨーク710および一対の駆動コイル720と、一対の第1駆動磁石620とを含んでいる。第2駆動部は、一対の第2コイルユニット53における一対の磁気ヨーク711および一対の駆動コイル721と、一対の第2駆動磁石621を含んでいる。第3駆動部は、一対の第1コイルユニット52における一対の磁気ヨーク710および一対の駆動コイル730と、一対の第2コイルユニット53における一対の磁気ヨーク711および一対の駆動コイル731と、一対の第1駆動磁石620と、一対の第2駆動磁石621とを含んでいる。
本実施形態では、上述したように、複数のケーブル(40本のケーブル)が10本ずつ4つのケーブル束11Aに分けられている。4つのケーブル束11Aは、可動ユニット60の可動の中心(中心点510)から外方に向って可動ユニット60(カメラホルダ40)から引き出され、固定ユニット70に引き込まれる(図8、図9A、図9B参照)。これにより、4つのケーブル束は、可動ユニット60および固定ユニット70の外側に配設される。
4つのケーブル束11Aのそれぞれの一部は、各第1駆動磁石620および各第2駆動磁石621(各第1コイルユニット52および各第2コイルユニット53)が配置されることで生じる4つの空間に、それぞれ配設される(図9A、図9B、図10参照)。具体的には、4つのケーブル束11Aのうち2つのケーブル束11A(図9A、図10のケーブル束11Aa,11Ab)は、カメラ部30側から見て、軸1b、1cとそれぞれ45度の角度で交差する軸1eに沿うように配置される。残りの2つのケーブル束11A(図9A、図10のケーブル束11Ac,11Ad)は、カメラ部30側から見て、軸1b、1cとそれぞれ45度の角度で交差する軸1fに沿うように配置される。
また、4つのケーブル束11Aは、軸1bと軸1cとを含む平面に対してカメラ部30の方向に傾いて引き出されている。4つのケーブル束11Aが可動ユニット60から引き出される角度は、45度程度であることが好ましい。
固定ユニット70の本体部51は、4つのケーブル束11Aを引き入れるための4つの引入部703が設けられている(図2参照)。4つの引入部703は、一対の第1コイルユニット52および一対の第2コイルユニット53(一対の第1駆動磁石620および一対の第2駆動磁石621)が配置されることで生じる(形成される)4つの空間に、1対1に設けられる(図2、図8参照)。4つの引入部703は、軸1bと軸1cとを含む平面に対してカメラ部30の方向に傾いて本体部51に設けられている(図8参照)。
4つの引入部703は、第1部材704と、板形状の第2部材705とを有している。第1部材704は、第2部材705と対向する面に溝を有している。4つのケーブル束11Aが、対応する引入部703の第1部材704の溝に装着される。ケーブル束11Aが第1部材704に装着された後、装着されたケーブル束11Aを第2部材705で覆い、第2部材705をねじで第1部材704に固定する。
4つのケーブル束11Aにおいて、可動ユニット60から引き出され、固定ユニット70に引入れられるまでの部位(露出した部位)の長さは同一である。
本実施形態のカメラ駆動装置10は、一対の駆動コイル720と一対の駆動コイル721に同時に通電することで、可動ユニット60を2次元的に回転させることができる。図11は、一対の駆動コイル720と一対の駆動コイル721に同時に通電して、可動ユニット60が軸1bを中心に回転し、かつ軸1cを中心に回転し、軸1dの方向から軸1fの方向に角度θxyに回転した状態を示す斜視図である。
角度θxyの範囲(可動範囲)は、第2遊嵌部材501の中心(中心点510)と第1遊嵌面670の凹部との位置関係に依存する。本実施形態では、上述したように、第2遊嵌部材501の中心(中心点510)を、第1遊嵌面670の凹部の外側に位置させることで、可動ユニット60の可動範囲を広く確保している。第2遊嵌部材501の中心(中心点510)と、第1遊嵌面670の凹部との位置関係を調整することで、可動ユニット60の可動範囲を調整することができる。可動ユニット60の可動範囲(角度θxy)は、0度~45度が好ましい。特に、可動範囲は、20度~30度が好ましく、最も25度が最適である。
また、カメラ駆動装置10は、一対の駆動コイル730と一対の駆動コイル731に同時に通電することで、可動ユニット60を光軸1aを中心に回転(ローリング)させることもできる。
次に、カメラ部30が回転したことによる可動ユニット60と検出部100の位置変化について、図1B、図12A、図12Bを用いて説明する。
図12Aは、一対の駆動コイル721に通電して、可動ユニット60が軸1cを中心に回転した状態を示す平面図である。また、図12Bは一対の駆動コイル721に通電して、可動ユニット60が軸1cを中心に回転した状態を示す断面図である。なお、図12A,12Bでは、第2アッパーリング21を省略している。
一方、例えば図12Aに示すように、可動ユニット60が軸1cを中心に回転した場合、各第2駆動磁石621(621a,621b)のうちの1つの第2駆動磁石621(621a)の中心部は、中心点510を含む平面に対して検出部100側に移動する(図12B参照)。
可動ベース部41の各L字固定部は、可動ベース部41の円形部を含む平面に対してカメラ部30の方向に傾いている。そのため、第2駆動磁石621aを固定するL字固定部は、固定ユニット70の本体部51の上面51aより磁気センサ92側へ移動することはない。つまり、第2駆動磁石621aの両端部のうち検出部100に近い端部は、位置検出磁石650と磁気センサ92との間の位置まで移動することはない。
また、可動ユニット60が軸1bを中心に回転した場合であっても、同様に、第1駆動磁石620の両端部のうち検出部100に近い端部は、位置検出磁石650と磁気センサ92との間の位置まで移動することはない。
したがって、可動ユニット60が回転した後であっても、検出部100は、一対の第1駆動磁石620の磁力および一対の第2駆動磁石621の磁力の影響を受ける可能性は小さくなる。つまり、可動ユニット60が回転した後であっても、検出部100は、カメラ部30の回転位置をより正確に検出することができる。
また、上述したように、可動ユニット60が回転した場合であっても、第1駆動磁石620(第2駆動磁石621)の両端部のうち検出部100に近い端部は、位置検出磁石650と磁気センサ92との間の位置まで移動することはない。そのため、可動ユニット60が軸1bを中心に回転した場合であっても、磁気吸引力F2の向きは、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して検出部100とは反対側に向いている(図1B参照)。また同様に、可動ユニット60が軸1cを中心に回転した場合であっても、磁気吸引力F2の向きも、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して検出部100とは反対側に向いている(図1B参照)。
(実施形態1のまとめ)
(1.1)アクチュエータ(カメラ駆動装置10)は、可動ユニット60と、固定ユニット70と、駆動部700と、検出部100とを備える。可動ユニット60は、駆動対象(カメラ部30)を保持している。固定ユニット70は、可動ユニット60との間に隙間を設けて可動ユニット60を嵌め合せる。駆動部700は、固定ユニット70に対して可動ユニット60を電磁駆動により回転可能とする。検出部100は、可動ユニット60に保持された位置検出磁石650と、磁気センサ92とを有する。磁気センサ92は、可動ユニット60の回転に伴って位置検出磁石650が回転することで作用する磁気の変化に基づいて可動ユニット60の回転を検出する。可動ユニット60の回転の中心点510が、可動ユニット60を固定ユニット70に嵌め合せる嵌合方向上に設けられている。駆動部700は、一対の第1駆動磁石620と、一対の第1磁気ヨーク(磁気ヨーク710)と、一対の第1磁気ヨークに巻かれた一対の第1駆動コイル(駆動コイル720)と、一対の第2駆動磁石621と、一対の第2磁気ヨーク(磁気ヨーク711)と、一対の磁気ヨーク711に巻かれた一対の第2駆動コイル(駆動コイルと721)を有する。一対の第1駆動磁石620は、嵌合方向に直交し中心点510を通る第1軸(軸1c)と嵌合方向とを含む平面上に、可動ユニット60に設けられている。一対の磁気ヨーク710は、一対の第1駆動磁石620に対向するように固定ユニット70に設けられている。一対の第2駆動磁石621は、嵌合方向および第1軸に直交し中心点510を通る第2軸(軸1b)並びに嵌合方向を含む平面上に可動ユニット60に設けられている。一対の第2磁気ヨークは、一対の第2駆動磁石621に対向するように固定ユニット70に設けられている。可動ユニット60が第1軸および第2軸の双方に対して回転していない中立状態である場合において、一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1の合成ベクトルの向き、および一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1の合成ベクトルの向きは、第1軸および第2軸を含む平面に対して検出部100とは反対側に向いている。
(1.1)アクチュエータ(カメラ駆動装置10)は、可動ユニット60と、固定ユニット70と、駆動部700と、検出部100とを備える。可動ユニット60は、駆動対象(カメラ部30)を保持している。固定ユニット70は、可動ユニット60との間に隙間を設けて可動ユニット60を嵌め合せる。駆動部700は、固定ユニット70に対して可動ユニット60を電磁駆動により回転可能とする。検出部100は、可動ユニット60に保持された位置検出磁石650と、磁気センサ92とを有する。磁気センサ92は、可動ユニット60の回転に伴って位置検出磁石650が回転することで作用する磁気の変化に基づいて可動ユニット60の回転を検出する。可動ユニット60の回転の中心点510が、可動ユニット60を固定ユニット70に嵌め合せる嵌合方向上に設けられている。駆動部700は、一対の第1駆動磁石620と、一対の第1磁気ヨーク(磁気ヨーク710)と、一対の第1磁気ヨークに巻かれた一対の第1駆動コイル(駆動コイル720)と、一対の第2駆動磁石621と、一対の第2磁気ヨーク(磁気ヨーク711)と、一対の磁気ヨーク711に巻かれた一対の第2駆動コイル(駆動コイルと721)を有する。一対の第1駆動磁石620は、嵌合方向に直交し中心点510を通る第1軸(軸1c)と嵌合方向とを含む平面上に、可動ユニット60に設けられている。一対の磁気ヨーク710は、一対の第1駆動磁石620に対向するように固定ユニット70に設けられている。一対の第2駆動磁石621は、嵌合方向および第1軸に直交し中心点510を通る第2軸(軸1b)並びに嵌合方向を含む平面上に可動ユニット60に設けられている。一対の第2磁気ヨークは、一対の第2駆動磁石621に対向するように固定ユニット70に設けられている。可動ユニット60が第1軸および第2軸の双方に対して回転していない中立状態である場合において、一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1の合成ベクトルの向き、および一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1の合成ベクトルの向きは、第1軸および第2軸を含む平面に対して検出部100とは反対側に向いている。
従来のアクチュエータとしてのカメラ駆動装置では、駆動磁石は、磁気センサで回転を検出(回転角度を検出)する検出部と回転の中心点との間の空間に位置している。そのため、駆動磁石の磁力が検出部の磁気センサに影響を与え、カメラ等の駆動対象の回転に対して検出部が正確な回転角度を検出できない可能性が高い。
上記(1.1)によると、可動ユニット60が中立状態である場合において、一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1の合成ベクトルである磁気吸引力F2の向きは、軸1bおよび1c軸を含む平面に対して検出部100とは反対側に発生する。また、可動ユニット60が中立状態である場合において、一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1の合成ベクトルである磁気吸引力F2の向きは、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して検出部100とは反対側に発生する。そのため、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して検出部100と同じ側に合成ベクトルである磁気吸引力F2が発生する場合と比較して、一対の第1駆動磁石620の磁力および一対の第2駆動磁石621の磁力が、検出部100に与える影響は小さい。したがって、本実施形態のカメラ駆動装置10は、駆動対象の回転に対してより正確な回転角度を検出することができる。
(1.2)上記(1.1)におけるアクチュエータでは、可動ユニット60が第1軸および第2軸の双方に対して回転可能な範囲において、一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークとの間における合成ベクトルの向き、および一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークとの間における合成ベクトルの向きは、第1軸および第2軸を含む平面に対して検出部100とは反対側に向いている。
上記(1.2)によると、可動ユニット60が回転した場合であっても、一対の第1駆動磁石620の磁力および一対の第2駆動磁石621の磁力が、検出部100に与える影響は小さい。そのため、可動ユニット60が回転した場合であっても、本実施形態のカメラ駆動装置10は、駆動対象(例えばカメラ部30)の回転に対してより正確な回転角度を検出することができる。
