JPH0755041B2 - Linear motor - Google Patents
Linear motorInfo
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- JPH0755041B2 JPH0755041B2 JP60256002A JP25600285A JPH0755041B2 JP H0755041 B2 JPH0755041 B2 JP H0755041B2 JP 60256002 A JP60256002 A JP 60256002A JP 25600285 A JP25600285 A JP 25600285A JP H0755041 B2 JPH0755041 B2 JP H0755041B2
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は直線方向に推力を発生するリニアモータに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a linear motor that generates thrust in a linear direction.
B.発明の概要 本発明は直線方向に推力を発生するリニアモータにおい
て、固定部のコイルによる磁束を可動部のギヤツプを含
む磁気閉回路内を通過させることにより、消費電力を低
く抑えること、小型・軽量化を図ること、コストダウン
を図ることができるようにしたものである。B. Summary of the Invention In a linear motor that generates thrust in a linear direction, the present invention keeps power consumption low by passing magnetic flux from a coil of a fixed part through a magnetic closed circuit including a gear gap of a movable part. -It is intended to reduce the weight and reduce the cost.
C.従来の技術 従来より、ビデオカメラにおいて、いわゆるオートフオ
ーカス機構やパワーズーム機構には、たとえばブラシ付
きのモータが用いられており、該モータの駆動力(回転
力)が減速ギヤを介してフオーカスリングやズームリン
グに伝達されるようになつている。ところが、音響ノイ
ズや振動、応答特性、ブラシやギヤ等の信頼性等に関し
て問題がある。C. Conventional Technology Conventionally, in a video camera, a so-called autofocus mechanism or a power zoom mechanism uses, for example, a motor with a brush, and the driving force (rotational force) of the motor is transmitted through a reduction gear. It is transmitted to the focus ring and zoom ring. However, there are problems with acoustic noise, vibration, response characteristics, reliability of brushes, gears, and the like.
D.発明が解決しようとする問題点 上述した問題を解決するために、レンズを直接移動させ
る種々のモータが提案されている。しかしながら、レン
ズを直接移動させるのでは負荷が重くなつてしまい、重
量、大きさ、消費電力、コスト等に関して問題が残り、
実用化には至つていない。D. Problems to be Solved by the Invention In order to solve the above problems, various motors for directly moving a lens have been proposed. However, if the lens is moved directly, the load will be heavy, and problems will remain regarding weight, size, power consumption, cost, etc.
It has not been put to practical use.
そこで、本発明は上述した従来の問題点に鑑みて提案さ
れたものであり、たとえばレンズを直接移動させる場合
でも、重量、大きさ、消費電力、コスト等に関して問題
が生ずることのないリニアモータを提供することを目的
とする。Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned conventional problems, and for example, a linear motor that does not cause a problem in weight, size, power consumption, cost, etc. even when the lens is directly moved. The purpose is to provide.
E.問題点を解決するための手段 本発明のリニアモータは、上述した目的を達成するため
に、マグネット、ヨーク及び少なくとも1つのコイルを
有する固定部と、上記マグネットと対向して一定間隔に
保持された2つの可動鉄片を有し上記固定部に対して移
動となされた可動部とから成り、上記コイルによる磁束
に対する磁気回路を上記ヨーク及び可動鉄片間の磁気ギ
ャップを含む磁気閉回路で構成したものである。E. Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the linear motor of the present invention has a fixed portion having a magnet, a yoke, and at least one coil, and is held at a constant interval facing the magnet. The magnetic circuit for the magnetic flux generated by the coil is composed of a magnetic closed circuit including the magnetic gap between the yoke and the movable iron piece. It is a thing.
F.作用 本発明によれば、可動鉄片間の磁気ギャップの付近にコ
イルのほとんどのエネルギーが集中し、小電流でも極め
て高い推力が得られる。F. Action According to the present invention, most of the energy of the coil is concentrated near the magnetic gap between the movable iron pieces, and an extremely high thrust can be obtained even with a small current.
G.実施例 以下、本発明の一実施例について図面を用いて詳細に説
明する。なお、本実施例はビデオカメラのオートフオー
カス用のモータに本発明を適用したものである。G. Example Hereinafter, one example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present embodiment applies the present invention to a motor for an autofocus of a video camera.
