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JP5299842B2 - Driving device and lens barrel - Google Patents

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JP5299842B2
JP5299842B2 JP2008282905A JP2008282905A JP5299842B2 JP 5299842 B2 JP5299842 B2 JP 5299842B2 JP 2008282905 A JP2008282905 A JP 2008282905A JP 2008282905 A JP2008282905 A JP 2008282905A JP 5299842 B2 JP5299842 B2 JP 5299842B2
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magnet
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact lens barrel by providing a compact holding part for a movable part. <P>SOLUTION: A drive device (100) includes: a driven body (30); a cylindrical body (42) which is made of a non-magnetic material; a movable moving magnet (21) which is attached to the driven body (30) and located outside the cylindrical body (42); a plurality of coils for an electromagnet (22), which are arranged side by side in the axial direction of the cylindrical body inside the cylindrical body, for applying an electromagnetic force to the moving magnet; a center yoke (41) which is made of a magnetic material and arranged in the center area of the cylindrical body; and a means (10) which deforms the cylindrical body. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明はレンズなどの光学素子を駆動するための駆動装置、及びそれらを用いたカメラ、ビデオカメラなどのレンズ鏡筒に関する。   The present invention relates to a driving device for driving an optical element such as a lens, and a lens barrel such as a camera or a video camera using the driving device.

一般にオートフォーカス機能やズーム機能はフォーカス用可動レンズ、またはズーム用可動レンズなどの光学素子の位置を光軸方向に移動させている。また、ぶれ補正装置はレンズなどの光学素子及び撮像素子を光軸方向に垂直な平面で移動させている。これらの駆動装置は駆動速度が速いだけでなく位置制度、及び繰り返し位置精度が高い磁石とコイルを用いたリニア駆動装置を使用することで要求を解決してきた。特許文献1のリニアモータによれば、筒状のパイプの中にコイル、及びセンターコアを配置し、そのパイプの外周に可動磁石体を設置して、断線のおそれの少ないリニア駆動装置を提供している。また、特許文献2のリニアモータによれば、磁石を内蔵した内部パイプと、その内部パイプの外周径より大きな外周の外部パイプにコイルとを形成したリニアモータにおいて、内部パイプの外周と外部パイプの内周との間に加圧流体を供給することにより、案内機構を必要としない小型なリニアモータを提供している。
特許4068848号公報 特許3952190号公報
In general, in the auto focus function and the zoom function, the position of an optical element such as a focus movable lens or a zoom movable lens is moved in the optical axis direction. Further, the shake correction apparatus moves an optical element such as a lens and an imaging element on a plane perpendicular to the optical axis direction. These driving devices have solved the requirement by using a linear driving device using a magnet and a coil which not only has a high driving speed but also has a high positional accuracy and high positional accuracy. According to the linear motor of Patent Document 1, a coil and a center core are arranged in a cylindrical pipe, and a movable magnet body is installed on the outer periphery of the pipe to provide a linear drive device that is less likely to break. ing. In addition, according to the linear motor of Patent Document 2, in a linear motor in which a coil is formed on an outer pipe having a larger outer diameter than the inner pipe, the inner pipe having a built-in magnet, By supplying a pressurized fluid between the inner periphery and the inner periphery, a small linear motor that does not require a guide mechanism is provided.
Japanese Patent No. 40688848 Japanese Patent No. 3952190

しかしながら、カメラ、ビデオカメラなどの撮像装置は小型化及び軽量化の需要に応えるため、さらなる小型化及び軽量化が求められている。特許文献1のリニアモータによれば、平面対向型(フラットベット型)リニアモータと比べ、効率が良く小型に形成できるものの位置計測するエンコーダが移動するに伴って、エンコーダヘッドに接続した配線が可動し、接触不要、及び断線の可能性がある。また、特許文献2のリニアモータによれば、案内機構が不必要で構造が簡単になり、小型化が可能であるが、回転方向のモーメントを打ち消すために2つのリニアモータを必要とするため、装置全体としての小型化が難しい。また、可動部を所定位置に移動させた後のリニアモータは、所定位置に配置を維持するように、フィードバック処理をしていた。   However, imaging devices such as cameras and video cameras are required to be further reduced in size and weight in order to meet the demand for reduction in size and weight. According to the linear motor disclosed in Patent Document 1, the wiring connected to the encoder head is movable as the encoder for position measurement moves, although it can be formed more efficiently and more compactly than a plane-opposed type (flat bed type) linear motor. However, there is a possibility of contact unnecessary and disconnection. Moreover, according to the linear motor of Patent Document 2, a guide mechanism is unnecessary, the structure is simple, and the size can be reduced. However, two linear motors are required to cancel the moment in the rotation direction. It is difficult to reduce the size of the entire device. Further, the linear motor after moving the movable part to a predetermined position is subjected to feedback processing so as to maintain the arrangement at the predetermined position.

本発明は、かかる実情に鑑み、小型な可動部の保持部を提供することで、小型なレンズ鏡筒を実現しようとするものである。さらには接触不良及び断線しづらい駆動装置を提供することで、長時間の使用でも安定したレンズ鏡筒を実現しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention intends to realize a small lens barrel by providing a small movable portion holding portion. Furthermore, by providing a driving device that is difficult to contact and is not easily disconnected, a lens barrel that is stable even after long-time use is to be realized.

課題を解決する手段として、以下の構成を備える。
第1の観点の駆動装置は、被駆動体と、非磁性体材料からなる筒状体と、被駆動体に取付けられ、筒状体の外側に有する移動可能な移動マグネットと、該移動マグネットに電磁力を与えるために筒状体の内側に筒状体の軸方向に並べて配置された複数の電磁石用コイルと、磁性体材料からなり筒状体の中心領域に配置されたセンターヨークと、筒状体を変形させる手段と、を備える。
As means for solving the problems, the following configuration is provided.
A driving device according to a first aspect includes a driven body, a cylindrical body made of a non-magnetic material, a movable moving magnet attached to the driven body and having an outer side of the cylindrical body, and the moving magnet A plurality of electromagnet coils arranged side by side in the axial direction of the cylindrical body in order to give electromagnetic force, a center yoke made of a magnetic material and disposed in the central region of the cylindrical body, and a cylinder And means for deforming the shaped body.

本発明の駆動装置によれば、一体に形成した小型な可動部の保持部を提供することで、小型な駆動装置を提供することができる。さらに、接続配線も不動で可動部と干渉しないで設計することができるため、長時間の使用でも安定したレンズ鏡筒を提供することができる。   According to the drive device of the present invention, it is possible to provide a small drive device by providing the holding portion of the small movable part formed integrally. Further, since the connection wiring can be designed without moving and interfering with the movable part, a stable lens barrel can be provided even after long-time use.

以下は、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
《第1実施形態》
磁気駆動装置100はフォーカス用可動レンズ、またはズーム用可動レンズなどの光学系を光軸方向(Y軸方向)に移動させることができる駆動装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<< First Embodiment >>
The magnetic drive device 100 is a drive device that can move an optical system such as a focus movable lens or a zoom movable lens in the optical axis direction (Y-axis direction).

<全体構造>
図1(a)は本実施形態の磁気駆動装置100の構成を示した斜視図であり、図1(b)は(a)で示した磁気駆動装置100の光軸中心LCにおけるY−Z断面図である。なお、図1(b)では図面を見やすくするために(a)に図示された接続配線29及び外筒42の管状構造を図示していない。
<Overall structure>
FIG. 1A is a perspective view showing the configuration of the magnetic drive device 100 of this embodiment, and FIG. 1B is a YZ cross section at the optical axis center LC of the magnetic drive device 100 shown in FIG. FIG. In FIG. 1B, the tubular structure of the connection wiring 29 and the outer cylinder 42 shown in FIG.