(1.3)上記(1.1)又は(1.2)におけるアクチュエータでは、可動ユニット60が中立状態である場合において、一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1のベクトルの向き、および一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1のベクトルの向きは、第1軸および第2軸を含む平面に対して傾斜している。
上記(1.3)によると、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して検出部100と同じ側に磁気吸引力が発生する場合と比較して、一対の第1駆動磁石620の磁力および一対の第2駆動磁石621の磁力が、検出部100に与える影響は小さい。したがって、本実施形態のカメラ駆動装置10は、駆動対象(例えばカメラ部30)の回転に対してより正確な回転角度を検出することができる。
(1.4)上記(1.1)~(1.3)のいずれかのアクチュエータでは、一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークとにおいて、対向する一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークのそれぞれの面は、回転の中心点510を円弧の中心とする円弧形状の曲面である。一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークとにおいて、対向する一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークのそれぞれの面は、回転の中心点510を円弧の中心とする円弧形状の曲面である。
上記(1.4)によると、第1駆動磁石620と磁気ヨーク710との隙間、および第2駆動磁石621と磁気ヨーク711との隙間は、それぞれ一定となる。そのため、可動ユニット60が回転した場合であっても、各隙間を一定に保つことができる。
(1.5)上記(1.1)~(1.4)のいずれかのアクチュエータでは、固定ユニット70は、可動ユニット60で保持されている位置検出磁石650と、磁気センサ92との間に可動ユニット60が脱落することを防止するための脱落防止部80を有している。
上記(1.5)によると、可動ユニット60が脱落することを防止することができる。
(1.6)上記(1.5)において、脱落防止部80は、非磁性である。
上記(1.6)によると、位置検出磁石650と磁気センサ92との間に脱落防止部80が設けられていても、検出部100は可動ユニット60の回転検出を正確に行うことができる。
(1.7)上記(1.1)~(1.6)のいずれかのアクチュエータでは、可動ユニット60は、一対の第1駆動磁石620と一対の第2駆動磁石621とを取り付けるための複数のアームが設けられた本体部601を有している。本体部601は、第1軸および第2軸を含む平面に対して検出部100と同じ側にカウンタウエイト(ボトムプレート640)を有する。
上記(1.7)によると、カメラ駆動装置10は、回転の中心点510と、可動ユニット60の重心とを一致させることができる。そのため、可動ユニット60が軸1bを中心に回転するモーメントおよび軸1cを中心に回転するモーメントは小さくなるため、小さな駆動力で可動ユニット60を中立状態に維持したり、軸1bおよび軸1cを中心に回転させたりすることができる。よって、カメラ駆動装置10の消費電力を低減させることができる。
(1.8)上記(1.7)のアクチュエータでは、カウンタウエイトは、非磁性である。
上記(1.8)によると、検出部100は、ボトムプレート640からの影響を受けることなく可動ユニット60の回転検出を正確に行うことができる。
(1.9)上記(1.1)~(1.8)のいずれかのアクチュエータでは、一対の第1磁気ヨークおよび一対の第2磁気ヨークには、嵌合方向を中心に可動ユニット60を回転させる第3駆動コイル(駆動コイル730,731)がそれぞれ巻き付けられている。
上記(1.9)によると、カメラ駆動装置10は、電磁駆動により、嵌合方向(光軸1a)を中心に可動ユニット60(カメラ部30)を回転(ローリング)させることができる。
(1.10)上記(1.1)~(1.9)のいずれかのアクチュエータは、駆動対象としてカメラ部30を、さらに備える。カメラ部30は、第1軸および第2軸を含む平面に対して検出部100とは反対側に設けられている。
上記(1.10)によると、カメラ駆動装置10は、カメラ部30の回転に対してより正確な回転角度を検出することができる。
(2)実施形態2
本実施形態では、上述したカメラ駆動装置10について、配線に関連する構成を中心に、図13A~図20を用いて説明する。以下、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。なお、本実施形態では、実施形態1で説明した第2アッパーリング21を省略して説明する。第2アッパーリング21を省略して説明するため、本実施形態では第1アッパーリング20をアッパーリング20として記載する。
本実施形態では、上述したカメラ駆動装置10について、配線に関連する構成を中心に、図13A~図20を用いて説明する。以下、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。なお、本実施形態では、実施形態1で説明した第2アッパーリング21を省略して説明する。第2アッパーリング21を省略して説明するため、本実施形態では第1アッパーリング20をアッパーリング20として記載する。
カメラ駆動装置10は、図13A、図14に示すように、複数のケーブル11と、アッパーリング20と、カメラ部30と、可動ユニット60と、固定ユニット70と、脱落防止部80と、プリント基板90,91とを備えている。
複数のケーブル11は、カメラ部30に電気的に接続されたコネクタ301に接続されている(図19A参照)。カメラ部30は、生成された電気信号を、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)方式により複数のケーブル11を介して外部に設けられた画像処理回路15(外部回路)に送信する(図20参照)。なお、本実施形態では、実施形態1と同様に、複数のケーブル11は長さが同一である細線の同軸ケーブルであり、その本数は40本である。また、LVDS方式は一例であって、この方式に限定する趣旨ではない。また、ケーブルの本数(40本)は一例であって、この本数に限定する趣旨ではない。
複数のケーブル11(40本のケーブル)は、10本ずつの4つのケーブル束11Aに分けられている。4つのケーブル束11Aは、コネクタ301に接続されている一端から中央寄りに第1クランプ120が設けられ、他端から中央寄りに第2クランプ130が設けられている(図18A、図18B参照)。4つのケーブル束11Aにおいて、第1クランプ120から第2クランプ130までの部位をフレキシブル部110~113とする。フレキシブル部110~113の長さは、同一である。
本実施形態の可動ユニット60は、実施形態1と同様に、カメラホルダ40と、可動ベース部41とを有している(図14参照)。可動ユニット60は、固定ユニット70に対して、光軸1a、軸1c、軸1cのそれぞれを中心に、回転する。
固定ユニット70は、実施形態1と同様に、連結部50と本体部51とを含んでいる(図14参照)。
固定ユニット70は、実施形態1と同様に、一対の第1コイルユニット52と、一対の第2コイルユニット53とを有している(図14参照)。
一対の第1コイルユニット52は、実施形態1と同様に、磁気ヨーク710と、駆動コイル720,730と、磁気ヨークホルダ740,750とを有している(図14参照)。磁気ヨーク710に駆動コイル730が巻き付けられた後、磁気ヨークホルダ740、750は、磁気ヨーク710の両側に4本のねじ770で固定される(図14参照)。一対の第1コイルユニット52は、4本のねじ760でアッパーリング20と本体部51とに固定される(図14、図16B参照)。
一対の第2コイルユニット53は、実施形態1と同様に、磁気ヨーク711と、駆動コイル721,731と、磁気ヨークホルダ741,751とを有している(図14参照)。
磁気ヨーク711に駆動コイル731が巻き付けられた後、磁気ヨークホルダ741、751は、磁気ヨーク711の両側に4本のねじ771で固定される(図14参照)。一対の第2コイルユニット53は、4本のねじ761でアッパーリング20と本体部51とに固定される(図14、図16B参照)。
アッパーリング20は、本体部51との間に可動ユニット60に固定されたカメラ部30を挟み込み、8本のねじ701で本体部51に固定される(図14参照)。
脱落防止部80は、図14に示すように、開口部706を塞ぐように本体部51に対して連結部50が取り付けられる面とは反対の面に4本のねじ81で固定される。
プリント基板90,91には、カメラ部30の回転位置を検出するための複数の磁気センサ92(ここでは4個)、および駆動コイル720,721,730,731に流す電流を制御するための回路などが搭載されている。ここで、磁気センサ92は、実施形態1と同様に、例えばホール素子である。
次に、可動ベース部41の構成について説明する。
可動ベース部41は、遊嵌空間を有し、カメラ部30を支持する。可動ベース部41は、実施形態1と同様に、本体部601と、第1遊嵌部材602と、一対の第1磁気バックヨーク610と、一対の第2磁気バックヨーク611と、一対の第1駆動磁石620と、一対の第2駆動磁石621とを有している(図15参照)。可動ベース部41は、さらにボトムプレート640と、位置検出磁石650とを有している(図15参照)。
本体部601は、実施形態1と同様に、円板部分と、円板部分の外周部からカメラ部30側(上側)に突出する4つの固定部(L字固定部)とを有している。4つのL字固定部のカメラ部30側(上側)に突出する先端部と、カメラホルダ40とが、ねじ410で固定される(図15参照)。
第1遊嵌部材602は、実施形態1と同様に、テーパー形状の貫通孔の内周面を第1遊嵌面670として有している(図15、図17B参照)。第1遊嵌部材602は、図15に示すように、第1遊嵌面670が遊嵌空間に露出するように本体部601の円板部分に4つのねじ603で固定される。
一対の第1磁気バックヨーク610は、一対のねじ630で一対の第1コイルユニット52と対向する2つのL字固定部に固定される(図15参照)。一対の第2磁気バックヨーク611は、一対のねじ631で一対の第2コイルユニット53と対向する2つのL字固定部に固定される(図15参照)。
実施形態1と同様に、一対の第1駆動磁石620は一対の第1磁気バックヨーク610に1対1に設けられ、一対の第2駆動磁石621は一対の第2磁気バックヨーク611に1対1に設けられている。
ボトムプレート640は、非磁性であり、例えば真鍮で形成されている。ボトムプレート640は、実施形態1と同様に、可動ユニット60(可動ベース部41)の底部を形成する。ボトムプレート640は、図15に示すように、4つのねじ660で本体部601に固定され、カウンタウエイトとして機能する。
位置検出磁石650は、ボトムプレート640の露出面のうち中央部位に設けられている。
プリント基板90には、実施形態1と同様に4つの磁気センサ92が設けられている。磁気センサ92は、実施形態1と同様に、軸1b、軸1cに対する2次元の回転角度を算出する。また、カメラ駆動装置10は、実施形態1と同様に、光軸1aを中心とした可動ユニット60(カメラ部30)の回転を検出する磁気センサを有している。なお、光軸1aを中心とした回転を検出するセンサは、磁気センサに限らない。光軸1aを中心とした回転を検出するセンサは、ジャイロであってもよい。
連結部50は、実施形態1と同様に、球状の第2遊嵌部材501を有している(図15参照)。第2遊嵌部材501は、凸状球面を有する第2遊嵌面502(図17A、図17B参照)を含んでいる。第1遊嵌部材602の第1遊嵌面670は、第2遊嵌部材501の第2遊嵌面502と僅かな隙間を介して嵌め合せるように点または線接触する。これにより、連結部50は、実施形態1と同様に、可動ユニット60が回転可能となるように可動ユニット60をピボット支持することができる。
脱落防止部80は、実施形態1と同様に、凹部の内周面801(図17B参照)を有しており、位置検出磁石650を覆うように本体部51に固定される。脱落防止部80の凹部の内周面は、ボトムプレート640の底部との間に隙間が設けられている。脱落防止部80の凹部の内周面およびボトムプレート640の底部の外周面は、互いに対向する曲面を有している。このとき、脱落防止部80の凹部の内周面801と、位置検出磁石650との間にも隙間が設けられている。
なお、位置検出磁石650は、ボトムプレート640の底部の外周よりボトムプレート640の内側に配設されることが好ましい。
本実施形態において、一対の第1駆動磁石620は、吸着用磁石として機能し、対向する磁気ヨーク710との間に磁気吸引力が発生する。また、一対の第2駆動磁石621は、吸着用磁石として機能し、対向する磁気ヨーク711との間に磁気吸引力が発生する。磁気吸引力については、実施形態1で説明しているので、ここでの説明は省略する。
本実施形態では、実施形態1と同様に、4つのケーブル束11Aは、可動ユニット60の可動の中心(第2遊嵌部材501の中心)から外方に向って可動ユニット60(カメラホルダ40)から引き出され、固定ユニット70に引き込まれる(図16A、図16B、図17B参照)。これにより、4つのケーブル束11A(具体的には、フレキシブル部110~113)は、可動ユニット60および固定ユニット70の外側に配設されて湾曲している。