第1図は本実施例のリニアモータ1を示す断面図であ
る。このリニアモータ1は中空円筒状の形状をしてお
り、固定部10と該固定部10に対して摺動する可動部20と
から成つている。上記固定部10は、マグネツト11とボビ
ン12,13とコイル14,15とステータヨーク16,17を有して
いる。マグネツト11はたとえばゴムマグネツトであり、
2つのステータヨーク16,17に跨つて略中央位置にリン
グ状に設けられている。上記マグネツト11は厚み方向す
なわち取付状態においては径方向に着磁されており、外
周側がS極、内周側がN極となつている。ボビン12,13
は上記マグネツト11の両側に設けられており、該ボビン
12,13にコイル14,15がそれぞれ周面に沿つて巻装されて
いる。上記コイル14,15は直列に接続されており、端子1
8,19より電圧が印加されるようになつている。FIG. 1 is a sectional view showing a linear motor 1 of this embodiment. The linear motor 1 has a hollow cylindrical shape, and includes a fixed portion 10 and a movable portion 20 that slides on the fixed portion 10. The fixed portion 10 has a magnet 11, bobbins 12 and 13, coils 14 and 15, and stator yokes 16 and 17. The magnet 11 is, for example, a rubber magnet,
It is provided in a ring shape in a substantially central position across the two stator yokes 16 and 17. The magnet 11 is magnetized in the thickness direction, that is, in the radial direction in the mounted state, and has an S pole on the outer peripheral side and an N pole on the inner peripheral side. Bobbins 12,13
Are provided on both sides of the magnet 11, and the bobbin
Coils 14 and 15 are respectively wound around 12 and 13 along the circumferential surface. The coils 14 and 15 are connected in series, and terminal 1
The voltage is applied from 8,19.
一方、上記可動部20は、2つに分離された可動鉄片21,2
2と可動ベース23を有している。上記可動鉄片21,22はヨ
ークに相当するものであり、これらの間は磁気ギャップ
Gとなつている。上記固定部10側のコイル14,15による
磁束BCに対する磁気回路は、上記ステータヨーク16,17
と上記可動鉄片21,22およびこれらの間の磁気ギャップ
Gとから成る磁気閉回路によつて構成されている。ま
た、上記可動鉄片21,22の外周面は、たとえば、いわゆ
るテフロン加工等が施されており、上記固定部10の内周
面に対して摺動する摺動面となつている。可動ベース23
は上記可動鉄片21から可動鉄片22に亘つて設けられてい
る。上記可動鉄片21および可動ベース23はレンズハウジ
ングを兼ねており、可動鉄片21の端部にはレンズ31が、
可動ベース23の端部にはレンズ32がそれぞれ設けられて
いる。On the other hand, the movable part 20 is composed of two movable iron pieces 21, 2 which are separated.
2 and a movable base 23. The movable iron pieces 21 and 22 correspond to yokes, and a magnetic gap G is formed between them. The magnetic circuit for the magnetic flux B C generated by the coils 14 and 15 on the fixed portion 10 side is the stator yoke 16 and 17
And the movable iron pieces 21 and 22 and the magnetic gap G between them, thereby forming a magnetic closed circuit. The outer peripheral surfaces of the movable iron pieces 21 and 22 are subjected to so-called Teflon processing, for example, and serve as sliding surfaces that slide on the inner peripheral surface of the fixed portion 10. Movable base 23
Is provided from the movable iron piece 21 to the movable iron piece 22. The movable iron piece 21 and the movable base 23 also serve as a lens housing, and the lens 31 is provided at the end of the movable iron piece 21.
Lenses 32 are provided at the ends of the movable base 23, respectively.