磁気駆動装置100の主な構成は第1駆動部10と、第2駆動部20、ホルダ30と、案内軸40と、制御部90とで構成されている。   The main configuration of the magnetic drive device 100 includes a first drive unit 10, a second drive unit 20, a holder 30, a guide shaft 40, and a control unit 90.

案内軸40は2本で構成され、第1案内軸40aと第2案内軸40bとを設置している。案内軸40は固定鏡筒(不図示)などの不動なフレームにその両端を固定している。第1案内軸40aは基準軸として設置され、ホルダ30が基準軸に沿って光軸中心LCの方向(Y軸方向)へ移動する。第2案内軸40bはホルダ30が第1案内軸40aを中心とした回転方向の動きを防ぐために設置されている。   Two guide shafts 40 are provided, and a first guide shaft 40a and a second guide shaft 40b are provided. Both ends of the guide shaft 40 are fixed to a stationary frame such as a fixed barrel (not shown). The first guide shaft 40a is installed as a reference axis, and the holder 30 moves in the direction of the optical axis center LC (Y-axis direction) along the reference axis. The second guide shaft 40b is installed in order to prevent the holder 30 from moving in the rotational direction around the first guide shaft 40a.

図1(a)に示されるように、第1案内軸40aは第1駆動部10と第2駆動部20との駆動部を有している。第1案内軸40aは、その中心に鉄などの磁性体で形成された管状のヨーク41が設置され、その管状のヨーク41の空洞部(中心部)に接続配線29が配線されている。また、図1(b)に示されるように、ヨーク41の外周部に第1コイル12、第2コイル22が配置され、さらに、その外周を非磁性体材料で形成された管状の外筒42が形成されている。このため、接続配線29が外筒42でカバーされ、且つ第1コイル12、第2コイル22は不動であるため、コイルの断線、短絡といった可能性が低くまた他の部品と干渉することもない。   As shown in FIG. 1A, the first guide shaft 40 a has a drive unit of a first drive unit 10 and a second drive unit 20. The first guide shaft 40 a is provided with a tubular yoke 41 made of a magnetic material such as iron at the center thereof, and a connection wiring 29 is wired in a hollow portion (center portion) of the tubular yoke 41. As shown in FIG. 1B, the first coil 12 and the second coil 22 are disposed on the outer periphery of the yoke 41, and the outer periphery 42 is formed of a nonmagnetic material. Is formed. For this reason, since the connection wiring 29 is covered with the outer cylinder 42 and the first coil 12 and the second coil 22 are immobile, there is a low possibility that the coil is disconnected or short-circuited and does not interfere with other parts. .

第2案内軸40bは回転方向の動きを防ぐためのガイドであり、外筒42で構成されている。第2案内軸40bの外筒42の材質は非磁性体材料である必要性がなく、変形しにくい軽量な材質で形成されるのが望ましい。なお、本実施形態では第1案内軸40aに第1駆動部10と第2駆動部20とを設置しているが、第2案内軸40bに設置する方法でもよい。また第2軸は円筒軸であっても構わないし基準軸となる構成でも構わない。また第2軸を基準軸とし駆動手段を有する第1軸を複数備え、駆動部の推力を増やす構成にしても構わない。   The second guide shaft 40 b is a guide for preventing movement in the rotational direction, and is constituted by an outer cylinder 42. The material of the outer cylinder 42 of the second guide shaft 40b need not be a non-magnetic material, and is preferably formed of a lightweight material that is difficult to deform. In the present embodiment, the first drive unit 10 and the second drive unit 20 are installed on the first guide shaft 40a, but a method of installing on the second guide shaft 40b may be used. Further, the second axis may be a cylindrical axis or a configuration that becomes a reference axis. Further, a plurality of first axes having the second axis as a reference axis and driving means may be provided to increase the thrust of the driving unit.

第1駆動部10は第1マグネット11と第1コイル12とで構成され、第2駆動部20は第2マグネット21と第2コイル22とで構成され、ヨーク41は共通に使用している。第1コイル12、及び第2コイル22はヨーク41に接着され、固定されている。管状のヨーク41に形成された中心部の空洞には接続配線29が施され、接続配線29はヨーク41に開けた貫通孔(不図示)を通り、それぞれ第1コイル12及び第2コイル22へ接続されている。なお、第1コイル12、及び第2コイル22と、ヨーク41とが短絡することを防止するためにヨーク41の外周を樹脂で形成しても良く、無くてもよい。また、接続配線29はヨーク41と外筒42との隙間に設置しても良い。   The first drive unit 10 is composed of a first magnet 11 and a first coil 12, the second drive unit 20 is composed of a second magnet 21 and a second coil 22, and the yoke 41 is used in common. The first coil 12 and the second coil 22 are bonded and fixed to the yoke 41. A connecting wire 29 is provided in the hollow of the central portion formed in the tubular yoke 41, and the connecting wire 29 passes through a through hole (not shown) formed in the yoke 41 to the first coil 12 and the second coil 22, respectively. It is connected. In addition, in order to prevent the 1st coil 12, the 2nd coil 22, and the yoke 41 from short-circuiting, the outer periphery of the yoke 41 may be formed with resin, and does not need to be. Further, the connection wiring 29 may be installed in the gap between the yoke 41 and the outer cylinder 42.

第1駆動部10は電磁アクチュエータとして使用され、外筒42を変形させることによりホルダ30を自己保持状態にする。第2駆動部20はリニアモータとして使用され、高速かつ繰り返し位置精度の高い駆動装置として用いられている。第1駆動部10の第1マグネット11は外筒42に配置されており、第2駆動部20の第2マグネット21はホルダ30に内蔵され、ホルダ30側に配置されている。   The first drive unit 10 is used as an electromagnetic actuator and causes the holder 30 to be in a self-holding state by deforming the outer cylinder 42. The second drive unit 20 is used as a linear motor, and is used as a drive device with high speed and high repeatability. The first magnet 11 of the first drive unit 10 is arranged in the outer cylinder 42, and the second magnet 21 of the second drive unit 20 is built in the holder 30 and arranged on the holder 30 side.

ホルダ30には2本の案内軸40を挿入する光軸中心LCに平行な2箇所のガイド孔33が形成されている。第1案内軸40aのガイド孔33には、ベアリング31と第2マグネット21とを収納する空間が形成されて、それぞれベアリング31と第2マグネット21とが設置されている。ホルダ30と案内軸40とはベアリング31により光軸中心LCと平行且つ円滑に移動することができる。このため、ホルダ30は第1案内軸40aに内蔵された第2駆動部20が駆動することで、光軸中心LCに沿って所定の位置へ移動することができる。ホルダ30の光軸中心LC部分には貫通孔が形成され、光学系のレンズ32を設置している。レンズ32は、フォーカス用可動レンズ又はズーム用可動レンズなどの光学系が設置される。また不図示ではあるが、2本の案内軸40にレンズ32を設置した複数のホルダ30を駆動する構成をとっても構わない。   The holder 30 is formed with two guide holes 33 parallel to the optical axis center LC into which the two guide shafts 40 are inserted. A space for housing the bearing 31 and the second magnet 21 is formed in the guide hole 33 of the first guide shaft 40a, and the bearing 31 and the second magnet 21 are respectively installed. The holder 30 and the guide shaft 40 can move smoothly and parallel to the optical axis center LC by the bearing 31. For this reason, the holder 30 can move to a predetermined position along the optical axis center LC when the second drive unit 20 built in the first guide shaft 40a is driven. A through hole is formed in the optical axis center LC portion of the holder 30, and an optical system lens 32 is provided. The lens 32 is provided with an optical system such as a focus movable lens or a zoom movable lens. Although not shown, a configuration may be adopted in which a plurality of holders 30 in which lenses 32 are installed on two guide shafts 40 are driven.