カメラホルダ40は、4つのケーブル束11Aを、一対の第1駆動磁石620および一対の第2駆動磁石621とカメラ部30との間に引き出すようにガイドする4つの引出部401が設けられている(図16A参照)。4つの引出部401は、一対の第1駆動磁石620および一対の第2駆動磁石621(一対の第1コイルユニット52および一対の第2コイルユニット53)が配置されることで生じる(形成される)4つの空間に、1対1に設けられる(図16A、図18A、図18B参照)。具体的には、4つの引出部401のそれぞれは、互いに隣り合う他の引出部401との角度が90度なるように設けられている(図16A参照)。
引出部401は、引出部401の一面に引出部401の上端から下端にかけて設けられた開口部402を有している。この開口部402にケーブル束11Aが通される(図15参照)。4つのケーブル束11Aのそれぞれは、プリント基板90からカメラ部30の方向に、対応する引出部401の開口部402に通され、第1クランプ120が開口部402の内周に接触する。第1クランプ120は、接着剤により、可動ユニット60(引出部401)に固定される。ここで、第1クランプ120は、例えば梱包用または結束用の粘着テープである。4つのケーブル束11Aのそれぞれに対して、コネクタ301から対応する引出部401までの長さに応じて、粘着テープが第1クランプ120として当該ケーブル束11Aに巻き付けられる。また、フレキシブル部110~113が対応する引出部401から引き出される角度は、軸1bと軸1cとを含む平面に対してカメラ部30の方向に45度程度であることが好ましい。また、接着剤の代わりに、弾性樹脂材を開口部402と第1クランプ120との間に埋め込んでもよい。
固定ユニット70の本体部51は、実施形態1と同様に、4つの引入部703が設けられている(図16A参照)。
4つの引入部703は、実施形態1と同様に、第1部材704と、板形状の第2部材705とを有している。第1部材704は、第2部材705と対向する面に溝を有している。4つのケーブル束11Aの第2クランプ130が、対応する引入部703の第1部材704の溝に装着される。ここで、第2クランプ130は、例えば梱包用または結束用の粘着テープであり、ケーブル11を束ねる際に、第1部材704の溝からはみ出さないように、複数のケーブルが1列に並んだ状態(平坦形状)でケーブル11を結束する(図13A、図13B参照)。また、第2クランプ130は、端部に凸状の一対の移動規制部131を有している。つまり、第2クランプ130は、T字形状となっている。一対の移動規制部131は、引入部703に当接して第2クランプ130で結束されたケーブル束11Aが溝の方向(挿抜方向)へ移動することを規制する。ケーブル束11Aが第1部材704に装着された後、装着されたケーブル束11Aを第2部材705で覆い、第2部材705をねじで第1部材704に固定する。
上述したように、4つのケーブル束11Aにおいて、第1クランプ120から第2クランプ130までの部位であるフレキシブル部110~113の長さは同一である。また、4つの引出部401の形状は同一であり、4つの引入部703の形状は同一である。これらから、カメラ部30が中立状態である場合には、フレキシブル部110~113において、可動ユニット60から引き出され、固定ユニット70に引入れられるまでの形状が同一の形状(曲線形状)となる。つまり、各フレキシブル部は、各フレキシブル部が可動ユニット60から固定ユニット70までに延在する延在方向の曲率が同一となる。カメラ部30が中立状態である場合にフレキシブル部110~113の形状を同一とすることで、ことのきフレキシブル部110~113にかかるテンションを同一にすることができる。そのため、フレキシブル部110~113にかかるテンションが不均衡である場合と比較して、カメラ部30を中立状態にし易くする。
また、フレキシブル部110~113は、引入部703とカメラ部30の先端との間にあることが好ましい(図17B参照)。フレキシブル部がカメラ部30の先端を超えた場合と比較して、フレキシブル部110~113の長さを短くすることができる。そのため、カメラ部30が回転した場合、フレキシブル部110~113の変位量がより小さくなるので、フレキシブル部110~113に係るテンションを小さくすることができる。
コネクタ301に接続された4つのケーブル束11Aを、対応する引出部401から引き出す必要があるため、4つのケーブル束11Aのうち2つのケーブル束11Aと、残り2つのケーブル束11Aとでは、コネクタ301から引出部401までの長さは異なっている(図19A参照)。
そのため、複数のケーブルにおいて、コネクタ301と接続される第1端部から第1クランプ120までの長さ(第1部位の長さ)の違いを吸収する必要がある。長さの違いを吸収することなく引出部401から引き出そうとすると、第1部位の長さが他のケーブル束11Aの第1部位の長さよりも長いケーブル束11Aについての曲げ半径は、他のケーブル束11Aの曲げ半径よりも小さくなり、ケーブルに無理な力がかかる。そのため、長さの違いを吸収することなく引出部401から引き出そうとすると、信号の伝送品質が低下するといった影響がある。
そこで、本実施形態のカメラホルダ40は、第1部位の長さが他のケーブル束11Aの第1部位の長さよりも長い2つのケーブル束11Aのそれぞれにおいて、外周ガイド部403を有する(図18A、図19B参照)。外周ガイド部403は、溝を有しており、第1端部から第1クランプ120までの部位の一部を、可動ユニット60の底面の外周に沿ってガイドする。第1端部から第1クランプ120までの部位の一部が、可動ユニット60から引き出され、外周ガイド部403の溝を通り、可動ユニット60に引き込まれる。
4つのケーブル束11Aのうち2つのケーブル束11Aと残り2つのケーブル束11Aとでは、第1端部から第1クランプ120までの長さが異なっているため、第2クランプ130から先端部(第2端部)までの第2部位の長さも異なる。4つのケーブル束11Aの第2端部が揃うように、プリント基板91で配線の調整を行う(図20参照)。配線の調整を行うことで、4つのケーブル束11Aの第2端部が揃った状態で画像処理回路15と電気的に接続することができる。
本実施形態では、フレキシブル部110~113は、可動ユニット60および固定ユニット70の外側に配設されて湾曲している。そのため、可動ユニット60の中立状態において、各ケーブル束11Aのテンションの合成ベクトルを磁気吸引力F2と同じ向きにすることができ、カメラ部30の姿勢を安定にすることができる。
また、本実施形態では、第1クランプ120および第2クランプ130は、粘着テープとしたが、これに限定されない。第1クランプ120は、断面が円形の筒形状の部材であってもよいし、断面が多角形の筒形状の部材であってもよい。また、第2クランプ130も同様に、断面が円形の筒形状の部材であってもよいし、断面が多角形の筒形状の部材であってもよい。
(実施形態2のまとめ)
(2.1)カメラ駆動装置10は、カメラ部30と、カメラ部30を保持する可動ユニット60と、可動ユニット60が回転可能となるように可動ユニット60を支持する固定ユニット70と、複数のケーブル11とを備える。複数のケーブル11は、第1端部がカメラ部30に、第2端部が外部回路(画像処理回路15)に電気的に接続される。複数のケーブル11は、少なくとも2つのケーブル束11Aに分けられている。少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれは、第1端部と第2端部との間にフレキシブル部(フレキシブル部110~113)を有する。少なくとも2つのケーブル束11Aのフレキシブル部のそれぞれは、可動ユニットの回転の中心点510を中心とする円周上において等間隔に配設されている。少なくとも2つのケーブル束11Aのフレキシブル部の長さは、同一である。
(2.1)カメラ駆動装置10は、カメラ部30と、カメラ部30を保持する可動ユニット60と、可動ユニット60が回転可能となるように可動ユニット60を支持する固定ユニット70と、複数のケーブル11とを備える。複数のケーブル11は、第1端部がカメラ部30に、第2端部が外部回路(画像処理回路15)に電気的に接続される。複数のケーブル11は、少なくとも2つのケーブル束11Aに分けられている。少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれは、第1端部と第2端部との間にフレキシブル部(フレキシブル部110~113)を有する。少なくとも2つのケーブル束11Aのフレキシブル部のそれぞれは、可動ユニットの回転の中心点510を中心とする円周上において等間隔に配設されている。少なくとも2つのケーブル束11Aのフレキシブル部の長さは、同一である。
従来、3軸に対して回転可能なカメラ駆動装置が存在する。従来のカメラ駆動装置では、従来の固定ユニットの設けられた突起部に、カメラ部と外部回路とを接続する配線が螺旋状に巻き付けられている。配線(ケーブル)が突起部に螺旋状に巻き付けられていることで、配線のテンションが突起部の突起方向の一点に集中している。そのため、カメラ部の姿勢は安定しているが、突起部と可動ユニットの内側接触面とが接触する部位の摩擦が大きくなり、カメラ部がスムーズに回転しない可能性がある。
一方、上記(2.1)のカメラ駆動装置10では、少なくとも2つのケーブル束11Aは、可動ユニット60の回転の中心点510を中心とする円周上に等間隔に配設されている。これにより、当該カメラ駆動装置10は、可動ユニット60の中立状態におけるカメラ部30の姿勢を安定にすることができる。また、少なくとも2つのケーブル束11Aにおいて、少なくとも2つのケーブル束11Aのフレキシブル部の長さは、同一である。これにより、可動ユニット60に作用する各ケーブル束11Aのテンションを均一に分散させることができる。
(2.2)上記(2.1)のカメラ駆動装置10では、少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれは、2本以上のケーブル11で構成されている。少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれにおいて、第1クランプ120と第2クランプ130とが設けられている。第1クランプ120は、当該ケーブル束11Aのフレキシブル部の一端に当該ケーブル束11Aを結束し、可動ユニット60に固定される。第2クランプ130は、当該フレキシブル部の他端に当該ケーブル束11Aを結束し、固定ユニット70に固定される。少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれの第1クランプ120と第2クランプ130との間では、当該ケーブル束11Aを構成する2本以上のケーブル11は互いに分離した状態である。
上記(2.2)によると、カメラ駆動装置10は、カメラ部30が回転することによるケーブルのねじれを生じる可能性を低くすることができる。
(2.3)上記(2.1)または(2.2)のカメラ駆動装置10では、少なくとも2つのケーブル束11Aについて、カメラ部30が中立状態である場合に第1クランプ120から第2クランプ130までの少なくとも2つのケーブル束11Aの延在方向の曲率は同一である。
上記(2.3)によると、カメラ駆動装置10は、可動ユニット60に作用する各ケーブル束11Aのテンションをより均一にすることができる。
(2.4)上記(2.2)または(2.3)のカメラ駆動装置10では、少なくとも2つのケーブル束11Aにおけるフレキシブル部は、可動ユニット60および固定ユニット70の外側に配設されて湾曲している。
上記(2.4)によると、カメラ駆動装置10は、フレキシブル部の湾曲の曲率を小さくすることができ、可動ユニット60に作用する各ケーブル束11Aのテンションを小さくすることができる。これにより、カメラ駆動装置10は、カメラ部30の回転をスムーズにすることができる。
(2.5)上記(2.2)~(2.4)のいずれかのカメラ駆動装置10では、固定ユニット70は、少なくとも2つのケーブル束11Aの第2クランプ130をそれぞれ保持する少なくとも2つのリブ(引入部703)を有している。少なくとも2つのリブは、可動ユニット60が中立状態にある場合にカメラ部30の光軸1aと直交する平面に対してカメラ部30が配置された方向に傾いている。
上記(2.5)によると、カメラ駆動装置10は、フレキシブル部110~113を曲げた状態で保持することができる。
(2.6)上記(2.5)のカメラ駆動装置10では、少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれにおいて、当該ケーブル束11Aに設けられた第2クランプ130は、移動規制部131を有する。移動規制部131は、リブに当接して当該ケーブル束の固定ユニット70に対する挿抜方向への移動を規制する。
上記(2.6)によると、カメラ駆動装置10は、第2クランプの位置がずれる可能性を低くすることができる。
(2.7)上記(2.2)~(2.6)のいずれかのカメラ駆動装置10では、少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれについて、第2クランプ130は、当該ケーブル束11Aを構成する2以上のケーブル11をフラットに結束する。
上記(2.7)によると、カメラ駆動装置10は、ケーブル束11Aを固定ユニット70に取り付ける際に各ケーブルに作用する負荷を軽減することができ、ケーブルの断線を低減することができる。