このような本実施例のリニアモータ1の動作原理は、鉄
芯形モータの動作原理と同様である。すなわち、第2図
に拡大して示すように、マグネツト11は常時一定の磁束
BM1,BM2を発生しており、この磁束はコイル14およびコ
イル15をそれぞれ包囲するように存在している。そし
て、端子18,19に直流電圧が印加されることにより、コ
イル14,15に電流が流れ、該コイル14,15による磁束BCが
発生される。この磁束BCの向きは電流の流れる向きによ
つて異なる。そして、上記磁束BM1,BM2と上記磁束BCと
がうち消し合いあるいは強め合つて一方向への推力が発
生し、可動部20が矢印X方向あるいは矢印Y方向に移動
するようになつている。たとえば第1図に示すような向
きにコイル14,15に電流を流した場合には、見かけ上、
ギヤツプGの左側の部分がS極、右側の部分がN極とな
り矢印Y方向に推力が生じ可動部20はその方向に移動す
る。上記可動部20の移動範囲はマグネツト11の幅Wによ
つて設定される。このようなリニアモータ1によれば、
小電流で極めて高い推力を得ることができる。これはコ
イルが可動鉄片21,22の端部に集中巻きされているのと
等価であり、磁気ギャップGの付近にコイル14,15のほ
とんどのエネルギーが集中するためである。従つて、マ
グネツト11の量が少くて済む。また、消費電力を低く抑
えることができる。更にまた、構造が簡単であり、小型
・軽量化を図ることができ鏡筒内に納められると共に、
コストダウンを図ることができる。The operating principle of the linear motor 1 of this embodiment is similar to that of the iron core type motor. That is, as shown in the enlarged view of FIG. 2, the magnet 11 always has a constant magnetic flux.
B M1 and B M2 are generated, and this magnetic flux exists so as to surround the coil 14 and the coil 15, respectively. Then, when a DC voltage is applied to the terminals 18 and 19, a current flows through the coils 14 and 15, and a magnetic flux B C is generated by the coils 14 and 15. The direction of this magnetic flux B C differs depending on the direction of current flow. Then, the magnetic fluxes B M1 and B M2 and the magnetic flux B C cancel each other out or strengthen each other to generate a thrust in one direction, so that the movable portion 20 moves in the arrow X direction or the arrow Y direction. There is. For example, when current is applied to the coils 14 and 15 in the directions shown in FIG.
The left portion of the gear G has an S pole and the right portion has an N pole, and a thrust force is generated in the arrow Y direction, and the movable portion 20 moves in that direction. The moving range of the movable part 20 is set by the width W of the magnet 11. According to such a linear motor 1,
An extremely high thrust can be obtained with a small current. This is equivalent to the coil being concentratedly wound around the ends of the movable iron pieces 21 and 22, and most of the energy of the coils 14 and 15 is concentrated near the magnetic gap G. Therefore, the amount of magnet 11 is small. In addition, power consumption can be suppressed low. Furthermore, the structure is simple, and the size and weight can be reduced, and the lens can be housed in the lens barrel.
The cost can be reduced.
ところで、上述したリニアモータ1では、端子18,19に
単純に直流電圧を印加するだけでは、可動部20はマグネ
ツト11の幅Wによつて設定された移動範囲内の端部位置
に張り付いてしまう。そこで、実際には、たとえば第3
図に示すような閉ループ制御系を用いて、可動部20すな
わちレンズ31,32の位置を動的に制御することが必要で
ある。第3図において、撮像光は上記レンズ31,32に相
当するレンズ系30を介して固体撮像素子であるCCD(電
荷結合素子)41に入射する。このCCD41からの信号はフ
オーカス検出回路42に送られフオーカスの状態が検出さ
れる。上記フオーカス検出回路42からの検出信号はフオ
ーカス制御回路43に送られ、該検出信号に基づく制御信
号が該フオーカス制御回路43から上記リニアモータ1に
送られる。そして、上記リニアモータ1により上記制御
信号に応じたレンズ系30の位置制御がなされるようにな
つている。ここで、レンズ系30、CCD41、フオーカス検
出回路42、フオーカス制御回路43、およびリニアモータ
1によりフオーカスの閉ループ制御系が構成されてお
り、動的な制御を行うことができる。なお、この第3図
の例においては、上記CCD41からの信号は信号処理回路5
1にも供給されており、上記CCD41がフオーカス検出およ
び撮像に兼用されているが、撮像管を用いることも可能
であり、種々の構成が考えられる。By the way, in the above-described linear motor 1, by simply applying a DC voltage to the terminals 18 and 19, the movable portion 20 will stick to the end position within the movement range set by the width W of the magnet 11. I will end up. Therefore, in practice, for example, the third
It is necessary to dynamically control the position of the movable part 20, that is, the lenses 31 and 32 by using a closed loop control system as shown in the figure. In FIG. 3, the imaging light enters a CCD (charge coupled device) 41 which is a solid-state imaging device through a lens system 30 corresponding to the lenses 31 and 32. The signal from the CCD 41 is sent to the focus detection circuit 42 to detect the focus state. The detection signal from the focus detection circuit 42 is sent to the focus control circuit 43, and a control signal based on the detection signal is sent from the focus control circuit 43 to the linear motor 1. The position of the lens system 30 is controlled by the linear motor 1 according to the control signal. Here, the lens system 30, the CCD 41, the focus detection circuit 42, the focus control circuit 43, and the linear motor 1 constitute a closed loop control system of the focus, and dynamic control can be performed. In the example of FIG. 3, the signal from the CCD 41 is the signal processing circuit 5.