制御部90は撮像装置の本体部分に設置されるか、磁気駆動装置100の周辺に設置される。制御部90は、ホルダ30の位置情報に基づいて第1駆動部10及び第2駆動部20を制御し、ホルダ30の移動又は自己保持状態(固定)を行うことができる。制御部90の詳細は後述する。   The control unit 90 is installed in the main body portion of the imaging apparatus or is installed around the magnetic drive apparatus 100. The control unit 90 can control the first driving unit 10 and the second driving unit 20 based on the position information of the holder 30 to perform the movement of the holder 30 or a self-holding state (fixed). Details of the control unit 90 will be described later.

次に、第1駆動部10及び第2駆動部20の構造について説明する。
<第1駆動部10の構造>
図2は第1案内軸40aの外筒42を分割しその内部構造を示した斜視図である。 図3は第1案内軸40aの断面図であり、図3(a)は外筒42の変形前の第1案内軸40aを示し、図3(b)は外筒42の変形後の第1案内軸40aを示した図である。
Next, the structures of the first drive unit 10 and the second drive unit 20 will be described.
<Structure of the first drive unit 10>
FIG. 2 is a perspective view showing the inner structure of the outer cylinder 42 of the first guide shaft 40a divided. 3 is a cross-sectional view of the first guide shaft 40a, FIG. 3 (a) shows the first guide shaft 40a before the deformation of the outer cylinder 42, and FIG. 3 (b) shows the first guide shaft 40 after the deformation of the outer cylinder 42. It is the figure which showed the guide shaft 40a.

第1案内軸40aは第1駆動部10と第2駆動部20とが設置されているため、最初に第1駆動部10について説明する。
第1案内軸40aは上述したとおり、共通のヨーク41と第1マグネット11と第1コイル12とから形成されている。ヨーク41に2箇所の第1コイル12が設置されその周りに外筒42がカバーされ、外筒42に第1マグネット11が接合されている。
Since the 1st drive part 10 and the 2nd drive part 20 are installed in the 1st guide shaft 40a, the 1st drive part 10 is demonstrated first.
As described above, the first guide shaft 40 a is formed by the common yoke 41, the first magnet 11, and the first coil 12. Two first coils 12 are installed on the yoke 41, the outer cylinder 42 is covered around the first coil 12, and the first magnet 11 is joined to the outer cylinder 42.

図3(a)に示されるように第1案内軸40aのヨーク41の両端は固定鏡筒(不図示)など不動な壁面45に固定されている。外筒42の一端(図3では右側)は壁面45に固定され、もう一端は固定されていない。固定されていない一端に第1マグネット11が接着されている。   As shown in FIG. 3A, both ends of the yoke 41 of the first guide shaft 40a are fixed to an immovable wall surface 45 such as a fixed barrel (not shown). One end (right side in FIG. 3) of the outer cylinder 42 is fixed to the wall surface 45, and the other end is not fixed. The first magnet 11 is bonded to one end that is not fixed.

第1駆動部10は、投入された電流により磁界が発生し、第1マグネット11がY軸方向に移動することにより、例えば図の右側(+Y軸方向)に移動することで、外筒42の両端から力が加わり、中央部が膨らみ図3(b)で示される形状となる。つまり、外筒42の中央部が膨らみ、ホルダ30または第2マグネット21と接触し、接触抵抗が増すことでホルダ30を自己保持状態にすることができる。なお、図3(b)では説明しやすいように、第1マグネット11及びホルダ30を除去し、外筒42の変形を誇張して図示してある。   The first drive unit 10 generates a magnetic field due to the input current, and the first magnet 11 moves in the Y-axis direction. For example, the first drive unit 10 moves to the right side (+ Y-axis direction) in the drawing, thereby A force is applied from both ends, and the central portion swells to a shape shown in FIG. That is, the center part of the outer cylinder 42 swells, contacts the holder 30 or the second magnet 21, and increases the contact resistance, so that the holder 30 can be in a self-holding state. 3B, the first magnet 11 and the holder 30 are removed, and the deformation of the outer cylinder 42 is exaggerated for ease of explanation.

第1駆動部10の駆動方法は電磁アクチュエータの駆動方法と同様である。第1駆動部10は円筒状の第1マグネット11の両端部がS及びNに着磁されており、2個の第1コイル12に電流を流すことにより磁界を発生させ、第1マグネット11と引き合い、または反発しあうことで、第1マグネット11をY軸方向に移動することができる。   The driving method of the first driving unit 10 is the same as the driving method of the electromagnetic actuator. The first drive unit 10 has both ends of a cylindrical first magnet 11 magnetized by S and N, and generates a magnetic field by flowing current through the two first coils 12. By attracting or repelling each other, the first magnet 11 can be moved in the Y-axis direction.

本実施形態では第1駆動部10に通電して駆動させることでホルダ30を自己保持状態していた。逆に、通電してない状態(初期状態)において、図3(b)に示された形状の外筒42を用い、ホルダ30の移動が必要な場合に第1駆動部10を駆動させ、第1マグネット11を図の左側に移動させ、ホルダ30を移動自在の状態にさせることもできる。この場合には電源が未投入の撮像装置において、第1案内軸40aがホルダ30を自己保持状態にすることが可能となり、ホルダ30の移動による破損を防ぐことができる。また、撮像装置はホルダ30の移動が必要な場合のみに、第1駆動部10に電流を流すため、省電力化が可能となる。なお、本実施形態で使用する外筒42は端部より中央部が変形しやすいように、中央付近を端部より薄く形成するとよい。   In the present embodiment, the holder 30 is in a self-holding state by energizing and driving the first driving unit 10. On the other hand, in a state where no current is supplied (initial state), the outer cylinder 42 having the shape shown in FIG. 3B is used, and when the holder 30 needs to be moved, the first drive unit 10 is driven, One magnet 11 can be moved to the left side of the figure to make the holder 30 movable. In this case, in the imaging apparatus that is not turned on, the first guide shaft 40a can place the holder 30 in a self-holding state, and damage due to movement of the holder 30 can be prevented. In addition, since the imaging apparatus allows a current to flow through the first driving unit 10 only when the holder 30 needs to be moved, power saving can be achieved. It should be noted that the outer cylinder 42 used in the present embodiment is preferably formed thinner in the vicinity of the center than the end so that the center is more easily deformed than the end.

<第2駆動部20の構造>
第2駆動部20は上述したとおり、ヨーク41と、円筒状の第2マグネット21と、第2コイル22と、から形成されている。また、第2マグネット21はホルダ30の内部に接着されている。図4は第1案内軸40aを中心とした第2駆動部20のY−Z断面を図示した図である。
<Structure of the second drive unit 20>
As described above, the second drive unit 20 includes the yoke 41, the cylindrical second magnet 21, and the second coil 22. The second magnet 21 is bonded to the inside of the holder 30. FIG. 4 is a view illustrating a YZ cross section of the second drive unit 20 with the first guide shaft 40a as the center.

円筒状の第2マグネット21はY軸方向に沿ってS極及びN極に着磁し、1つのマグネットを並べた。なお、第1マグネット11は磁石として性能の高い、ネオジウム磁石などを使用することで磁力の強度を大きくすることができる。また、第1マグネット11は一体成形した磁石に限らず、分割したものを組み合わせた磁石でも良い。   The cylindrical second magnet 21 was magnetized to the S pole and the N pole along the Y-axis direction, and one magnet was arranged. In addition, the 1st magnet 11 can enlarge the intensity | strength of magnetic force by using a high performance neodymium magnet etc. as a magnet. Further, the first magnet 11 is not limited to an integrally molded magnet, and may be a magnet in which divided pieces are combined.