(2.8)上記(2.2)~(2.7)のいずれかのカメラ駆動装置10では、少なくとも2つのケーブル束11Aのうち一のケーブル束11Aにおける第1端部と第1クランプとの長さと、少なくとも2つのケーブル束11Aのうち他のケーブル束11Aにおける第1端部と第1クランプとの長さとは、異なる。
上記(2.8)によると、カメラ駆動装置10は、第1端部から第1クランプまでの長さに応じてケーブル束11Aの引出位置を決定することができる。
(2.9)上記(2.2)~(2.8)のいずれかのカメラ駆動装置10では、可動ユニット60は、樹脂接着剤により第1クランプ120を保持する。
上記(2.9)によると、カメラ駆動装置10は、第1クランプ120を樹脂接着剤により可動ユニット60に固定することができる。
(2.10)上記(2.2)~(2.8)のいずれかのカメラ駆動装置10では、可動ユニット60は、弾性樹脂材により第1クランプ120を保持する。
上記(2.10)によると、カメラ駆動装置10は、第1クランプ120を弾性樹脂材により可動ユニット60に固定することができる。
(2.11)上記(2.2)~(2.10)のいずれかのカメラ駆動装置10では、可動ユニット60は、外周ガイド部403を有する。外周ガイド部403は、少なくとも2つのケーブル束11Aのうち少なくとも1つのケーブル束11Aについて第1端部から第1クランプ120までの部位の一部を、可動ユニット60の外周に沿ってガイドする。
上記(2.11)によると、カメラ駆動装置10は、各ケーブル束11Aについて、ケーブル束11Aの曲げによる電気信号の品質劣化を防止しつつ、第1端部から第1クランプ120までの長さの違いを吸収することができる。
(2.12)上記(2.11)のカメラ駆動装置10では、少なくとも1つのケーブル束11Aの第1端部から第1クランプ120までの部位の一部は、可動ユニット60から引き出されて、外周ガイド部403に沿い、再度可動ユニット60に引き込まれる。
上記(2.12)によると、カメラ駆動装置10は、各ケーブル束11Aについて、ケーブル束11Aの曲げによる電気信号の品質劣化を防止しつつ、第1端部から第1クランプ120までの長さの違いを吸収することができる。
(2.13)上記(2.1)~(2.12)のいずれかのカメラ駆動装置10は、固定ユニット70に対して可動ユニット60を回転させる駆動部をさらに備える。駆動部は、回転の中心点510を通る第1回転軸(軸1b)を中心に可動ユニット60を回転させる第1駆動部と、回転の中心点510を通り第1回転軸と直交する第2回転軸(軸1c)を中心に可動ユニット60を回転させる第2駆動部とを有する。第1駆動部は、一対の第1駆動磁石620と、一対の第1コイルユニット52とを含む。一対の第1駆動磁石620は、第1回転軸上において、回転の中心点510を通り第1回転軸および第2回転軸と直交する第3回転軸(光軸1a)に対して対称となるように可動ユニット60で保持される。一対の第1コイルユニット52は、一対の第1駆動磁石620に対向するように固定ユニット70で保持される。第2駆動部は、一対の第2駆動磁石621と、一対の第2コイルユニット53とを含む。一対の第2駆動磁石621は、第2回転軸上において、第3回転軸に対して対称となるように可動ユニット60で保持される。一対の第2コイルユニット53は、一対の第2駆動磁石621に対向するように固定ユニット70で保持される。一対の第1コイルユニット52は、第1磁気ヨーク(磁気ヨーク710)および第1磁気ヨークに巻き付けられた第1駆動コイル(駆動コイル720)を有する。第2コイルユニット53は、第2磁気ヨーク(磁気ヨーク711)および第2磁気ヨークに巻き付けられた第2駆動コイル(駆動コイル721)を有する。
上記(2.13)によると、カメラ駆動装置10は、カメラ部30を第1回転軸および第2回転軸のそれぞれを中心として電磁駆動で回転させることができる。
(2.14)上記(2.13)のカメラ駆動装置10では、駆動部は、第3回転軸を中心に可動ユニット60を回転させる第3駆動部をさらに有する。第3駆動部は、二対の第3駆動コイル(一対の駆動コイル730、一対の駆動コイル731)を有する。二対の第3駆動コイルのうち一の一対の第3駆動コイル(駆動コイル730)は、一対の第1コイルユニット52における第1磁気ヨークに巻き付けられている。二対の第3駆動コイルのうち他の一対の第3駆動コイル(駆動コイル731)は、一対の第2コイルユニット53における第2磁気ヨークに巻き付けられている。
上記(2.14)によると、カメラ駆動装置10は、カメラ部30を第3回転軸を中心として電磁駆動で回転させることができる。
(2.15)上記(2.13)または(2.14)のカメラ駆動装置10では、少なくとも2つのケーブル束11Aは、4つのケーブル束11Aである。4つのケーブル束11Aのフレキシブル部は、一対の第1コイルユニット52と一対の第2コイルユニット53とにおいて互いに隣り合う第1コイルユニット52と第2コイルユニット3とで形成される4つの空間に、1対1に配設される。
上記(2.15)によると、カメラ駆動装置10は、可動ユニット60の中立状態におけるカメラ部30の姿勢をより安定にすることができる。
(2.16)上記(2.13)~(2.15)のいずれかのカメラ駆動装置10は、可動ユニット60は、ガイド部(引出部401)を有する。ガイド部は、少なくとも2つのケーブル束11Aのフレキシブル部を、一対の第1駆動磁石620および一対の第2駆動磁石621とカメラ部30との間に引き出すようにガイドする。
上記(2.16)によると、カメラ駆動装置10は、フレキシブル部110~113を、一対の第1駆動磁石620および一対の第2駆動磁石621とカメラ部30との間に引き出すことができる。
(3)実施形態3
本実施形態では、実施形態1で説明したカメラ駆動装置10について、コイルユニットに関連する構成を中心に、図21A~図25Bを用いて説明する。以下、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
本実施形態では、実施形態1で説明したカメラ駆動装置10について、コイルユニットに関連する構成を中心に、図21A~図25Bを用いて説明する。以下、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
本実施形態のカメラ駆動装置10は、実施形態1と同様に、第1アッパーリング20、第2アッパーリング21、カメラ部30、可動ユニット60、固定ユニット70、脱落防止部80、プリント基板90、検出部100および駆動部700を備える(図2、図1A、図1B参照)。
本実施形態の可動ユニット60は、実施形態1と同様に、カメラホルダ40と、可動ベース部41とを有している(図2参照)。
固定ユニット70は、実施形態1と同様に、連結部50と本体部51とを含んでいる(図2参照)。
固定ユニット70は、実施形態1と同様に、可動ユニット60を電磁駆動で回転可能とするために、一対の第1コイルユニット52と、一対の第2コイルユニット53とを有している(図2参照)。
一対の第1コイルユニット52は、実施形態1と同様に、磁気ヨーク710と、駆動コイル720,730と、磁気ヨークホルダ740,750とを有している(図2、図22参照)。
一対の第2コイルユニット53は、実施形態1と同様に、磁気ヨーク711と、駆動コイル721,731と、磁気ヨークホルダ741,751とを有している(図2、図22参照)。
ここで、各駆動コイル720(721)の磁気ヨークホルダ740,750(741,751)への巻き付けについて、説明する。なお、駆動コイル730(731)の巻き付けについては、従来と同様であるので、ここでの説明は省略する。
磁気ヨークホルダ740,750(741,751)は、実施形態1で説明したように、磁気ヨーク710(711)の両側にねじで固定される(図21A参照)。
磁気ヨーク710(711)に駆動コイル730(731)が巻き付けられた後、磁気ヨークホルダ740,750(741,751)が磁気ヨーク710(711)の両側に固定された状態で駆動コイル720(721)が巻き付けられる(図21B参照)。なお、図21Bでは、駆動コイル730(731)を省略している。ここで、磁気ヨークホルダ740(741)は、2つの曲面742,744(743,745)を、磁気ヨークホルダ750(751)は、2つの曲面752,754(753,755)を、それぞれ有している。
本実施形態における磁気ヨークホルダ740,750(磁気ヨークホルダ741,751)が、コイルボビン780(781)を構成している。また、磁気ヨークホルダ740(741)の曲面742(743)と、磁気ヨークホルダ750(751)の曲面752(753)とが、コイルボビン780(781)の第1曲面782(783)を構成している。さらに、磁気ヨークホルダ740(741)の曲面744(745)と、磁気ヨークホルダ750(751)の曲面754(755)とが、コイルボビン780(781)の第2曲面784(785)を構成している。
磁気ヨークホルダ740(741)は、図21Aに示すように、本体部760(761)と、2つの鍔部762,764(763,765)とを有している。また、磁気ヨークホルダ750(751)は、図21Aに示すように、本体部770(771)と、2つの鍔部772,774(773,775)とを有している。磁気ヨークホルダ740(741)の本体部760(761)と、磁気ヨークホルダ750(751)の本体部770(771)とで、コイルボビン780の胴部を構成し、駆動コイル720(721)は、この胴部に巻き付けられる。磁気ヨークホルダ740の鍔部762および磁気ヨークホルダ750の鍔部772の組と、磁気ヨークホルダ740の鍔部764および磁気ヨークホルダ750の鍔部774の組とで、コイルボビン780における一対の鍔部を構成している。また、磁気ヨークホルダ741の鍔部763および磁気ヨークホルダ751の鍔部773の組と、磁気ヨークホルダ741の鍔部765および磁気ヨークホルダ751の鍔部775の組とで、コイルボビン781における一対の鍔部を構成している。
磁気ヨークホルダ740(741)の鍔部762(763)は、駆動コイル720(721)と接触する第1鍔面766(767)を有している。磁気ヨークホルダ740(741)の鍔部764(765)は、駆動コイル720(721)と接触し、第1鍔面766(767)と平行である第2鍔面768(769)を有している。また、磁気ヨークホルダ750(751)の鍔部772(773)は、駆動コイル720(721)と接触する第3鍔面776(777)を有している。磁気ヨークホルダ750(751)の鍔部774(775)は、駆動コイル720(721)と接触し、第3鍔面776(777)と平行である第4鍔面778(779)を有している。第1鍔面766(767)と第3鍔面776(777)とは同一平面上に設けられている。第2鍔面768(769)と第4鍔面778(779)とは同一平面上に設けられている。
ここで、第1鍔面766(767)および第3鍔面776(777)の組と、第2鍔面768(769)および第4鍔面778(779)の組とで、コイルボビン780(781)における一対の鍔面を構成している。また、第1鍔面766(767)と第3鍔面776(777)とは同一平面上に、第2鍔面768(769)と第4鍔面778(779)とは同一平面上に、それぞれ設けられているので、コイルボビン780(781)における一対の鍔面は平行である。
駆動コイル720(721)が、コイルボビン780(781)に巻き付かれる際に、駆動コイル720(721)の太さ(線の直径)と隙間との合計長(ピッチ)は、一定の長さdとなっている(図21C参照)。これにより、駆動コイル720(721)の両端のピッチと、中央部位におけるピッチとでは同一となるので、両端のピッチが中央部位におけるピッチよりも広がっている場合と比較してカメラ駆動装置10の低背化を図ることができる。なお、図21Cでは、駆動コイル720(721)のピッチの長さを分かりやすくするために、コイル線の太さを太くしている。
ここで、コイルボビン780(781)の第1曲面782(783)および第2曲面784(785)の具体例について説明する。第1曲面782(783)には、複数の第1凸部900(901)が第1曲面782(783)の円弧方向に沿って連続して設けられている(図23、図24参照)。また、第2曲面784(785)には、複数の第2凸部902(903)が第2曲面784(785)の円弧方向に沿って連続して設けられている(図23、図24参照)。
具体的には、複数の第1凸部900(901)は、駆動コイル720(721)の巻方向1gに平行な平面910(911)と垂直な平面912(913)とから形成されている(図24参照)。複数の第1凸部900(901)を第1曲面782(783)の円弧方向に沿って第1曲面782(783)の少なくとも両端部に設けることで、第1曲面782(783)に複数の溝920(921)が設けられる(図24参照)。ここで、平面912(913)において、巻方向1gに垂直な方向に対する長さは、中央部位に近づくにつれて短くなる。つまり、第1曲面782(783)は、溝920(921)の深さが浅くなる階段形状(階段部)となっている。このとき、溝920(921)は階段形状(階段部)の段差を形成している。
また、複数の第2凸部902(903)は、駆動コイル720(721)の巻方向1gに平行な平面914(915)と垂直な平面916(917)とから形成されている(図24参照)。複数の第2凸部902(903)を第2曲面784(785)の円弧方向に沿って第2曲面784(785)の少なくとも両端部に設けることで、第2曲面784(785)に複数の溝922(923)が設けられる(図24参照)。ここで、平面916(917)において、巻方向1gに垂直な方向に対する長さは、中央部位に近づくにつれて短くなる。つまり、第2曲面784(785)は、溝922(923)の深さが浅くなる階段形状(階段部)となっている。このとき、溝922(923)は階段形状(階段部)の段差を形成している。