The CCD 41 is also used for focus detection and imaging, but it is also possible to use an imaging tube, and various configurations are conceivable.
また、本実施例においては、固定部10は2つのコイル1
4,15を有しているが、いずれか一方のコイルでも可動部
20を移動させることは可能である。更に、磁気ギャップ
Gには非磁性体を挿入しておくようにしても良い。更に
また、コイルやマグネツトについては全周に設けなくて
も良い。Further, in this embodiment, the fixed portion 10 includes two coils 1
It has 4,15, but one of the coils has a movable part.
It is possible to move 20. Further, a non-magnetic material may be inserted in the magnetic gap G. Furthermore, the coil and magnet do not have to be provided all around.
また、本発明はビデオカメラのみならず、スチルカメラ
に用いることもできる。更に、本発明はカメラ以外の機
器にも勿論用いることができる。Further, the present invention can be applied not only to a video camera but also to a still camera. Furthermore, the present invention can of course be used in devices other than cameras.
H.発明の効果 上述した実施例の説明から明らかなように、本発明のリ
ニアモータによれば、固定部のコイルによる磁束に対す
る磁気回路を可動部の可動鉄片間の磁気ギャップを含む
磁気閉回路で構成しており、小電流でも極めて高い推力
を得ることができる。従つて、たとえばレンズを直接移
動させる場合でも、消費電力を低く抑えることができ
る。また、構造が簡単であり、小型・軽量化を図ること
ができると共に、コストダウンを図ることができる。H. Effect of the Invention As is apparent from the above description of the embodiments, according to the linear motor of the present invention, the magnetic circuit for the magnetic flux by the coil of the fixed part is a magnetic closed circuit including the magnetic gap between the movable iron pieces of the movable part. It is possible to obtain an extremely high thrust even with a small current. Therefore, for example, even when the lens is moved directly, the power consumption can be suppressed low. In addition, the structure is simple, the size and weight can be reduced, and the cost can be reduced.
第1図は本発明の一実施例のリニアモータを示す断面
図、第2図は第1図の要部拡大断面図、第3図は閉ルー
プ制御系の一例を示すブロツク図である。 1……リニアモータ、10……固定部 11……マグネツト、14,15……コイル 20……可動部、21,22……可動鉄片 G……磁気ギャップFIG. 1 is a sectional view showing a linear motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part of FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a closed loop control system. 1 …… Linear motor, 10 …… Fixed part 11 …… Magnet, 14,15 …… Coil 20 …… Movable part, 21,22 …… Movable iron piece G …… Magnetic gap
Claims (1)
コイルを有する固定部と、 上記マグネットと対向して一定間隔に保持された2つの
可動鉄片を有し上記固定部に対して移動可能となされた
可動部とから成り、 上記コイルによる磁束に対する磁気回路を上記ヨーク及
び可動鉄片間の磁気ギャップを含む磁気閉回路で構成し
てなるリニアモータ。1. A movable part, which has a fixed part having a magnet, a yoke and at least one coil, and two movable iron pieces facing the magnet and held at a constant interval so as to be movable with respect to the fixed part. And a magnetic circuit for a magnetic flux generated by the coil, which is a magnetic closed circuit including a magnetic gap between the yoke and the movable iron piece.
Priority Applications (2)
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