第2コイル22はヨーク41を軸として円筒状に巻きまわされたU相、V相、及びW相が3相結線で形成されている。本実施形態では、例えば図4のY軸方向の左からU相、V相、及びW相と配置され、これを3組用意して結線してある。なお、第2コイル22は移動距離に必要な分だけ用意すればよく、また、結線方法も3相結線だけでなく、3相結線以上または2相結線でもよい。   The second coil 22 is formed by a three-phase connection of a U phase, a V phase, and a W phase that are wound around a yoke 41 in a cylindrical shape. In the present embodiment, for example, the U phase, the V phase, and the W phase are arranged from the left in the Y-axis direction in FIG. 4, and three sets of these are prepared and connected. The second coil 22 may be prepared as much as necessary for the moving distance, and the connection method may be not only three-phase connection but also three-phase connection or more or two-phase connection.

<第1駆動部10と第2駆動部20の制御>
図5は制御部90の固定制御系91と駆動制御系92との制御系を示した図である。制御部90は、第1駆動部10を制御する固定制御系91と第2駆動部20を制御する駆動制御系92とで構成されている。固定制御系91は第1スイッチ制御部93で構成され、駆動制御系92は第2スイッチ制御部94と、位置検出演算部95と、3相指令変換制御部96とで構成されている。先に第1駆動部10を制御する固定制御系91について説明し、第2駆動部20を制御する駆動制御系92については後述する。
<Control of first driving unit 10 and second driving unit 20>
FIG. 5 is a diagram showing a control system of the fixed control system 91 and the drive control system 92 of the control unit 90. The control unit 90 includes a fixed control system 91 that controls the first drive unit 10 and a drive control system 92 that controls the second drive unit 20. The fixed control system 91 includes a first switch control unit 93, and the drive control system 92 includes a second switch control unit 94, a position detection calculation unit 95, and a three-phase command conversion control unit 96. First, the fixed control system 91 that controls the first drive unit 10 will be described, and the drive control system 92 that controls the second drive unit 20 will be described later.

制御部90の固定制御系91は制御部90からホルダ30の固定(自己保持)の指示があると、第1スイッチ制御部93に伝え、スイッチSW0をオンにする。スイッチSW0がオンになると、固定制御系91が制御する電流アンプ部APから第1コイル12に電流を流し、第1マグネット11を+Y軸方向移動させ、ホルダ30を固定する。また、制御部90からから固定解除の指示があると、固定制御系91はスイッチSW0をオフにして電流を遮断するか、または第1コイル12に逆電流を流した後に電流の供給を停止することで、第1マグネット11を−Y軸方向移動させ、ホルダ30の固定(自己保持)を解除させる。なお、電流を増幅する電流アンプ部APは過電流保護のため電流をセンスする直列抵抗Rが配置され、その電流アンプ部APは第1スイッチ制御部93と接続されている。   When there is an instruction to fix (self-hold) the holder 30 from the control unit 90, the fixed control system 91 of the control unit 90 notifies the first switch control unit 93 and turns on the switch SW0. When the switch SW0 is turned on, a current is passed from the current amplifier AP controlled by the fixed control system 91 to the first coil 12, the first magnet 11 is moved in the + Y-axis direction, and the holder 30 is fixed. Also, when an instruction to release the fixation is given from the control unit 90, the fixed control system 91 turns off the switch SW0 to cut off the current, or stops supplying the current after flowing a reverse current through the first coil 12. As a result, the first magnet 11 is moved in the −Y-axis direction, and the fixing (self-holding) of the holder 30 is released. The current amplifier AP for amplifying the current is provided with a series resistor R for sensing current for overcurrent protection, and the current amplifier AP is connected to the first switch controller 93.

第2駆動部20の制御は制御部90の駆動制御系92を用いる。駆動制御系92は第2スイッチ制御部94と、位置検出演算部95と、3相指令変換制御部96とで構成されている。制御部90から所定位置への移動の指示があると、位置検出演算部95はエンコーダ50(後述する)からの検出結果から、第2マグネット21の位置情報を取得して、所望の位置までの距離、及び方向を演算する。スイッチ制御部94は演算結果より、制御対象の第2コイル22の選択論理を制御している。具体的に、第2スイッチ制御部94は第2コイル22との間に結線された複数のスイッチ部SW(スイッチSW1からスイッチSW9まで)をオンオフ制御して第2コイル22に電流Iu、Iv及びIwを通電することで磁界が発生する。これにより、制御部90は第2マグネット21に接続したホルダ30を所望の位置へ移動することが可能となる。3相指令変換制御部96は演算結果より駆動指令電圧が与えられると、U相、V相、及びW相に対してそれぞれの電流アンプ部APに3相指令値を与える。なお、制御部90は所定位置に配置されたかを各検出部の値からフィードバック処理してもよい。   The control of the second drive unit 20 uses a drive control system 92 of the control unit 90. The drive control system 92 includes a second switch control unit 94, a position detection calculation unit 95, and a three-phase command conversion control unit 96. When there is an instruction to move to a predetermined position from the control unit 90, the position detection calculation unit 95 acquires the position information of the second magnet 21 from the detection result from the encoder 50 (described later), and reaches the desired position. Calculate distance and direction. The switch control unit 94 controls the selection logic of the second coil 22 to be controlled based on the calculation result. Specifically, the second switch control unit 94 performs on / off control of a plurality of switch units SW (from the switch SW1 to the switch SW9) connected to the second coil 22, and the currents Iu, Iv, and A magnetic field is generated by energizing Iw. Thereby, the control unit 90 can move the holder 30 connected to the second magnet 21 to a desired position. When a drive command voltage is given from the calculation result, the three-phase command conversion control unit 96 gives a three-phase command value to each current amplifier unit AP for the U phase, the V phase, and the W phase. Note that the control unit 90 may perform feedback processing based on the value of each detection unit as to whether the control unit 90 is disposed at a predetermined position.

駆動制御系92で使用する電流アンプ部APも過電流保護のため電流をセンスする直列抵抗Rが配置され、その電流アンプ部APは第2スイッチ制御部94と接続される。   The current amplifier AP used in the drive control system 92 is also provided with a series resistor R that senses current for overcurrent protection, and the current amplifier AP is connected to the second switch controller 94.

図6は第2スイッチ制御部94によるオンオフ制御を図示している。図6の列方向には第2コイル22に対応するスイッチSW番号を表記し、行方向には駆動部10の距離La(単位mm)を表記している。第2スイッチ制御部94は各第2コイル22の3相コイルに対して、所定位置ごとにスイッチングしている。なお、表の○はコイルへ通電可能な状態を示し、×は通電不可な状態を示している。また、第2スイッチ制御部94は電源状態が監視でき、電源停止時には各スイッチが電流アンプと遮断され全てのスイッチ同士が導通状態になる。これによりコイルショートモードとなり、第2マグネット21と第2コイル22との相対的な動きで発生する逆起電流により第2マグネット21に電磁気的なダンパーを発生させ、移動を停止することができる。所定位置での第2マグネット21の静止は第1駆動部10を用いて固定し、第2駆動部20の通電を遮断させている。なお、図6は図4で示されたヨーク41に配置する第2コイル22のコイルピッチPcが10mmで設計された場合を示している。   FIG. 6 illustrates on / off control by the second switch control unit 94. In FIG. 6, the switch SW number corresponding to the second coil 22 is shown in the column direction, and the distance La (unit: mm) of the drive unit 10 is shown in the row direction. The 2nd switch control part 94 is switching for every predetermined position with respect to the three-phase coil of each 2nd coil 22. FIG. In the table, ◯ indicates a state where the coil can be energized, and x indicates a state where the coil cannot be energized. Further, the second switch control unit 94 can monitor the power supply state, and when the power supply is stopped, each switch is cut off from the current amplifier, and all the switches are in a conductive state. As a result, the coil short mode is set, and the electromagnetic damper is generated in the second magnet 21 by the counter electromotive current generated by the relative movement between the second magnet 21 and the second coil 22, and the movement can be stopped. The stationary second magnet 21 at a predetermined position is fixed by using the first drive unit 10 to cut off the energization of the second drive unit 20. FIG. 6 shows a case where the coil pitch Pc of the second coil 22 arranged on the yoke 41 shown in FIG. 4 is designed to be 10 mm.