これにより、駆動コイル720(721)の巻方向1gと平行な2つの平面910,914(911,915)において駆動コイル720(721)の巻方向1gにおける長さが、溝920(921)のピッチ(長さd)となる(図24参照)。ここで、駆動コイル720(721)の巻方向1gとは、磁気ヨークホルダ740(741)の鍔部762(763)から鍔部764(765)までの直線方向である。
可動ベース部41は、遊嵌空間を有し、カメラ部30を支持する。可動ベース部41は、実施形態1と同様に、本体部601と、第1遊嵌部材602と、一対の第1磁気バックヨーク610と、一対の第2磁気バックヨーク611と、一対の第1駆動磁石620と、一対の第2駆動磁石621とを有している(図3参照)。可動ベース部41は、さらにボトムプレート640(カウンタウエイト)と、位置検出磁石650とを有している(図3参照)。なお、可動ベース部41の構成要素については、実施形態1で説明しているので、ここでの説明は省略する。
実施形態1で説明したように、各第1駆動磁石620の中心から回転の中心点510までの直線と、軸1cとの間の角度はθdとなっている。同様に、各第2駆動磁石621の中心から回転の中心点510までの直線と、軸1bとの間の角度はθdとなっている(図1B参照)。
また、可動ユニット60(カメラ部30)が中立状態である場合に、各第1コイルユニット52の中心および各第2コイルユニット53の中心と、中心点510とを通る直線と、軸1b,1cを含む平面との角度もθdである(図1B参照)。このとき、コイルボビン780(781)の第1曲面782(783)から第2曲面784(785)に向う駆動コイル720(721)のコイル線の方向と、軸1b,1cを含む平面との角度は、θdで一致することが好ましい。または、コイルボビン780(781)の第2曲面784(785)から第1曲面782(783)に向う駆動コイル720(721)のコイル線の方向と、軸1b,1cを含む平面との角度は、θdで一致することが好ましい。つまり、可動ユニット60(カメラ部30)が中立状態である場合に、第1曲面782(783)から第2曲面784(785)、またはその逆の駆動コイル720(721)のコイル線の方向は、中心点510と駆動磁石620(621)の中心とを通る直線と平行になることが好ましい。
プリント基板90には、実施形態1と同様に4つの磁気センサ92が設けられている。磁気センサ92は、実施形態1と同様に、軸1b、軸1cに対する2次元の回転角度を算出する。また、カメラ駆動装置10は、実施形態1と同様に、光軸1aを中心とした可動ユニット60(カメラ部30)の回転を検出する磁気センサを有している。なお、光軸1aを中心とした回転を検出するセンサは、磁気センサに限らない。光軸1aを中心とした回転を検出するセンサは、ジャイロであってもよい。
連結部50、第2遊嵌部材501および脱落防止部80については、実施形態1で説明しているので、ここでの説明は省略する。
また、本実施形態においても、実施形態1と同様に、一対の第1駆動磁石620は、吸着用磁石として機能し、対向する磁気ヨーク710との間に磁気吸引力が発生する。また、一対の第2駆動磁石621は、吸着用磁石として機能し、対向する磁気ヨーク711との間に磁気吸引力が発生する。磁気吸引力については、実施形態1で説明しているので、ここでの説明は省略する。
本実施形態でも、第1実施形態と同様に、上述した一対の第1コイルユニット52、一対の第2コイルユニット53、一対の第1駆動磁石620および一対の第2駆動磁石621が駆動部700を構成する。また、駆動部700は、軸1bを中心に可動ユニット60を回転させる第1駆動部、軸1cを中心に可動ユニット60を回転させる第2駆動部および光軸1aを中心に可動ユニット60を回転させる第3駆動部を含んでいる。第1駆動部、第2駆動部および第3駆動部については、実施形態1で説明しているので、ここでの説明は省略する。
本実施形態では、実施形態1と同様に、4つのケーブル束11Aは、可動ユニット60の可動の中心(中心点510)から外方に向って可動ユニット60(カメラホルダ40)から引き出され、固定ユニット70に引き込まれる(図1A等参照)。これにより、4つのケーブル束11Aは、可動ユニット60および固定ユニット70の外側に配設される。4つのケーブル束11Aのそれぞれの一部は、一対の第1駆動磁石620および一対の第2駆動磁石621(一対の第1コイルユニット52および一対の第2コイルユニット53)が配置されることで生じる(形成される)4つの空間に、それぞれ配設される。
また、4つのケーブル束11Aは、軸1bと軸1cとを含む平面に対してカメラ部30の方向に傾いて引き出されている。4つのケーブル束11Aが可動ユニット60から引き出される角度は、45度程度であることが好ましい。
固定ユニット70の本体部51は、実施形態1と同様に、4つのケーブル束11Aを引き入れるための4つの引入部703が設けられている(図2参照)。4つの引入部703は、軸1bと軸1cとを含む平面に対してカメラ部30の方向に傾いて本体部51に設けられている。
4つの引入部703の構成については、実施形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
実施形態1と同様に、4つのケーブル束11Aにおいて、可動ユニット60から引き出され、固定ユニット70に引入れられるまでの部位(露出した部位)の長さは同一である。
本実施形態のカメラ駆動装置10は、実施形態1と同様に、一対の駆動コイル720と一対の駆動コイル721に同時に通電することで、可動ユニット60を2次元的に回転させることができる(図11参照)。
また、本実施形態のカメラ駆動装置10は、実施形態1と同様に、一対の駆動コイル730と一対の駆動コイル731に同時に通電することで、可動ユニット60を光軸1aを中心に回転(ローリング)させることもできる。
以下、本実施形態における変形例に列記する。以下に説明する変形例は、本実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。
本実施形態において、コイルボビン780(781)の第1曲面782(783)および第2曲面784(785)に設けられる凸部形状(溝形状)は、図23、図24に示す形状に限定されない。凸部形状(溝形状)は、他の形状であってもよい。
例えば、第1曲面782(783)の少なくとも両端部には複数のV字形状の溝940(941)が形成されるように複数の第1凸部が設けられてもよい。第2曲面784(785)には、複数のV字形状の溝942(943)が形成されるように複数の第2凸部が設けられてもよい(図25A参照)。この場合、一の第1凸部から隣り合う第1凸部までの長さが、溝920(921)のピッチ(長さd)となる(図25A参照)。また、一の第2凸部から隣り合う第2凸部までの長さが、溝942(943)のピッチ(長さd)となる(図25A参照)。
または、例えば、第1曲面782(783)には、複数のU字形状の溝945(946)が形成されるように複数の第1凸部が設けられてもよい。このとき、第2曲面784(785)には、複数のU字形状の溝947(948)が形成されるように複数の第2凸部が設けられてもよい。この場合、第1曲面782(783)において、溝945(946)を形成するU字形状の第1端から第2端までの長さが、溝945(946)のピッチ(長さd)となる(図25B参照)。また、第2曲面784(785)において、溝947(948)を形成するU字形状の第1端から第2端までの長さが、溝947(948)のピッチ(長さd)となる(図25B参照)。
または、第1曲面782(783)および第2曲面784(785)は、コイルボビン780(781)の他の部位よりも粗い表面(摩擦係数が高い表面)950,952(951,953)としてもよい(図25C参照)。ここで、他の部位とは、例えばコイルボビン780(781)の一対の鍔部の表面、およびコイルボビン780(781)の胴部のうち第1曲面782(783)と第2曲面784(785)とを除いた面である。
または、第1曲面782(783)および第2曲面784(785)に、コイルボビン780(781)の表面よりも摩擦係数が高い部材954,956(955,957)を取り付けてもよいし、または粉体状や顆粒状の微小な樹脂粒子等を塗布してもよい(図25D参照)。
なお、本実施形態では、コイルボビン780(781)の第1曲面782(783)および第2曲面784(785)の全体に凸部形状(溝形状)設ける構成としたが、この構成に限定されない。
コイルボビン780(781)の第1曲面782(783)における、図21Aに示す2つの縁960,962(961,963)の少なくとも両端部に、図24に示す複数の第1凸部900(901)を設けてもよい。このとき、コイルボビン780(781)の第2曲面784(785)における、図22に示す2つの縁964,966(965,967)の少なくとも両端部には、図24に示す複数の第2凸部902(903)が設けられる。ここで、縁960,962,964,966(961,963,965,967)は、図23に示す巻方向1gに対して直交する方向におけるコイルボビン780(781)の両縁である。
また、コイルボビン780(781)の第1曲面782(783)における2つの縁960,962(961,963)の少なくとも両端部に、図25Aに示す複数のV字形状の溝940(941)を設けてもよい。このとき、第2曲面784(785)における2つの縁964,966(965,967)の少なくとも両端部には、図25Aに示す複数の溝942(943)が設けられる。
また、コイルボビン780(781)の第1曲面782(783)における2つの縁960,962(961,963)の少なくとも両端部に、図25Bに示す複数のU字形状の溝945(946)を設けてもよい。このとき、第2曲面784(785)における2つの縁964,966(965,967)の少なくとも両端部には、図25Bに示す複数のU字形状の溝947(948)が設けられる。
または、図21A、図22に示す4つの縁960,962,964,966(961,963,965,967)を他の部位よりも粗くして摩擦係数を高くしてもよい。または、4つの縁960,962,964,966(961,963,965,967)に、コイルボビン780(781)の表面よりも摩擦係数が高い部材を取り付けてもよいし、または塗布してもよい。
また、本実施形態のコイルボビン780(781)の第1曲面782(783)および第2曲面784(785)に設けられる溝形状のピッチは、駆動コイル720(721)のピッチと同じとしたが、これに限定されない。コイルボビン780(781)の溝形状のピッチは、駆動コイル720(721)のピッチの整数倍であってもよい。つまり、コイルボビン780(781)の溝形状のピッチPは、P=n×dと表される。ここで、nは1以上の整数であり、dは、駆動コイル720(721)のピッチである。また、駆動コイル720(721)の中央部位に向うにつれて、nの値を増加させてもよい。
(実施形態3のまとめ)
(3.1)アクチュエータとしてのカメラ駆動装置10が備えるコイルユニット(第1コイルユニット52;第2コイルユニット53)は、コイルボビン(コイルボビン780;781)と、コイル(駆動コイル720;721)とを備える。コイルボビンは、円弧方向に湾曲し対向する第1曲面(第1曲面782;783)および第2曲面(第2曲面784;785)を有する。コイルは、コイルボビンに円弧方向に沿って巻き付けられている。第1曲面におけるコイルのピッチと第2曲面におけるコイルのピッチとは同一である。
(3.1)アクチュエータとしてのカメラ駆動装置10が備えるコイルユニット(第1コイルユニット52;第2コイルユニット53)は、コイルボビン(コイルボビン780;781)と、コイル(駆動コイル720;721)とを備える。コイルボビンは、円弧方向に湾曲し対向する第1曲面(第1曲面782;783)および第2曲面(第2曲面784;785)を有する。コイルは、コイルボビンに円弧方向に沿って巻き付けられている。第1曲面におけるコイルのピッチと第2曲面におけるコイルのピッチとは同一である。
従来、駆動対象であるカメラを回転させるアクチュエータとしてのカメラ駆動装置がある。従来のカメラ駆動装置では、一対の磁気ヨークに巻かれた駆動コイルに通電することで、カメラを回転させる。磁気ヨークは、回転の中心点を中心とする円周に沿って湾曲している。磁気ヨークにコイルを巻き付ける場合、磁気ヨークは湾曲しているので、コイルは放射状に巻き付けられる。そのため、磁気ヨークの湾曲する対向する2つの面では、コイルのピッチが異なる。なぜなら、対向する2つの面のうち外側の面(外面)において当該外面の中央部位と両端部とでは、コイルのピッチが異なってしまうからである。具体的には、パンニング磁気ヨークの外側の面では、両端部でのコイルのピッチは中央部位に比べて広くなるからである。また、各チルティング磁気ヨークに巻き付けられるコイルについても同様に、湾曲する対向する2つの面では、コイルのピッチが異なる。また、アクチュエータの小型化(低背化)が望まれている。低背化を図るためには、磁気ヨークについてコイルの巻方向に対する長さを短くすることが考えられる。一対の磁気ヨークについてコイルの巻方向に対する長さを短くした場合、これらの両端部で広いピッチ幅を確保する必要があるため、従来の巻き数を確保することが困難となる。