<位置検出装置>
第2駆動部20は第2マグネット21を所望の位置に配置するためにエンコーダ50を設置して位置情報を取得する必要がある。図7(a)はエンコーダ50を第2案内軸40bに設置した場合を示し、図7(b)はエンコーダ50を第1案内軸40aに設置した場合を示した図である。
<Position detection device>
The second drive unit 20 needs to install the encoder 50 and acquire position information in order to place the second magnet 21 at a desired position. FIG. 7A shows a case where the encoder 50 is installed on the second guide shaft 40b, and FIG. 7B shows a case where the encoder 50 is installed on the first guide shaft 40a.

図7(a)に示された、第2案内軸40bにエンコーダ50を設置する場合は、第2案内軸40bの一端を壁面45と回転自在に設置し、もう一端をエンコーダ50に設置させる。エンコーダ50は壁面45に接続され固定されている。第2案内軸40bにはネジ山51が形成され、第2案内軸40bが貫通するホルダ30にはネジ山51と噛み合うネジ溝(不図示)が形成されている。これにより、エンコーダ50はホルダ30がY軸方向に移動することで、第2案内軸40bを回転させることができ、回転量に応じてパルスを発生させて、計測することで正確な回転量を検出することができる。   When the encoder 50 is installed on the second guide shaft 40 b shown in FIG. 7A, one end of the second guide shaft 40 b is rotatably installed on the wall surface 45, and the other end is installed on the encoder 50. The encoder 50 is connected and fixed to the wall surface 45. A screw thread 51 is formed on the second guide shaft 40b, and a screw groove (not shown) that meshes with the screw thread 51 is formed on the holder 30 through which the second guide shaft 40b passes. As a result, the encoder 50 can rotate the second guide shaft 40b by moving the holder 30 in the Y-axis direction, generate a pulse according to the rotation amount, and measure the accurate rotation amount. Can be detected.

図7(b)に示された、第1案内軸40aにエンコーダ50を設置する場合は、第1案内軸40aのヨーク41の両端を壁面45に固定し、外筒42の一端に第1ギヤ53を設置して、もう一端に第1駆動部10の第1マグネット11を固定する。外筒42はヨーク41を中心とした回転自在な構造とし、第1ギヤ53側の外筒42はY軸方向に移動不可能な構造となっている。また、第1案内軸40aにはネジ山51が形成され、第1案内軸40aが貫通するホルダ30にはネジ山51と噛み合うネジ溝(不図示)が形成されている。また、第1ギヤ53と噛み合う第2ギヤ54が設置され、回転軸55を接続してエンコーダ50と接続されている。これにより、エンコーダ50はホルダ30のY軸方向への移動により、外筒42が回転し、回転量に応じてパルスを発生させて、正確な回転量を検出することができる。   When the encoder 50 is installed on the first guide shaft 40a shown in FIG. 7B, both ends of the yoke 41 of the first guide shaft 40a are fixed to the wall surface 45, and the first gear is connected to one end of the outer cylinder 42. 53 is installed, and the first magnet 11 of the first drive unit 10 is fixed to the other end. The outer cylinder 42 has a structure that can rotate around the yoke 41, and the outer cylinder 42 on the first gear 53 side cannot move in the Y-axis direction. The first guide shaft 40a is formed with a thread 51, and the holder 30 through which the first guide shaft 40a passes is formed with a thread groove (not shown) that meshes with the thread 51. In addition, a second gear 54 that meshes with the first gear 53 is installed, and the rotary shaft 55 is connected to the encoder 50. Thus, the encoder 50 can detect the accurate rotation amount by generating a pulse according to the rotation amount by rotating the outer cylinder 42 by the movement of the holder 30 in the Y-axis direction.

位置検出演算部95には、エンコーダ50の検出する回転角がネジ山51に形成されるピッチによって異なってくるため、あらかじめそのピッチ情報を登録しておく。なお、ネジ山51のリード角は大きく設計することで、ネジ山511回転あたりのホルダ30の移動量が大きくなる。   Since the rotation angle detected by the encoder 50 varies depending on the pitch formed on the screw thread 51, the pitch information is registered in the position detection calculation unit 95 in advance. In addition, the amount of movement of the holder 30 per rotation of the screw thread 511 is increased by designing the lead angle of the screw thread 51 to be large.

<第1ねじり駆動部の構造>
図8(a)に示される第1ねじり駆動部15は図3(a)で示した第1駆動部10の変形例である。第1ねじり駆動部15は第1駆動部10の構成とほぼ同じであり、形状と動作方向が異なる。第1ねじり駆動部15は第1マグネット16と第1コイル17で構成されている。第1駆動部10は第1マグネット11がY軸方向に移動していたが、第1ねじり駆動部15は第1マグネット16がY軸を中心とした回転方向に駆動している。
<Structure of first torsion drive unit>
A first torsion drive unit 15 shown in FIG. 8A is a modification of the first drive unit 10 shown in FIG. The first torsional drive unit 15 is substantially the same as the configuration of the first drive unit 10 and is different in shape and operation direction. The first torsion drive unit 15 includes a first magnet 16 and a first coil 17. In the first drive unit 10, the first magnet 11 has moved in the Y-axis direction, but in the first torsion drive unit 15, the first magnet 16 is driven in the rotation direction about the Y-axis.

図8(b)は第1ねじり駆動部15の斜視図であり、構成をわかりやすくするために、外筒42を除去して図示してある。図8(c)は第1ねじり駆動部15のX−Z断面の構成を示した図である。   FIG. 8B is a perspective view of the first torsion drive unit 15, in which the outer cylinder 42 is removed for easy understanding of the configuration. FIG. 8C is a view showing a configuration of an XZ cross section of the first torsion drive unit 15.

第1ねじり駆動部15の第1マグネット16は矩形形状で形成され、外筒42の外周形状に合致する扇形形状で形成されている。また、第1マグネット16は外筒42の外周方向でS極及びN極に着磁され、外筒42に接着されている。   The first magnet 16 of the first torsion drive unit 15 is formed in a rectangular shape, and is formed in a sector shape that matches the outer peripheral shape of the outer cylinder 42. Further, the first magnet 16 is magnetized to the S pole and the N pole in the outer peripheral direction of the outer cylinder 42 and bonded to the outer cylinder 42.

第1コイル17は扁平コイルを矩形に巻きまわされ、第1マグネット16に対向する面でヨーク41に接着されている。第1コイル17への接続配線29はヨーク41に形成された中心部の空洞を伝い、制御部90に接続されている。図8(c)に示されるように、第1コイル17に給電され、電流が流れることで磁界が発生し、対向する第1マグネット16と引き合い又は反発しあうことで、第1マグネット16がY軸を中心とした回転方向に移動することができる。第1ねじり駆動部15側の外筒42は壁面45に固定されてないため、接着された第1マグネット16の回転により外筒42がねじれ、外筒42の形状を変化させることができる。   The first coil 17 is formed by winding a flat coil in a rectangular shape and is bonded to the yoke 41 on the surface facing the first magnet 16. The connection wiring 29 to the first coil 17 travels through a central cavity formed in the yoke 41 and is connected to the control unit 90. As shown in FIG. 8C, a magnetic field is generated by feeding current to the first coil 17 and current flows, and attracts or repels the opposing first magnet 16 so that the first magnet 16 becomes Y. It can move in the direction of rotation about the axis. Since the outer cylinder 42 on the first torsion drive unit 15 side is not fixed to the wall surface 45, the outer cylinder 42 is twisted by the rotation of the bonded first magnet 16, and the shape of the outer cylinder 42 can be changed.