上記(3.1)で述べたコイルユニットでは、第1曲面におけるコイルのピッチと第2曲面におけるコイルのピッチとは同一であるので、コイルボビンの両端部で広いピッチ幅を確保する必要がない。そのため、コイルユニットにおいて巻方向の長さが従来のコイルユニットよりも短い場合であってもコイルの巻き数を確保することができる。よって、コイルユニットを用いるアクチュエータの低背化を図ることができる。
(3.2)上記(3.1)のコイルユニットでは、第1曲面および第2曲面は、複数の溝(溝920,922;921,923)を有する。または、コイルの巻方向と直交する第1曲面の両縁(縁960,962;961,963)およびコイルの巻方向と直交する第2曲面の両縁(縁964,966;965,967)は、複数の溝(溝920,922;921,923)を有する。
上記(3.2)によると、コイルを形成するコイル線は、コイルボビンの溝に沿って巻き付けられる。これにより、第1曲面および第2曲面において、円弧方向にコイル線がずれる可能性を低くすることができる。
(3.3)上記(3.2)のコイルユニットでは、第1曲面および第2曲面は、コイルの巻方向と平行な第1平面および巻方向と垂直な第2平面で形成される複数の凸部を、円弧方向に連続して設けることで複数の溝を、それぞれ有する。または、第1曲面における両縁および第2曲面における両縁は、コイルの巻方向と平行な第1平面および巻方向と垂直な第2平面で形成される複数の凸部を、円弧方向に連続して設けることで複数の溝を、それぞれ有する。なお、第1平面は平面910,911,914,915に、第2平面は平面912,913,916,917に、それぞれ相当する。凸部は、第1凸部900(901)、第2凸部902(903)に、それぞれ相当する。
上記(3.3)によると、コイルのコイル線が第1平面と接触した場合、曲面と接触する場合と比較して円弧方向に移動する力は小さい。そのため、コイルのコイル線を溝からずれにくくすることができる。
(3.4)上記(3.2)のコイルユニットでは、複数の溝は、V字形状またはU字形状である。
上記(3.4)によると、コイルのコイル線を溝に巻き付けることで、円弧方向に移動する可能性を低くすることができる。
(3.5)上記(3.2)のコイルユニットでは、複数の溝のピッチは、コイルのピッチの整数倍である。
上記(3.5)によると、第1曲面におけるコイルのピッチと、第2曲面におけるコイルのピッチとを確実に同一とすることができる。
(3.6)上記(3.1)のコイルユニットでは、第1曲面および第2曲面は、コイルボビンにおける他の部位よりも摩擦係数が高い。または、第1曲面における両縁、および第2曲面における両縁は、コイルボビンにおける他の部位よりも摩擦係数が高い。
上記(3.6)によると、巻き付けられたコイルのコイル線が円弧方向に移動する可能性を低くすることができる。
(3.7)上記(3.1)のコイルユニットでは、第1曲面および第2曲面は、コイルボビンよりも摩擦係数が高い部材が取付、または塗布されている。または、第1曲面における両縁、および第2曲面における両縁には、コイルボビンよりも摩擦係数が高い部材が取付、または塗布されている。
上記(3.7)によると、巻き付けられたコイルのコイル線が円弧方向に移動する可能性を低くすることができる。
(3.8)アクチュエータは、上記(3.1)~(3.7)のいずれかのコイルユニットと、第1曲面に対向し、円周を円弧方向とする回転軸を中心として電磁駆動によりコイルユニットに対して回転する駆動磁石とを備える。
上記(3.8)によると、コイルユニットを用いるアクチュエータの低背化を図ることができる。
(3.9)上記(3.8)のアクチュエータでは、第1曲面は、回転軸を中心とする円周に沿って湾曲している。
上記(3.9)によると、駆動磁石が回転した場合であっても、コイルユニットとの距離を一定に保つことができる。
(3.10)上記(3.8)または(3.9)のアクチュエータは、駆動磁石620(621)を保持する可動ユニット60と、コイルユニットを保持し、可動ユニット60が回転可能となるように可動ユニット60を支持する固定ユニット70とを、さらに備える。アクチュエータにおいて、可動ユニット60が中立状態である場合に、第1曲面から第2曲面、または第2曲面から第1曲面にコイルが巻かれる方向は、回転の中心点510と前記駆動磁石の中心とを通る直線と平行である。
上記(3.10)によると、コイルが巻かれる方向と、磁気吸引力が発生する方向とを一致させることができる。
(変形例)
以下に、変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記各実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。
以下に、変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記各実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。
上記各実施形態では、アクチュエータとしてカメラ駆動装置10を一例として説明したが、これに限定されない。アクチュエータは、可動ユニット60で保持された部材が3次元的に回転する構造であればよい。アクチュエータとしてカメラ駆動装置10の他、例えば操作レバーが可動ユニット60で保持された装置(入出力操作装置)であってもよい。
または、アクチュエータとして、照明、またはレーザポインタ等のように光を発光する光デバイスが可動ユニット60で保持された装置(光デバイス装置)を駆動対象として備える装置であってもよい。要するに、アクチュエータは、駆動対象としての装置は、光軸を有する、つまり外部からの光を入力、又は外部へ光を出力する光学素子(レンズ、受光素子、発光素子)を有していればよい。
または、アクチュエータとして、ミラーが可動ユニット60で保持された装置(ミラー操作装置)であってもよい。
なお、アクチュエータは、可動ユニット60で保持された部材が3次元的に回転する構造に限らず、2軸の各々を回転中心として回転する構造であってもよい。例えば、可動ユニット60は、軸1b、軸1cのそれぞれを中心として固定ユニット70に対して回転する構成であってもよい。この場合、駆動コイル730(731)を磁気ヨーク710(711)に巻き付ける必要はない。
上記アクチュエータをハプティックデバイスに適用してもよい。この場合、ハプティックにおいて回転対象となる構成要素(例えば、レバー)は、外部の対象物又はユーザが接触する、又は近接する接触面を有する。これにより、ハプティックデバイスは、外部の対象物又はユーザに回転対象の構成要素が回転したことの触覚を与えることができる。
上記各実施形態では、各磁気ヨーク710および各磁気ヨーク711の形状は、回転の中心点510を中心とする円弧形状であるとしたが、これに限定されない。各磁気ヨーク710において、少なくとも第1駆動磁石620の曲面(面625)に対向する面が、中心点510を中心とする円弧形状の曲面であり、その曲面(面625)の円弧の中心が第1駆動磁石620の曲面の円弧の中心と同一であればよい。同様に、各磁気ヨーク711において、少なくとも第2駆動磁石621の曲面(面626)に対向する面が、中心点510を中心とする円弧形状の曲面であり、その曲面(面626)の円弧の中心が第2駆動磁石621の曲面の円弧の中心と同一であればよい。
上記各実施形態では、複数のケーブルを4つのケーブル束11Aに分ける構成としたが、これに限定されない。複数のケーブルは、少なくとも2つのケーブル束11Aに分けられていればよい。少なくとも2つのケーブル束11Aは、回転の中心点を中心とする円周上に等間隔に可動ユニット60から引き出されて(配設されて)いればよい。
上記各実施形態では、軸1bを中心とする回転、及び軸1cを中心とする回転を検出する検出部100として4つの磁気センサ92と位置検出磁石650との組み合わせを用いる構成としたが、この構成に限定されない。軸1bを中心とする回転、及び軸1cを中心とする回転の検出は、ジャイロセンサ、及びジャイロセンサと加速度センサとの組み合わせのうちいずれかを検出部100として用いてもよい。ジャイロセンサ、及びジャイロセンサと加速度センサとの組み合わせのうちいずれかを検出部100とする場合、当該検出部は、プリント基板90に設けられるのではなく、可動ユニット60に設けられる。検出部100として4つの磁気センサ92と位置検出磁石650の組み合わせを用いる場合、当該検出部100は、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して、カメラ部30とは反対側に設けられる。検出部100としてジャイロセンサ、及びジャイロセンサと加速度センサとの組み合わせのうちいずれかを用いる場合、当該検出部100の配置位置は、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して、カメラ部30とは反対側および同一側のいずれでもよい。
上記実施形態では、第2遊嵌部材501は、固定ユニット70に固定される構成とし、可動ユニット60に第1遊嵌面670が設けられ、固定ユニット70に第2遊嵌面502を有する第2遊嵌部材501が設けられる構成とした。しかしながら、この構成に限定されない。可動ユニット60の第1遊嵌部材602に第2遊嵌部材501を固定してもよい。この場合、可動ユニット60の第1遊嵌面670が凸状球面となり、固定ユニット70の第2遊嵌面502が凹部を有することになる。ここで、第2遊嵌面502が凹部を有する場合、第2遊嵌面502の凹部は、固定ユニット70の連結部50の中央部分(凹部)に相当する。
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係るアクチュエータ(例えば、カメラ駆動装置10)は、可動ユニット60と、固定ユニット70と、駆動部700とを備える。可動ユニット60は、駆動対象を保持する。固定ユニット70は、可動ユニット60の第1遊嵌面670と、嵌め合せる第2遊嵌面502を有する。駆動部700は、固定ユニット70に対して可動ユニット60を電磁駆動により回転可能とする。第1遊嵌面670及び第2遊嵌面502の一方が凹部を有し、他方が凸状球面を有している。可動ユニットの回転の中心点510が、凹部に凸状球面を嵌め合せる嵌合方向上に設けられている。駆動部700は、一対の第1駆動磁石620と、一対の第1磁気ヨーク(磁気ヨーク710)と、一対の第1駆動コイル(駆動コイル720)と、一対の第2駆動磁石621と、一対の第1磁気ヨーク(磁気ヨーク711)と、一対の第2駆動コイル(駆動コイル721)とを有している。一対の第1駆動磁石620は、嵌合方向に直交し中心点510を通る第1軸(軸1c)と嵌合方向とを含む第1平面上に、可動ユニット60に設けられている。一対の第1磁気ヨークは、一対の第1駆動磁石620に対向し、中心点510との距離が中心点510と第1駆動磁石620との距離よりも長くなるように固定ユニット70に設けられている。一対の第1駆動コイルは、一対の第1磁気ヨークに巻かれている。一対の第2駆動磁石621は、嵌合方向および第1軸に直交し前記中心点を通る第2軸(軸1b)並びに嵌合方向を含む平面上に可動ユニット60に設けられている。一対の第2磁気ヨークは、一対の第2駆動磁石に対向し、中心点510との距離が中心点510と第2駆動磁石621との距離よりも長くなるように固定ユニット70に設けられている。一対の第2駆動コイルは、一対の第2磁気ヨークに巻かれている。可動ユニット60が第1軸および第2軸の双方に対して回転していない中立状態である場合において、一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1の第1磁気ヨークに向く2つの第1ベクトルを合成した第1合成ベクトルの向き(磁気吸引力F2の向き)は、第1軸および第2軸を含む第2平面に対して駆動対象側を向いている。さらに、一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1の第2磁気ヨークに向く2つの第2ベクトルを合成した第2合成ベクトルの向きは、第2平面に対して駆動対象側を向いている。
以上説明したように、第1の態様に係るアクチュエータ(例えば、カメラ駆動装置10)は、可動ユニット60と、固定ユニット70と、駆動部700とを備える。可動ユニット60は、駆動対象を保持する。固定ユニット70は、可動ユニット60の第1遊嵌面670と、嵌め合せる第2遊嵌面502を有する。駆動部700は、固定ユニット70に対して可動ユニット60を電磁駆動により回転可能とする。第1遊嵌面670及び第2遊嵌面502の一方が凹部を有し、他方が凸状球面を有している。可動ユニットの回転の中心点510が、凹部に凸状球面を嵌め合せる嵌合方向上に設けられている。駆動部700は、一対の第1駆動磁石620と、一対の第1磁気ヨーク(磁気ヨーク710)と、一対の第1駆動コイル(駆動コイル720)と、一対の第2駆動磁石621と、一対の第1磁気ヨーク(磁気ヨーク711)と、一対の第2駆動コイル(駆動コイル721)とを有している。一対の第1駆動磁石620は、嵌合方向に直交し中心点510を通る第1軸(軸1c)と嵌合方向とを含む第1平面上に、可動ユニット60に設けられている。一対の第1磁気ヨークは、一対の第1駆動磁石620に対向し、中心点510との距離が中心点510と第1駆動磁石620との距離よりも長くなるように固定ユニット70に設けられている。一対の第1駆動コイルは、一対の第1磁気ヨークに巻かれている。一対の第2駆動磁石621は、嵌合方向および第1軸に直交し前記中心点を通る第2軸(軸1b)並びに嵌合方向を含む平面上に可動ユニット60に設けられている。一対の第2磁気ヨークは、一対の第2駆動磁石に対向し、中心点510との距離が中心点510と第2駆動磁石621との距離よりも長くなるように固定ユニット70に設けられている。一対の第2駆動コイルは、一対の第2磁気ヨークに巻かれている。可動ユニット60が第1軸および第2軸の双方に対して回転していない中立状態である場合において、一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1の第1磁気ヨークに向く2つの第1ベクトルを合成した第1合成ベクトルの向き(磁気吸引力F2の向き)は、第1軸および第2軸を含む第2平面に対して駆動対象側を向いている。さらに、一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークとの間の磁気吸引力F1の第2磁気ヨークに向く2つの第2ベクトルを合成した第2合成ベクトルの向きは、第2平面に対して駆動対象側を向いている。
この構成によると、可動ユニット60が中立状態である場合において、第1合成ベクトルの向きは、第2平面に対して駆動対象側に発生する。また、可動ユニット60が中立状態である場合において、第2合成ベクトルの向きは、第2平面に対して駆動対象側に発生する。
従来のアクチュエータとしてのカメラ駆動装置では、駆動磁石は、上述した第2平面に対して駆動対象と反対側に位置している。つまり、駆動磁石の中心位置は、回転の中心点を基準として駆動対象から離れる方向に位置している。従来のアクチュエータに駆動磁石を設ける場合、アクチュエータにおいて少なくとも駆動磁石から当該駆動磁石の両端のうち駆動対象からより遠い端部までの部位を収納する空間が必要となる。つまり、第1軸および第2軸に直交する方向(直交方向)におけるアクチュエータの長さには、直交方向における駆動対象の長さと、上述した空間の直交方向における長さが含まれる。
一方、第1の態様のアクチュエータでは、上述したように、第1合成ベクトル及び第2合成ベクトルの向きは、第2平面に対して駆動対象側に発生している。つまり、駆動磁石の中心位置は、回転の中心点を基準として駆動対象側にある。第1の態様のアクチュエータに駆動磁石(第1駆動磁石620、第2駆動磁石621)を設ける場合、駆動磁石のうち回転の中心点510を基準として駆動対象から離れる部位は、従来の場合よりも少ない。そのため、直交方向におけるアクチュエータの長さを、従来よりも短くすることが、つまり小型化(低背化)を図ることができる。
第2の態様に係るアクチュエータは、第1の態様において、検出部100を、さらに備える。検出部100は、位置検出磁石650と、磁気センサ92とを有し、第2平面に対して駆動対象とは反対側に設けられている。位置検出磁石650は、可動ユニット60に保持されている。磁気センサ92は、可動ユニット60の回転に伴って位置検出磁石650が回転することで作用する磁気の変化に基づいて可動ユニット60の回転を検出する。
この構成によると、可動ユニット60が中立状態である場合において、第1合成ベクトルである磁気吸引力F2の向きは、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して検出部100とは反対側に発生する。また、可動ユニット60が中立状態である場合において、第2合成ベクトルである磁気吸引力F2の向きは、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して検出部100とは反対側に発生する。そのため、軸1bおよび軸1cを含む平面に対して検出部100と同じ側に合成ベクトルである磁気吸引力F2が発生する場合と比較して、一対の第1駆動磁石620の磁力および一対の第2駆動磁石621の磁力が、検出部100に与える影響は小さい。したがって、アクチュエータは、駆動対象の回転に対してより正確な回転角度を検出することができる。
第3の態様に係るアクチュエータでは、第1又は第2の態様において、可動ユニット60が第1軸および第2軸の双方に対して回転可能な範囲において、第1合成ベクトルの向き、および第2合成ベクトルの向きは、第2平面に対して駆動対象側を向いている。
この構成によると、可動ユニット60が回転した場合であっても、一対の第1駆動磁石620の磁力および一対の第2駆動磁石621の磁力が、検出部100に与える影響は小さい。そのため、可動ユニット60が回転した場合であっても、アクチュエータは、駆動対象の回転に対してより正確な回転角度を検出することができる。
第4の態様に係るアクチュエータでは、第1~第3のいずれかの態様において、中立状態である場合、2つの第1ベクトルのそれぞれの向き、および2つの第2ベクトルのそれぞれの向きは、第2平面に対して傾斜している。
この構成によると、アクチュエータは、駆動対象(例えばカメラ部30)の回転に対してより正確な回転角度を検出することができる。
第5の態様に係るアクチュエータでは、第1~第4のいずれかの態様において、一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークとにおいて、対向する一対の第1駆動磁石620と一対の第1磁気ヨークのそれぞれの面は、回転の中心点510を円弧の中心とする円弧形状の曲面である。一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークとにおいて、対向する一対の第2駆動磁石621と一対の第2磁気ヨークのそれぞれの面は、回転の中心点510を円弧の中心とする円弧形状の曲面である。
この構成によると、第1駆動磁石620と第1磁気ヨークとの隙間、および第2駆動磁石621と第2磁気ヨークとの隙間は、それぞれ一定となる。そのため、可動ユニット60が回転した場合であっても、各隙間を一定に保つことができる。
第6の態様に係るアクチュエータでは、第1~第5のいずれかの態様において、固定ユニット70は、第2平面に対して駆動対象とは反対側に可動ユニット60が脱落することを防止するための脱落防止部80を有している。この構成によると、可動ユニット60が脱落することを防止することができる。
第7の態様に係るアクチュエータでは、第6の態様において、脱落防止部80は、非磁性である。この構成によると、位置検出磁石650と磁気センサ92との間に脱落防止部80が設けられていても、検出部100は可動ユニット60の回転検出を正確に行うことができる。
第8の態様に係るアクチュエータでは、第1~第7のいずれかの態様において、可動ユニット60は、一対の第1駆動磁石620と一対の第2駆動磁石621とを取り付けるための複数のアームが設けられた本体部601を有している。本体部601は、第2平面に対して駆動対象とは反対側にカウンタウエイト(ボトムプレート640)を有する。
この構成によると、アクチュエータは、回転の中心点510と、可動ユニット60の重心とを一致させることができる。そのため、可動ユニット60が軸1bを中心に回転するモーメントおよび軸1cを中心に回転するモーメントは小さくなるため、小さな駆動力で可動ユニット60を中立状態に維持したり、軸1bおよび軸1cを中心に回転させたりすることができる。よって、アクチュエータの消費電力を低減させることができる。
第9の態様に係るアクチュエータでは、第8の態様において、カウンタウエイトは、非磁性である。この構成によると、検出部100は、ボトムプレート640からの影響を受けることなく可動ユニット60の回転検出を正確に行うことができる。
第10の態様に係るアクチュエータでは、第1~第9のいずれかの態様において、一対の第1磁気ヨークおよび一対の第2磁気ヨークには、嵌合方向を中心に可動ユニット60を回転させる第3駆動コイル(駆動コイル730,731)がそれぞれ巻き付けられている。この構成によると、アクチュエータは、電磁駆動により、嵌合方向(光軸1a)を中心に可動ユニット60(カメラ部30)を回転(ローリング)させることができる。
第11の態様に係るアクチュエータでは、第1~第10のいずれかの態様において、駆動対象は、光学素子を有する。この構成によると、アクチュエータは、光学素子を有する駆動対象の回転に対してより正確な回転角度を検出することができる。
第12の態様に係るアクチュエータでは、第1~第11のいずれかの態様において、駆動対象は、レンズ、受光素子を含むカメラ部30である。本態様に係るアクチュエータは、第1端部がカメラ部30に、第2端部が外部回路(画像処理回路15)に電気的に接続される複数のケーブル11を、さらに備える。複数のケーブル11は、少なくとも2つのケーブル束11Aに分けられている。少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれは、第1端部と第2端部との間にフレキシブル部(フレキシブル部110~113)を有している。少なくとも2つのケーブル束11Aのフレキシブル部のそれぞれは、可動ユニット60の回転の中心点510を中心とする円周上において等間隔に配設されている。少なくとも2つのケーブル束11Aのフレキシブル部の長さは、同一である。
この構成によると、アクチュエータは、可動ユニット60の中立状態におけるカメラ部30の姿勢を安定にすることができる。また、カメラ駆動装置10は、可動ユニット60に作用する各ケーブル束11Aのテンションを均一に分散させることができる。
第13の態様に係るアクチュエータでは、第12の態様において、少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれは、2本以上のケーブル11で構成されている。少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれにおいて、第1クランプ120と、第2クランプ130とが、それぞれ設けられている。第1クランプ120は、当該ケーブル束11Aのフレキシブル部の一端に当該ケーブル束11Aを結束し、可動ユニット60に固定される。第2クランプ130は、当該フレキシブル部の他端に当該ケーブル束を結束し、固定ユニット70に固定される。少なくとも2つのケーブル束11Aのそれぞれの第1クランプ120と第2クランプ130との間では、当該ケーブル束11Aを構成する2本以上のケーブル11は互いに分離した状態である。
この構成によると、アクチュエータは、カメラ部30が回転することによるケーブルのねじれを生じる可能性を低くすることができる。
第14の態様に係るアクチュエータでは、第13の態様において、少なくとも2つのケーブル束11Aにおけるフレキシブル部は、可動ユニット60および固定ユニット70の外側に配設されて湾曲している。
この構成によると、アクチュエータは、フレキシブル部の湾曲の曲率を小さくすることができ、可動ユニット60に作用する各ケーブル束のテンションを小さくすることができる。これにより、カメラ駆動装置10は、カメラ部30の回転をスムーズにすることができる。
第15の態様に係るアクチュエータでは、第14の態様において、固定ユニット70は、少なくとも2つのケーブル束11Aの第2クランプ130をそれぞれ保持する少なくとも2つのリブ(引入部703)を有している。少なくとも2つのリブは、可動ユニット60が中立状態にある場合にカメラ部30の光軸1aと直交する平面に対してカメラ部30が配置された方向に傾いている。この構成によると、アクチュエータは、フレキシブル部110~113を曲げた状態で保持することができる。
第16の態様に係るアクチュエータでは、第15の態様において、少なくとも2つのケーブル束のそれぞれに設けられた第2クランプ130は、移動規制部131を有する。移動規制部131は、リブに当接してケーブル束11Aの固定ユニット70に対する挿抜方向への移動を規制する。この構成によると、アクチュエータは、第2クランプ130の位置がずれる可能性を低くすることができる。
第17の態様に係るアクチュエータでは、第13~第16のいずれかの態様において、可動ユニット60は、外周ガイド部403を有する。外周ガイド部403は、少なくとも2つのケーブル束11Aのうち少なくとも1つのケーブル束11Aについて第1端部から第1クランプ120までの部位の一部を、可動ユニット60の外周に沿ってガイドする。この構成によると、アクチュエータは、各ケーブル束について、ケーブル束の曲げによる電気信号の品質劣化を防止しつつ、第1端部から第1クランプ120までの長さの違いを吸収することができる。
第18の態様に係るコイルユニット(第1コイルユニット52、第2コイルユニット53)は、コイルボビン(コイルボビン780、コイルボビン781)と、コイル(駆動コイル720、駆動コイル721)とを備える。コイルボビンは、円弧方向に湾曲し対向する第1曲面(第1曲面782、第1曲面783)および第2曲面(第2曲面784、第2曲面785)を有する。コイルは、コイルボビンに円弧方向に沿って巻き付けられている。第1曲面におけるコイルのピッチと第2曲面におけるコイルのピッチとは同一である。
この構成によると、第1曲面におけるコイルのピッチと第2曲面におけるコイルのピッチとは同一である。そのため、コイルボビンの両端部で広いピッチ幅を確保する必要がない。したがって、コイルユニットにおいて巻方向1gに対する長さが従来のコイルユニットよりも短い場合であっても従来の駆動コイルの巻き数を確保することができる。よって、コイルユニットを用いるアクチュエータの小型化(低背化)を図ることができる。
第19の態様に係るコイルユニットでは、第18の態様において、第1曲面および第2曲面は複数の溝(溝920,922;921,923)を有する。または、コイルの巻方向と直交する第1曲面の両縁(縁960,962;961,963)およびコイルの巻方向と直交する第2曲面の両縁(縁964,966;965,967)は、複数の溝(溝920,922;921,923)を有する。
この構成によると、コイルを形成するコイル線は、コイルボビンの溝に沿って巻き付けられる。これにより、第1曲面および第2曲面において、円弧方向にコイル線がずれる可能性を低くすることができる。