また、通電してない状態(初期状態)において、図3(b)で示されたような中央付近が膨らんだ外筒42を用い、第1ねじり駆動部15を駆動させて外筒42をねじり、中央付近の膨らみを除去させ、ホルダ30を移動自在の状態にさせることができる。外筒42のねじり回転は第1ねじり駆動部15を用いて駆動させていたが、モータとギヤを用いて外筒42の端部を回転させてもよい。   Further, in a state where no power is supplied (initial state), the outer cylinder 42 swelled near the center as shown in FIG. 3B is used, and the first torsion drive unit 15 is driven to twist the outer cylinder 42. The bulge in the vicinity of the center can be removed, and the holder 30 can be moved. The torsional rotation of the outer cylinder 42 is driven by using the first torsion driving unit 15, but the end of the outer cylinder 42 may be rotated by using a motor and a gear.

<外筒の形状>
第1駆動部10又は第1ねじり駆動部15により外筒が変形しやすいように、本実施形態で用いた外筒42はホルダ30の移動付近において、その外被厚が薄く形成されていた。しかし、図9(a)に示す外筒61、図9(b)に示す外筒62、図9(c)に示す外筒63を用いてもよい。
<Outer cylinder shape>
The outer cylinder 42 used in this embodiment is formed with a thin outer cover thickness in the vicinity of the movement of the holder 30 so that the outer cylinder is easily deformed by the first driving unit 10 or the first torsion driving unit 15. However, the outer cylinder 61 shown in FIG. 9A, the outer cylinder 62 shown in FIG. 9B, and the outer cylinder 63 shown in FIG. 9C may be used.

図9(a)に示す外筒61は円筒状であり、その外周に螺旋状のスリット65が形成されている。スリット65は外筒61を貫通させるか、溝として形成しても良い。外筒61はY軸に対して回転方向の力が加わると、外筒61の外周径が変化し、ホルダ30の固定(自己保持)、または固定解除をすることができる   The outer cylinder 61 shown in FIG. 9A is cylindrical, and a spiral slit 65 is formed on the outer periphery thereof. The slit 65 may be formed through the outer cylinder 61 or as a groove. When a force in the rotation direction is applied to the Y axis, the outer diameter of the outer cylinder 61 changes, and the holder 30 can be fixed (self-holding) or released.

図9(b)に示す外筒62は円筒状であり、その外周に直線状のスリット66が形成されている。スリット65は外筒62を貫通させるか、溝として形成しても良い。外筒61はY軸に対して回転方向及び、Y軸方向の力が加わると、外筒62の外周径が変化し、ホルダ30の固定(自己保持)又は固定解除をすることができる   The outer cylinder 62 shown in FIG. 9B is cylindrical, and a linear slit 66 is formed on the outer periphery thereof. The slit 65 may be formed through the outer cylinder 62 or as a groove. When a force in the rotational direction and the Y-axis direction is applied to the Y-axis, the outer diameter of the outer tube 61 changes, and the holder 30 can be fixed (self-holding) or released.

図9(c)に示す外筒63は四角柱形状であり、その外周面の一面に2本の溝67を形成されている。溝67は外筒63を貫通させても良い。例えば、図9(c)では第1駆動部10を外筒63の一端(図面左側)に設置させている。ヨーク41は、例えば四角柱形状で形成され、それにコイルを巻きまわすことにより矩形の第1コイル12を形成し、矩形の第1マグネット11は2本の溝67の間に設置する。第1駆動部10を駆動させると、第1マグネット11はY軸方向に移動し、2本の溝67に挟まれた外筒63が変形する。このように磁気駆動装置100は円柱形状で形成しなくてもよい。なお、2本の溝67に挟まれた外筒63に強磁性体材料のマグネット接合部68を形成することで、通常は外筒63が第2マグネット21と接触してホルダ30(図1参照)を固定(自己保持)し、変形した際にマグネット接合部68が第2マグネット21から離れて、ホルダ30が移動可能にすることもできる。   The outer cylinder 63 shown in FIG. 9C has a quadrangular prism shape, and two grooves 67 are formed on one surface of the outer peripheral surface thereof. The groove 67 may penetrate the outer cylinder 63. For example, in FIG. 9C, the first drive unit 10 is installed at one end (the left side of the drawing) of the outer cylinder 63. The yoke 41 is formed in, for example, a quadrangular prism shape, and the rectangular first coil 12 is formed by winding a coil around the yoke 41, and the rectangular first magnet 11 is installed between the two grooves 67. When the first drive unit 10 is driven, the first magnet 11 moves in the Y-axis direction, and the outer cylinder 63 sandwiched between the two grooves 67 is deformed. Thus, the magnetic drive device 100 may not be formed in a cylindrical shape. In addition, by forming the magnet joint 68 of the ferromagnetic material in the outer cylinder 63 sandwiched between the two grooves 67, the outer cylinder 63 normally contacts the second magnet 21 and the holder 30 (see FIG. 1). ) Is fixed (self-holding), and when deformed, the magnet joint 68 is separated from the second magnet 21 so that the holder 30 can be moved.

以上の構成により磁気駆動装置100はホルダ固定部、及び位置検出装置を同一構成に組み込むことができるため、小型化と軽量化を実現できる。また、接続配線29が案内軸内に配置されることで可動部との接触もなく、固定して引き回すことができるため、長時間の使用においても安定して磁気駆動装置100を稼動させることができる。   With the above configuration, the magnetic drive device 100 can incorporate the holder fixing portion and the position detection device in the same configuration, and thus can be reduced in size and weight. Further, since the connection wiring 29 is arranged in the guide shaft, it can be fixed and routed without contact with the movable part, and thus the magnetic drive device 100 can be stably operated even for a long time use. it can.

《第2実施形態》
第1実施形態ではフォーカス用可動レンズ、またはズーム用可動レンズなどの光学系を光軸方向(Y軸方向)に移動させていた。本実施形態の磁気駆動装置200は光軸方向(Y軸方向)と交差する方向(X軸方向及びZ軸方向)に移動させ、例えば手振れ防止機構として使用している。図10は磁気駆動装置200の構成を示した斜視図である。本実施形態においてはホルダ230に光学系補正用の手振れ補正レンズ232を設置したレンズシフト方式の手振れ防止機構を示しているが、ホルダ230に撮像素子であるセンサを設置することで、センサシフト方式の手振れ防止機構を形成することができる。以下は代表してホルダ230に光学系のレンズを設置した磁気駆動装置200について説明する。
<< Second Embodiment >>
In the first embodiment, an optical system such as a focus movable lens or a zoom movable lens is moved in the optical axis direction (Y-axis direction). The magnetic drive device 200 of the present embodiment is moved in a direction (X-axis direction and Z-axis direction) intersecting the optical axis direction (Y-axis direction) and used as, for example, a camera shake prevention mechanism. FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the magnetic drive device 200. In this embodiment, a lens shift type camera shake prevention mechanism in which a camera shake correction lens 232 for optical system correction is installed in the holder 230 is shown. However, by installing a sensor as an image sensor in the holder 230, a sensor shift system is provided. Can be formed. Hereinafter, the magnetic drive device 200 in which an optical lens is installed in the holder 230 will be described as a representative.

磁気駆動装置200の主な構成は、第1実施形態で示した磁気駆動装置100をX軸方向とZ軸方向とに1台ずつ設置した構成である。なお、位置検出装置においては非接触方式の位置検出装置を使用している。非接触方式の位置検出装置を使用する理由は、手振れ防止機構においては高速にホルダ230が移動する必要があるため、高速に位置及び距離を計測する必要があり、且つ高い繰り返し精度が必要とされるため、接点のない非接触方式の位置検出装置を使用している。なお、本実施形態で使用する同一な部品及び機構については同一符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。   The main configuration of the magnetic drive device 200 is a configuration in which one magnetic drive device 100 shown in the first embodiment is installed in each of the X-axis direction and the Z-axis direction. In the position detection device, a non-contact type position detection device is used. The reason for using a non-contact type position detecting device is that the holder 230 needs to move at high speed in the anti-shake mechanism, so that it is necessary to measure the position and distance at high speed, and high repeatability is required. Therefore, a non-contact type position detection device without a contact is used. Note that the same parts and mechanisms used in the present embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

磁気駆動装置200は、X軸方向のX軸磁気駆動装置250とZ軸方向のZ軸磁気駆動装置260とホルダ230と制御部90とで構成されている。X軸磁気駆動装置250はZ軸と平行に設置した固定フレーム210に、X軸に平行な2本のX案内軸211を設置し、X案内軸211を軸としてX軸方向に移動可能な移動フレーム212が設置してある。Z軸磁気駆動装置260は移動フレーム212に、Z軸に平行な2本のZ案内軸213を設置し、Z案内軸213を軸としてZ軸方向に移動可能なホルダ230が設置してある。ホルダ230の中心は貫通孔が形成されており、その内部に手振れ補正レンズ232が設置されている。また、固定フレーム210にはX軸方向の位置を検出するX軸位置検出器240が設置され、移動フレーム212にはZ軸方向の位置を検出するZ軸位置検出器241が設置される。X軸位置検出器240及びZ軸位置検出器241は、例えばレーザなどの光学式検出器を用い、可動体と非接触で位置を検出することができる。   The magnetic drive device 200 includes an X-axis magnetic drive device 250 in the X-axis direction, a Z-axis magnetic drive device 260 in the Z-axis direction, a holder 230, and a control unit 90. The X-axis magnetic drive device 250 has two X guide shafts 211 parallel to the X axis installed on a fixed frame 210 installed parallel to the Z axis, and is movable in the X axis direction with the X guide shaft 211 as an axis. A frame 212 is installed. In the Z-axis magnetic drive device 260, two Z guide shafts 213 parallel to the Z axis are installed on a moving frame 212, and a holder 230 that can move in the Z-axis direction about the Z guide shaft 213 is installed. A through-hole is formed in the center of the holder 230, and a camera shake correction lens 232 is installed therein. The fixed frame 210 is provided with an X-axis position detector 240 that detects a position in the X-axis direction, and the moving frame 212 is provided with a Z-axis position detector 241 that detects a position in the Z-axis direction. The X-axis position detector 240 and the Z-axis position detector 241 use an optical detector such as a laser, for example, and can detect the position without contact with the movable body.

X軸位置検出器240は固定フレーム210に接合されて形成し、Z軸位置検出器241は移動フレーム212に接合されて形成されている。また、X軸位置検出器240は移動フレーム212上の対向する面にX軸エンコーダスケール245を配置し、Z軸位置検出器241はホルダ230上の対向する面にZ軸エンコーダスケール246を配置している。X軸位置検出器240及びZ軸位置検出器241は各エンコーダスケールに反射した位置を検出することで、正確な位置を計測することができる。   The X-axis position detector 240 is formed by being joined to the fixed frame 210, and the Z-axis position detector 241 is formed by being joined to the moving frame 212. The X-axis position detector 240 has an X-axis encoder scale 245 disposed on the opposing surface on the moving frame 212, and the Z-axis position detector 241 has a Z-axis encoder scale 246 disposed on the opposing surface on the holder 230. ing. The X-axis position detector 240 and the Z-axis position detector 241 can measure an accurate position by detecting the position reflected on each encoder scale.

X軸磁気駆動装置250には、図1で示された第1駆動部10と第2駆動部20とが設置され、一方のX案内軸211の内部には、ヨーク41と第1コイル12と第2コイル22とが内蔵され、X案内軸211の外筒に第1マグネット11が接続されている。また、移動フレーム212に、第2マグネット21が内蔵され、移動フレーム212がX軸方向に移動することができる。   The X-axis magnetic drive device 250 is provided with the first drive unit 10 and the second drive unit 20 shown in FIG. 1, and inside one X guide shaft 211, the yoke 41, the first coil 12, The second coil 22 is incorporated, and the first magnet 11 is connected to the outer cylinder of the X guide shaft 211. Further, the second magnet 21 is built in the moving frame 212, and the moving frame 212 can move in the X-axis direction.

同様に、Z軸磁気駆動装置260にも図1で示された第1駆動部10と、第2駆動部20とが設置され、一方のZ案内軸213の内部には、ヨーク41と第1コイル12と第2コイル22とが内蔵され、Z案内軸213の外筒に第1マグネット11が接続されている。また、ホルダ230に、第2マグネット21が内蔵され、ホルダ230がZ軸方向に移動することができる。つまり、X軸磁気駆動装置250とZ軸磁気駆動装置260とにより、ホルダ230はZ−X平面を制御されて、任意の位置に高速で移動可能となる。   Similarly, the first drive unit 10 and the second drive unit 20 shown in FIG. 1 are also installed in the Z-axis magnetic drive device 260, and the yoke 41 and the first drive unit 213 are placed inside one Z guide shaft 213. The coil 12 and the second coil 22 are built in, and the first magnet 11 is connected to the outer cylinder of the Z guide shaft 213. Further, the second magnet 21 is built in the holder 230, and the holder 230 can move in the Z-axis direction. That is, the holder 230 can move to an arbitrary position at high speed by controlling the ZX plane by the X-axis magnetic drive device 250 and the Z-axis magnetic drive device 260.

制御部90は、左右方向及び上下方向の振動を検知する角速度センサ(不図示)からの情報に基づいて、X軸磁気駆動装置250とZ軸磁気駆動装置260とを制御し、ホルダ230を光軸方向に対して上下左右の振動方向を除去する方向へ、所定量を移動させることにより、光学系のブレを除去している。   The control unit 90 controls the X-axis magnetic drive device 250 and the Z-axis magnetic drive device 260 based on information from an angular velocity sensor (not shown) that detects vibrations in the left-right direction and the up-down direction, and controls the holder 230 as a light beam. The blur of the optical system is removed by moving a predetermined amount in the direction of removing the vertical and horizontal vibration directions with respect to the axial direction.

以上に示したように、磁気駆動装置は可動子の固定(自己保持)と駆動部とを同一な案内軸に形成することができるため、磁気駆動装置の外形を小型化することができ、接続配線に干渉しないように設計することができるため、撮像装置の小型化と、長時間の使用に耐えうる撮像装置を提供することが可能である。   As shown above, the magnetic drive device can be fixed (self-holding) of the mover and the drive unit on the same guide shaft, so the outer shape of the magnetic drive device can be reduced in size and connected. Since it can be designed so as not to interfere with the wiring, it is possible to provide an imaging device that can withstand downsizing and use for a long time.

(a)は、磁気駆動装置100の構成を示した斜視図である。 (b)は、(a)で示した磁気駆動装置100の光軸中心LCにおけるY−Z断面図であるFIG. 2A is a perspective view showing the configuration of the magnetic drive device 100. FIG. (B) is a YZ sectional view at the optical axis center LC of the magnetic drive device 100 shown in (a). 第1案内軸40aの外筒42を分割しその内部構造を示した斜視図である。It is the perspective view which divided | segmented the outer cylinder 42 of the 1st guide shaft 40a, and showed the internal structure. (a)は、外筒42の変形前の第1案内軸40aを示した断面構成図である。 (b)は、外筒42の変形後の第1案内軸40aを示した断面構成図である。(A) is a cross-sectional configuration diagram showing the first guide shaft 40a before deformation of the outer cylinder 42. FIG. FIG. 4B is a cross-sectional configuration diagram illustrating the first guide shaft 40a after the outer cylinder 42 is deformed. 第1案内軸40aを中心とした第2駆動部20のY−Z断面を図示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a YZ cross section of the second drive unit 20 around the first guide shaft 40a. 制御部90の固定制御系91と、駆動制御系92との制御系を示した図である。3 is a diagram illustrating a control system of a fixed control system 91 and a drive control system 92 of a control unit 90. FIG. 第2スイッチ制御部94によるオンオフ制御を図示しているThe on / off control by the second switch control unit 94 is illustrated. (a)は、エンコーダ50を第2案内軸40bに設置した場合を示し多図である。 (b)は、エンコーダ50を第1案内軸40aに設置した場合を示した図である。(A) shows the case where the encoder 50 is installed in the 2nd guide shaft 40b, and is a multi figure. (B) is the figure which showed the case where the encoder 50 was installed in the 1st guide shaft 40a. (a)は、第1駆動部10の変形例である第1ねじり駆動部15を示した図である。 (b)は、第1ねじり駆動部15の斜視図である。 (c)は、第1ねじり駆動部15のX−Z断面の構成を示した図である。FIG. 6A is a diagram illustrating a first torsion drive unit 15 that is a modification of the first drive unit 10. FIG. 4B is a perspective view of the first torsion drive unit 15. (C) is a view showing a configuration of an XZ cross section of the first torsion drive unit 15. (a)は外筒61を示した図であり、(b)は外筒62を示した図であり、(c)は外筒63を示した図である。(A) is the figure which showed the outer cylinder 61, (b) is the figure which showed the outer cylinder 62, (c) is the figure which showed the outer cylinder 63. 磁気駆動装置200の構成を示した斜視図である。2 is a perspective view showing a configuration of a magnetic drive device 200. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 … 第1駆動部、15 … 第1ねじり駆動部
11、16 … 第1マグネット
12、17 … 第1コイル
20 … 第2駆動マグネット
21 … 第2マグネット
22 … 第2 コイル
29 … 接続配線
30 … ホルダ
31 … ベアリング
32 … レンズ
33 … ガイド孔
40 … 案内軸(40a … 第1案内軸、40b … 第2案内軸)
41 … ヨーク
42、61,62,63 … 外筒
45 … 壁面
50 … エンコーダ
51 … ネジ山
53 … 第1ギヤ
54 … 第2 ギヤ
55 … 回転軸
65 … 螺旋状スリット、66 … 直線状スリット、67 … 溝
68 … マグネット接合部
90 … 制御部(91 … 固定制御系、92 … 駆動制御系)
93 … 第1スイッチ制御部
94 … 第2スイッチ制御部
95 … 位置検出演算部
96 … 3相指令変換制御部
100、200 … 磁気駆動装置
210 … 固定フレーム
211 … X案内軸
212 … 移動フレーム
213 … Z案内軸
230 … ホルダ
232 … 補正レンズ
240 … X軸位置検出器
241 … Z軸位置検出器
245 … X軸エンコーダスケール
246 … Z軸エンコーダスケール
250 … X軸磁気駆動装置
260 … Z軸磁気駆動装置
AP … 電流アンプ部
LC … 光軸中心
R … 直列抵抗
SW … スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st drive part, 15 ... 1st torsion drive part 11, 16 ... 1st magnet 12, 17 ... 1st coil 20 ... 2nd drive magnet 21 ... 2nd magnet 22 ... 2nd coil 29 ... Connection wiring 30 ... Holder 31 ... Bearing 32 ... Lens 33 ... Guide hole 40 ... Guide shaft (40a ... First guide shaft, 40b ... Second guide shaft)
41 ... Yoke 42, 61, 62, 63 ... Outer cylinder 45 ... Wall surface 50 ... Encoder 51 ... Thread 53 ... First gear 54 ... Second gear 55 ... Rotating shaft 65 ... Spiral slit, 66 ... Linear slit, 67 ... Groove 68 ... Magnet joint 90 ... Control part (91 ... Fixed control system, 92 ... Drive control system)
93 ... 1st switch control part 94 ... 2nd switch control part 95 ... Position detection calculating part 96 ... 3 phase command conversion control part 100, 200 ... Magnetic drive device 210 ... Fixed frame 211 ... X guide shaft 212 ... Moving frame 213 ... Z guide shaft 230 ... Holder 232 ... Correction lens 240 ... X axis position detector 241 ... Z axis position detector 245 ... X axis encoder scale 246 ... Z axis encoder scale 250 ... X axis magnetic drive device 260 ... Z axis magnetic drive device AP ... Current amplifier LC ... Optical axis center R ... Series resistance SW ... Switch

Claims (6)

非磁性体材料からなる筒状体と、
前記筒状体が挿入されるガイド孔を有し、前記筒状体に沿って移動可能な被駆動体と、
前記被駆動体に取付けられ、前記筒状体の外側に設けられた移動可能な移動マグネットと、
該移動マグネットに電磁力を与えるために前記筒状体の内側に前記筒状体の軸方向に並べて配置された複数の電磁石用コイルと、
磁性体材料からなり前記筒状体の中心領域に配置されたセンターヨークと、
前記センターヨーク上に配置された変形用コイルと筒状体に装着された変形用マグネットとを有し、前記変形用コイルと前記変形用マグネットとで前記筒状体を変形させることにより前記被駆動体を保持した状態とする保持手段と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
A cylindrical body made of a non-magnetic material;
A driven body having a guide hole into which the cylindrical body is inserted, and movable along the cylindrical body;
A movable magnet attached to the driven body and provided on the outside of the cylindrical body;
A plurality of electromagnet coils arranged side by side in the axial direction of the cylindrical body inside the cylindrical body in order to apply electromagnetic force to the moving magnet;
A center yoke made of a magnetic material and disposed in the central region of the cylindrical body;
A deforming coil disposed on the center yoke and a deforming magnet mounted on the cylindrical body, and the driven body is deformed by deforming the cylindrical body with the deforming coil and the deforming magnet. Holding means for holding the body ;
A drive device comprising:
前記筒状体の回転角を検出する検出手段を有し、
前記検出手段が検出した回転角は前記移動マグネットの位置情報に対応していることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
Detecting means for detecting a rotation angle of the cylindrical body;
The drive device according to claim 1 , wherein the rotation angle detected by the detection unit corresponds to position information of the moving magnet.
前記保持手段は、前記筒状体の外側表面と前記移動マグネットの内側表面との接触抵抗を高めることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の駆動装置。 It said holding means include a drive device according to claim 1 or claim 2, characterized in that to increase the contact resistance between the outer surface and the inner surface of the moving magnet of the tubular body. 前記筒状体の変形可能な部位に強磁性体を装着し、前記移動マグネットは強磁性体に接触可能な状態であり、前記移動マグネットが固定される際には前記移動マグネットと前記強磁性体とが接触し、前記移動マグネットが移動する際には前記保持手段は前記強磁性体を移動マグネットから離すことを特徴とした請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の駆動装置。 A ferromagnetic body is attached to a deformable portion of the cylindrical body, and the moving magnet is in contact with the ferromagnetic body. When the moving magnet is fixed, the moving magnet and the ferromagnetic body 4. The driving device according to claim 1 , wherein when the moving magnet moves, the holding unit separates the ferromagnetic body from the moving magnet. 5. 可動レンズを鏡筒の軸心に沿って駆動するレンズ鏡筒であって、
前記被駆動体は前記鏡筒内に配設された可動レンズを有し、
請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の駆動装置を内部に有することを特徴とするレンズ鏡筒。
A lens barrel that drives a movable lens along the axis of the barrel,
The driven body has a movable lens disposed in the lens barrel,
A lens barrel having the driving device according to any one of claims 1 to 4 therein.
前記保持手段が前記筒状体を変形させた際に、前記可動レンズが移動可能になり、前記保持手段が前記筒状体を変形させないときは前記可動レンズを自己保持状態にすることを特徴とする請求項5に記載のレンズ鏡筒。 When the holding means deforms the cylindrical body, the movable lens becomes movable, and when the holding means does not deform the cylindrical body, the movable lens is in a self-holding state. The lens barrel according to claim 5 .
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