第20の態様に係るコイルユニットでは、第19の態様において、第1曲面および第2曲面は、コイルの巻方向と平行な第1平面および巻方向と垂直な第2平面で形成される複数の凸部を、円弧方向に連続して設けることで複数の溝を有する。または、第1曲面における両縁および第2曲面における両縁は、コイルの巻方向と平行な第1平面および巻方向と垂直な第2平面で形成される複数の凸部を、円弧方向に連続して設けることで複数の溝を有する。ここで、第1平面は平面910,911,914,915に、第2平面は平面912,913,916,917に、それぞれ相当する。凸部は、第1凸部900(901)、第2凸部902(903)に、それぞれ相当する。
この構成によると、コイルのコイル線が第1平面と接触した場合、曲面と接触する場合と比較して円弧方向に移動する力は小さい。そのため、コイルのコイル線を溝からずれにくくすることができる。
第21の態様に係るアクチュエータ(カメラ駆動装置10)は、第19又は第20の態様のコイルユニットと、駆動磁石(第1駆動磁石620、第2駆動磁石621)とを備える。駆動磁石は、第1曲面に対向し、円周を前記円弧方向とする回転軸を中心として電磁駆動によりコイルユニットに対して回転する。
この構成によると、上述したコイルユニットを用いるアクチュエータの小型化(低背化)を図ることができる。
10 カメラ駆動装置(アクチュエータ)
11 ケーブル
11A ケーブル束
30 カメラ部
52 第1コイルユニット(コイルユニット)
53 第2コイルユニット(コイルユニット)
60 可動ユニット
70 固定ユニット
80 脱落防止部
92(92a,92b,92c,92d) 磁気センサ
100 検出部
110~113 フレキシブル部
120 第1クランプ
130 第2クランプ
131 移動規制部
401 引出部(ガイド部)
403 外周ガイド部
510 中心点
601 本体部
620 第1駆動磁石
621 第2駆動磁石
640 ボトムプレート(カウンタウエイト)
650 位置検出磁石
700 駆動部
703 引入部(リブ)
710 磁気ヨーク(第1磁気ヨーク)
711 磁気ヨーク(第2磁気ヨーク)
720 駆動コイル(第1駆動コイル、コイル)
721 駆動コイル(第2駆動コイル、コイル)
730,731 駆動コイル(第3駆動コイル)
740,741,750,751 磁気ヨークホルダ
780,781 コイルボビン
780,781 コイルボビン
782,783 第1曲面
784,785 第2曲面
900,901 第1凸部
902,903 第2凸部
910,911,914,915 平面(第1平面)
912,913,916,917 平面(第2平面)
920,921,922,923,940,941,942,943,945,946,947,948 溝
960,961,962,963,964,965,966,967 縁
1b 軸(第2軸、回転軸)
1c 軸(第1軸、回転軸)
1g 巻方向
F1,F2 磁気吸引力
11 ケーブル
11A ケーブル束
30 カメラ部
52 第1コイルユニット(コイルユニット)
53 第2コイルユニット(コイルユニット)
60 可動ユニット
70 固定ユニット
80 脱落防止部
92(92a,92b,92c,92d) 磁気センサ
100 検出部
110~113 フレキシブル部
120 第1クランプ
130 第2クランプ
131 移動規制部
401 引出部(ガイド部)
403 外周ガイド部
510 中心点
601 本体部
620 第1駆動磁石
621 第2駆動磁石
640 ボトムプレート(カウンタウエイト)
650 位置検出磁石
700 駆動部
703 引入部(リブ)
710 磁気ヨーク(第1磁気ヨーク)
711 磁気ヨーク(第2磁気ヨーク)
720 駆動コイル(第1駆動コイル、コイル)
721 駆動コイル(第2駆動コイル、コイル)
730,731 駆動コイル(第3駆動コイル)
740,741,750,751 磁気ヨークホルダ
780,781 コイルボビン
780,781 コイルボビン
782,783 第1曲面
784,785 第2曲面
900,901 第1凸部
902,903 第2凸部
910,911,914,915 平面(第1平面)
912,913,916,917 平面(第2平面)
920,921,922,923,940,941,942,943,945,946,947,948 溝
960,961,962,963,964,965,966,967 縁
1b 軸(第2軸、回転軸)
1c 軸(第1軸、回転軸)
1g 巻方向
F1,F2 磁気吸引力
Claims (21)
- 駆動対象を保持する可動ユニットと、
前記可動ユニットの第1遊嵌面と、嵌め合せる第2遊嵌面を有する固定ユニットと、
前記固定ユニットに対して前記可動ユニットを電磁駆動により回転可能とする駆動部と、を備え、
前記第1遊嵌面及び前記第2遊嵌面の一方が凹部を有し、他方が凸状球面を有し、
前記可動ユニットの回転の中心点が、前記凹部に前記凸状球面を嵌め合せる嵌合方向上に設けられ、
前記駆動部は、
前記嵌合方向に直交し前記中心点を通る第1軸と前記嵌合方向とを含む第1平面上に、前記可動ユニットに設けられた一対の第1駆動磁石と、
前記一対の第1駆動磁石に対向し、前記中心点との距離が前記中心点と前記第1駆動磁石との距離よりも長くなるように前記固定ユニットに設けられた一対の第1磁気ヨークと、
前記一対の第1磁気ヨークに巻かれた一対の第1駆動コイルと、
前記嵌合方向および前記第1軸に直交し前記中心点を通る第2軸並びに前記嵌合方向を含む平面上に前記可動ユニットに設けられた一対の第2駆動磁石と、
前記一対の第2駆動磁石に対向し、前記中心点との距離が前記中心点と前記第2駆動磁石との距離よりも長くなるように前記固定ユニットに設けられた一対の第2磁気ヨークと、
前記一対の第2磁気ヨークに巻かれた一対の第2駆動コイルとを有し、
前記可動ユニットが前記第1軸および前記第2軸の双方に対して回転していない中立状態である場合において、前記一対の第1駆動磁石と前記一対の第1磁気ヨークとの間の磁気吸引力の前記第1磁気ヨークに向く2つの第1ベクトルを合成した第1合成ベクトルの向き、及び前記一対の第2駆動磁石と前記一対の第2磁気ヨークとの間の磁気吸引力の前記第2磁気ヨークに向く2つの第2ベクトルを合成した第2合成ベクトルの向きは、前記第1軸および前記第2軸を含む第2平面に対して前記駆動対象側を向いている
ことを特徴とするアクチュエータ。 - 前記可動ユニットに保持された位置検出磁石と、前記可動ユニットの回転に伴って前記位置検出磁石が回転することで作用する磁気の変化に基づいて前記可動ユニットの回転を検出する磁気センサとを有し、前記第2平面に対して前記駆動対象とは反対側に設けられた検出部を、さらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記可動ユニットが前記第1軸および前記第2軸の双方に対して回転可能な範囲において、前記第1合成ベクトルの向き、および前記第2合成ベクトルの向きは、前記第2平面に対して前記駆動対象側を向いている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアクチュエータ。 - 前記中立状態である場合において、前記2つの第1ベクトルのそれぞれの向き、および前記2つの第2ベクトルのそれぞれの向きは、前記第2平面に対して傾斜している
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 - 前記一対の第1駆動磁石と前記一対の第1磁気ヨークとにおいて、対向する前記一対の第1駆動磁石と前記一対の第1磁気ヨークのそれぞれの面は、前記回転の中心点を円弧の中心とする円弧形状の曲面であり、
前記一対の第2駆動磁石と前記一対の第2磁気ヨークとにおいて、対向する前記一対の第2駆動磁石と前記一対の第2磁気ヨークのそれぞれの面は、前記回転の中心点を円弧の中心とする円弧形状の曲面である
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 - 前記固定ユニットは、
前記第2平面に対して前記駆動対象とは反対側に前記可動ユニットが脱落することを防止するための脱落防止部を有している
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 - 前記脱落防止部は、非磁性である
ことを特徴とする請求項6に記載のアクチュエータ。 - 前記可動ユニットは、前記一対の第1駆動磁石と前記一対の第2駆動磁石とを取り付けるための複数のアームが設けられた本体部を有しており、
前記本体部は、前記第2平面に対して前記駆動対象とは反対側にカウンタウエイトを有する
ことを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 - 前記カウンタウエイトは、非磁性である
ことを特徴とする請求項8に記載のアクチュエータ。 - 前記一対の第1磁気ヨークおよび前記一対の第2磁気ヨークには、前記嵌合方向を中心に前記可動ユニットを回転させる第3駆動コイルがそれぞれ巻き付けられている
ことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 - 前記駆動対象は、光学素子を有する
ことを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 - 前記駆動対象は、レンズ、受光素子を含むカメラ部であり、
第1端部が前記カメラ部に、第2端部が外部回路に電気的に接続される複数のケーブルを、さらに備え、
前記複数のケーブルは、少なくとも2つのケーブル束に分けられており、
前記少なくとも2つのケーブル束のそれぞれは、前記第1端部と前記第2端部との間にフレキシブル部を有し、
前記少なくとも2つのケーブル束のフレキシブル部のそれぞれは、前記可動ユニットの回転の中心点を中心とする円周上において等間隔に配設されており、
前記少なくとも2つのケーブル束の前記フレキシブル部の長さは、同一である
ことを特徴とする請求項1~11のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 - 前記少なくとも2つのケーブル束のそれぞれは、2本以上のケーブルで構成されており、
前記少なくとも2つのケーブル束のそれぞれにおいて、当該ケーブル束の前記フレキシブル部の一端に当該ケーブル束を結束し、前記可動ユニットに固定される第1クランプと、当該フレキシブル部の他端に当該ケーブル束を結束し、前記固定ユニットに固定される第2クランプとが、それぞれ設けられており、
前記少なくとも2つのケーブル束のそれぞれの前記第1クランプと前記第2クランプとの間では、当該ケーブル束を構成する前記2本以上のケーブルは互いに分離した状態である
ことを特徴とする請求項12に記載のアクチュエータ。 - 前記少なくとも2つのケーブル束における前記フレキシブル部は、前記可動ユニットおよび前記固定ユニットの外側に配設されて湾曲している
ことを特徴とする請求項13に記載のアクチュエータ。 - 前記固定ユニットは、前記少なくとも2つのケーブル束の前記第2クランプをそれぞれ保持する少なくとも2つのリブを有しており、
前記少なくとも2つのリブは、前記可動ユニットが中立状態にある場合に前記カメラ部の光軸と直交する平面に対して前記カメラ部が配置された方向に傾いている
ことを特徴とする請求項14に記載のアクチュエータ。 - 前記少なくとも2つのケーブル束のそれぞれにおいて、当該ケーブル束に設けられた前記第2クランプは、前記リブに当接して当該ケーブル束の前記固定ユニットに対する挿抜方向への移動を規制する移動規制部を有する
ことを特徴とする請求項15に記載のアクチュエータ。 - 前記可動ユニットは、
前記少なくとも2つのケーブル束のうち少なくとも1つのケーブル束について前記第1端部から前記第1クランプまでの部位の一部を、前記可動ユニットの外周に沿ってガイドする外周ガイド部を有する
ことを特徴とする請求項13~16のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 - 円弧方向に湾曲し対向する第1曲面および第2曲面を有するコイルボビンと、
前記コイルボビンに前記円弧方向に沿って巻き付けられたコイルとを備え、
前記第1曲面におけるコイルのピッチと前記第2曲面におけるコイルのピッチとは同一である
ことを特徴とするコイルユニット。 - 前記第1曲面および前記第2曲面、または前記コイルの巻方向と直交する前記第1曲面の両縁および前記コイルの前記巻方向と直交する前記第2曲面の両縁は、複数の溝を有する
ことを特徴とする請求項18に記載のコイルユニット。 - 前記第1曲面および前記第2曲面、または前記第1曲面における前記両縁および前記第2曲面における前記両縁は、前記コイルの巻方向と平行な第1平面および前記巻方向と垂直な第2平面で形成される複数の凸部を、前記円弧方向に連続して設けることで前記複数の溝を有する
ことを特徴とする請求項19に記載のコイルユニット。 - 請求項19又は20に記載のコイルユニットと、
前記第1曲面に対向し、円周を前記円弧方向とする回転軸を中心として電磁駆動により前記コイルユニットに対して回転する駆動磁石とを備える
ことを特徴とするアクチュエータ。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2018509089 Country of ref document: JP |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17774520 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17774520 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |