(57)【要約】【課題】磁気駆動機構を採用した場合でも、外部からの衝撃によって可動体が大きく変位するという事態を回避することのできる直線駆動装置、および当該直線駆動装置を備えた光学素子駆動装置を提供すること。【解決手段】光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００において、固定体２と可動体５との間には、磁気駆動機構７により可動体５が変位した際に抗力を発生させる第１バネ部材９１および第２バネ部材９２が設けられている。第１バネ部材９１および第２バネ部材９２には、弾性材料からなるダンパー材が付されている。第１バネ部材９１および第２バネ部材９２は、第１ガイド軸４１において突出部５１２と側板部２２、２３との間に位置する部分の周りに設けられており、磁気駆動機構７に用いた駆動コイル８０に対する給電部材である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体に対して可動体を直線的に移動させる直線駆動装置であって、
前記固定体と前記可動体との間には、前記固定体側に保持された永久磁石体と、該永久磁石体との間に隙間を隔てるように前記可動体側に保持された駆動コイルと、を備えた磁気駆動機構が構成され、
前記永久磁石体は、前記可動体の移動方向に沿って多極に着磁され、
前記駆動コイルは、前記移動方向に開口部を向けて前記永久磁石体の周りに巻回された筒状コイルであり、
前記固定体と前記可動体との間には、前記移動方向に前記可動体が変位した際に抗力を発生させるバネ部材が設けられていることを特徴とする直線駆動装置。
【請求項２】
前記バネ部材には、弾性材料からなるダンパー材が付されていることを特徴とする請求項１に記載の直線駆動装置。
【請求項３】
前記バネ部材は、前記駆動コイルの巻線に電気的に接続されて当該駆動コイルへの給電部材として用いられていることを特徴とする請求項１または２に記載の直線駆動装置。
【請求項４】
前記バネ部材は、前記可動体において前記移動方向に対して直交する方向に突出した突出部と、前記固定体において前記突出部に対して前記移動方向に対向する固定体側バネ受け部との間に配置されたコイルバネであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の直線駆動装置。
【請求項５】
前記突出部には、前記移動方向に向けて開口する貫通部が設けられているとともに、
前記固定体は、前記移動方向に延在して前記突出部を貫通する第１ガイド軸を備え、
前記バネ部材は、前記第１ガイド軸において前記突出部と前記固定体側バネ受け部との間に位置する部分の周りに設けられていることを特徴とする請求項４に記載の直線駆動装置。
【請求項６】
前記可動体において前記突出部が位置する側とは反対側には、前記移動方向に対して直交する方向に突出した２つの軸受部が前記移動方向で離間した位置に設けられ、
前記２つの軸受部の各々には、前記移動方向に向けて開口する貫通部が設けられているとともに、前記固定体は、前記移動方向に延在して前記２つの軸受部を貫通する第２ガイド軸を備えていることを特徴とする請求項５に記載の直線駆動装置。
【請求項７】
前記固定体と前記可動体との間には、前記バネ部材として、前記磁気駆動機構により前記可動体が前記移動方向の一方側に変位した際に抗力を発生させる第１バネ部材と、前記磁気駆動機構により前記可動体が前記移動方向の他方側に変位した際に抗力を発生させる第２バネ部材と、が設けられ、
前記可動体は、前記駆動コイルへの給電が停止している期間、前記第１バネ部材の付勢力と前記第２バネ部材の付勢力とによって原点位置に保持されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の直線駆動装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の直線駆動装置を備えた光学素子駆動装置であって、
前記可動体には光学素子が保持されていることを特徴とする光学素子駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定体に対して可動体を直線的に移動させる直線駆動装置、および当該直線駆動装置を備えた光学素子駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学素子を保持した可動体を直線的に往復動作させる光学素子駆動装置としては、ステッピングモータを利用した直線駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
かかる特許文献１に記載の直線駆動装置では、モータ軸に送りネジを形成するとともに、かかる送りネジにナット部材を係合させた構造になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８１８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の直線駆動装置（光学素子駆動装置）のように、ステッピングモータを用いた場合には、直線駆動装置を搭載したユニットの外形寸法をステッピングモータのサイズ以下まで縮小することができないという問題点がある。
【０００６】
ここに本発明者は、可動体および固定体のうちの一方に設けた磁石と、他方に設けたコイルとを対向させた磁気駆動機構によって可動体を駆動する方式を提案するものである。しかしながら、かかる方式の場合、コイルに磁界が鎖交しない無効部分が存在するため、トルクが小さいという問題点がある。また、かかる磁気駆動機構を採用した場合、ステッピングモータによって可動体を駆動する場合と違って、外部からの衝撃によって可動体が大きく変位するという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動体および固定体のうちの一方に設けた磁石と他方に設けたコイルとによって構成した磁気駆動機構を採用した場合でも、外部からの衝撃によって可動体が大きく変位するという事態を回避することのできる直線駆動装置、および当該直線駆動装置を備えた光学素子駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、固定体に対して可動体を直線的に移動させる直線駆動装置であって、前記固定体と前記可動体との間には、前記固定体側に保持された永久磁石体と、該永久磁石体との間に隙間を隔てるように前記可動体側に保持された駆動コイルと、を備えた磁気駆動機構が構成され、前記永久磁石体は、前記可動体の移動方向に沿って多極に着磁され、前記駆動コイルは、前記移動方向に開口部を向けて前記永久磁石体の周りに巻回された筒状コイルであり、前記固定体と前記可動体との間には、前記可動体が前記移動方向に変位した際に抗力を発生させるバネ部材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、固定体に対して可動体を直線的に往復動作させるにあたって、固定体側に保持された永久磁石体と可動体側に保持された駆動コイルとを備えた磁気駆動機構を利用する。また、永久磁石体については、可動体の移動方向に沿って多極に着磁された構成とし、駆動コイルについては、移動方向に開口部を向けて永久磁石体の周りを全周で囲むボイスコイルを用いる。かかる構成では、駆動コイルが永久磁石体の周りに巻回されているため、永久磁石体が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。それ故、本発明によれば、ステッピングモータや、駆動コイルの一部のみが永久磁石体と対向するような磁気駆動機構と比較して、サイズが小さくても大きなトルクを発生させることができる。また、固定体と可動体との間には、可動体が前記移動方向に変位した際に抗力を発生させるバネ部材が設けられているため、駆動コイルに通電する電流値と、バネ部材のバネ定数とを制御することで、可動体を所定位置に停止させることができる。さらに、外部から衝撃が加わった際、可動体は、磁気駆動機構による駆動方向に大きく変位しようとするが、本発明では、固定体と可動体との間にバネ部材が設けられているため、外部からの衝撃に起因する可動体の変位が抑制される。それ故、外部からの衝撃によって可動体が大きく変位するという事態を回避することができる。
【００１０】
本発明において、前記バネ部材には、弾性材料からなるダンパー材が付されていることが好ましい。外部から衝撃が加わった際の可動体の変位をバネ部材によって抑制するという構成を採用すると、可動体が共振して振動し続けるおそれがあるが、本発明では、バネ部材には、弾性材料からなるダンパー材が付されているため、かかる共振をダンパー部材によって効率よく防止することができる。すなわち、可動体にバネ部材を接続すると、直線駆動装置あるいはそれを搭載した機器が姿勢を変えた際可動体が自重により変位する。かかる変位を所定の範囲内に収めようとすると、バネ定数を所定の範囲内に収める必要がある結果、共振周波数が所定の範囲内に制限される。言い換えれば、直線駆動装置あるいはそれを搭載した機器が姿勢を変えた際に可動体が自重により変位する量を制限すると、共振周波数が自動的に定まる結果となる。このため、直線駆動装置あるいはそれを搭載した機器が姿勢を変えた際に可動体が自重により変位する量を所定の範囲内に制限すると、共振周波数を任意の値に設定できなくなる結果、直線駆動装置あるいはそれを搭載した機器が姿勢を変えた際の可動体の変位を所定の範囲内に制限すると、可動体が共振して振動し続けるおそれがある。ここに本発明では、バネ部材にダンパー材を付してあるため、直線駆動装置あるいはそれを搭載した機器が姿勢を変えた際に可動体が自重により変位する量を所定の範囲内に制限した場合でも、可動体が共振せず、適正な動作が確保されることになる。
【００１１】
本発明において、前記バネ部材は、前記駆動コイルの巻線に電気的に接続されて当該駆動コイルへの給電部材として用いられていることが好ましい。かかる構成によれば、給電部材を別途設ける必要がないので、直線駆動装置の小型化や薄型化を図ることができる。
【００１２】
本発明において、前記バネ部材は、前記可動体において前記移動方向に対して直交する方向に突出した突出部と、前記固定体において前記突出部に対して前記移動方向に対向する固定体側バネ受け部との間に配置されたコイルバネであることが好ましい。かかる構成によれば、可動体に対して移動方向に位置する側にバネ部材を配置する必要がないため、バネ部材として、長いコイルバネを用いることができ、長いコイルであれば、バネ定数の設定などを容易に行なうことができる。
【００１３】
本発明において、前記突出部には、前記移動方向に向けて開口する貫通部が設けられているとともに、前記固定体は、前記移動方向に延在して前記突出部を貫通する第１ガイド軸を備え、前記バネ部材は、前記第１ガイド軸において前記突出部と前記固定体側バネ受け部との間に位置する部分の周りに設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、バネ部材（コイルバネ）を設ける場所を別途、確保する必要がない。それ故、直線駆動装置の小型化や薄型化を図ることができる。
【００１４】
発明では、前記可動体において前記突出部が位置する側とは反対側には、前記移動方向に対して直交する方向に突出した２つの軸受部が前記移動方向で離間した位置に設けられ、前記２つの軸受部の各々には、前記移動方向に向けて開口する貫通部が設けられているとともに、前記固定体は、前記移動方向に延在して前記２つの軸受部を貫通する第２ガイド軸を備えていることが好ましい。すなわち、可動体は、バネ部材が配置されている側では第１ガイド軸に対して１点支持され、バネ部材が配置されている側とは反対側では第２ガイド軸に２点で支持されている。従って、可動体は、いわゆる３点で支持されるので、安定した姿勢で駆動される。また、可動体は、バネ部材が配置されている側で１点支持であるため、可動体においてバネ部材が配置されている側にはスペース的な余裕がある。このため、バネ部材として長いコイルバネを用いることができるので、バネ部材の付勢力を調整するのが容易である。
【００１５】
本発明において、前記固定体と前記可動体との間には、前記バネ部材として、前記磁気駆動機構により前記可動体が前記移動方向の一方側に変位した際に抗力を発生させる第１バネ部材と、前記磁気駆動機構により前記可動体が前記移動方向の他方側に変位した際に抗力を発生させる第２バネ部材と、が設けられ、前記可動体は、前記駆動コイルへの給電が停止している期間、前記第１バネ部材の付勢力と前記第２バネ部材の付勢力とによって原点位置に保持されることが好ましい。かかる構成によれば、駆動コイルへの給電を停止した状態でも可動体を所定位置（原点位置）に保持することができる。
【００１６】
本発明を適用した直線駆動装置は、光学素子駆動装置に用いることができ、この場合、前記可動体には光学素子が保持されている構成となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、固定体に対して可動体を直線的に往復動作させるにあたって、固定体側に保持された永久磁石体と可動体側に保持された駆動コイルとを備えた磁気駆動機構を利用する。また、永久磁石体については、可動体の移動方向に沿って多極に着磁された構成とし、駆動コイルについては、移動方向に開口部に向けて永久磁石体の周りを全周で囲むボイスコイルを用いる。かかる構成では、駆動コイルが永久磁石体の周りに巻回されているため、永久磁石体が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。それ故、本発明によれば、ステッピングモータや、駆動コイルの一部のみが永久磁石体と対向するような磁気駆動機構と比較して、サイズが小さくても大きなトルクを発生させることができる。また、固定体と可動体との間には、可動体が前記移動方向に変位した際に抗力を発生させるバネ部材が設けられているため、駆動コイルに通電する電流値と、バネ部材のバネ定数とを制御することで、可動体を所定位置に停止させることができる。さらに、外部から衝撃が加わった際、可動体は、磁気駆動機構による駆動方向に大きく変位しようとするが、本発明では、固定体と可動体との間にバネ部材が設けられているため、バネ部材の変位が抑制される。それ故、外部からの衝撃によって可動体が大きく変位するという事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した光学素子駆動装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】本発明を適用した光学素子駆動装置を固定体と可動体とに分離した状態を示す分解斜視図である。
【図３】本発明を適用した光学素子駆動装置において可動体を構成する部材の説明図である。
【図４】本発明を適用した光学素子駆動装置の内部構成を示す断面図である。
【図５】本発明を適用した光学素子駆動装置において駆動コイルへの給電のための構成を示す説明図である。
【図６】本発明を適用した光学素子駆動装置の直線駆動装置において可動体の共振を防止するためのダンパー材の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を適用した直線駆動装置を光学素子駆動装置に用いた場合を中心に説明する。また、以下の説明では、互いに直交する３方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向とし、Ｘ軸方向を可動体の移動方向として説明する。
【００２０】
（光学素子駆動装置の全体構成）
図１は、本発明を適用した光学素子駆動装置の全体構成を示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した光学素子駆動装置の斜視図、および光学素子駆動装置からカバーを外した状態の斜視図である。
【００２１】
図１に示す光学素子駆動装置２００は、固定体２に対して可動体５をＸ軸方向（移動方向Ｌ）に沿って直線的に往復動作させる直線駆動装置１００を備えており、可動体５には光学素子１が保持されている。かかる光学素子駆動装置２００においては、直線駆動装置１００において可動体５を直線駆動すると、可動体５とともに光学素子１が直線駆動されることになる。光学素子１は、光学素子駆動装置２００を搭載した光学ユニットにおいて光学系を構成するレンズや偏向ミラー等であり、Ｘ軸方向に光軸を向けている。ここで、光学素子１が光学ユニットの光学特性を補正する機能を担う場合、直線駆動装置１００および光学素子駆動装置２００は、光学素子１を光軸方向の所定位置に停止した状態を確実に保持する必要がある。
【００２２】
直線駆動装置１００において、固定体２は、薄板を所定形状に折り曲げたベース２０と、ベース２０に対してＸ軸方向に延在するように保持されたガイド軸と、板状のカバー３０とを備えている。本形態では、ガイド軸として３本のガイド軸（第１ガイド軸４１、第２ガイド軸４２、第３ガイド軸４３）が用いられている。ベース２０は、底板部２１と、底板部２１から上方（Ｙ軸方向）に起立する４枚の側板部２２、２３、２４、２５とを備えており、側板部２２、２３、２４、２５の上端部にカバー３０が固定されている。
【００２３】
（固定体２の詳細構成）
図２は、本発明を適用した光学素子駆動装置を固定体と可動体とに分離した状態を示す分解斜視図である。
【００２４】
図１および図２に示すように、ベース２０において、Ｚ軸方向の一方側でＸ軸方向で対向する一対の側板部２２、２３は、後述するバネ部材（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）を受ける固定体側バネ受け部として構成されている。側板部２２には、Ｚ軸方向に離間する位置に２つの穴２２ａ、２２ｂが形成されており、側板部２３にも、Ｚ軸方向に離間する位置に２つの穴２３ａ、２３ｂが形成されている。穴２２ａと穴２３ａとはＸ軸方向で対向しており、第１ガイド軸４１の軸端部分が穴２２ａ、２３ａに嵌ることにより、第１ガイド軸４１の両端部が側板部２２、２３に保持されている。また、穴２２ｂと穴２３ｂとはＸ軸方向で対向しており、第２ガイド軸４２の軸端部分が穴２２ｂ、２３ｂに嵌ることにより、第２ガイド軸４２の両端部が側板部２２、２３に保持されている。さらに、Ｚ軸方向の他方側でＸ軸方向で対向する一対の側板部２４、２５にも、互いに対向する位置に穴２４ａ、２５ａが形成されており、第３ガイド軸４３の軸端部分が穴２４ａ、２５ａに嵌ることにより、第３ガイド軸４３の両端部が側板部２２、２３、２４、２５に保持されている。このようにして本形態では、Ｚ軸方向の一方側から他方側に向かって、第１ガイド軸４１、第２ガイド軸４２および第３ガイド軸４３が平行に配列されており、第１ガイド軸４１、第２ガイド軸４２および第３ガイド軸４３は、ベース２０の底板部２１から同一の高さ位置にある。
【００２５】
（可動体５の詳細構成）
図３は、本発明を適用した光学素子駆動装置において可動体を構成する部材の説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した光学素子駆動装置において可動体から駆動コイルを外した状態の分解斜視図、および可動体をさらに細かく分解した様子を示す分解斜視図である。
【００２６】
図１、図２および図３に示すように、可動体５は、Ｚ軸方向の一方側に位置する第１ホルダ部材５１と、Ｚ軸方向の他方側で第１ホルダ部材５１にＺ軸方向で対向する第２ホルダ部材５２と、第１ホルダ部材５１の下端部と第２ホルダ部材５２の下端部とを連結する矩形の第１プレート６１と、第１ホルダ部材５１の上端部と第２ホルダ部材５２の上端部とを連結する矩形の第２プレート６２とを備えており、Ｘ軸方向（移動方向Ｌ）に開口部を備えた略角筒状である。第１プレート６１および第２プレート６２はいずれも非磁性の薄板からなる。また、第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２は、樹脂等といった非磁性の材料からなる。
【００２７】
ここで、第１プレート６１は、４つの角部分の各々にＺ軸方向に突出した突起６１１、６１２、６１３、６１４を備えている。本形態において、Ｘ軸方向の一方側に位置する突起６１１、６１３は、第１プレート６１のＸ軸方向の一方側端部でＺ軸方向に延在する辺部分から突出し、Ｘ軸方向の他方側に位置する突起６１２、６１４は、第１プレート６１のＸ軸方向の他方側端部でＺ軸方向に延在する辺部分から突出している。また、第２プレート６２も、第１プレート６１と同様、４つの角部分の各々にＺ軸方向に突出した突起６２１、６２２、６２３、６２４を備えている。本形態において、Ｘ軸方向の一方側に位置する突起６２１、６２３は、第２プレート６２のＸ軸方向の一方側端部でＺ軸方向に延在する辺部分から突出し、Ｘ軸方向の他方側に位置する突起６２２、６２４は、第２プレート６２のＸ軸方向の他方側端部でＺ軸方向に延在する辺部分から突出している。
【００２８】
本形態では、第１プレート６１においてＺ軸方向の一方側に形成された突起６１１、６１２、および第２プレート６２においてＺ軸方向の一方側に形成された突起６２１、６２２に対して第１ホルダ部材５１が固定されている。また、第１プレート６１においてＺ軸方向の他方側に形成された突起６１３、６１４、および第２プレート６２においてＺ軸方向の他方側に形成された突起６２３、６２４に対して第２ホルダ部材５２が固定されている。
【００２９】
本形態において、第１プレート６１においてＸ軸方向に位置する両側の辺部分、および第２プレート６２においてＸ軸方向に位置する両側の辺部分は、後述するように、可動体５がＸ軸方向に移動した際、ベース２０の側板部２２、２３に当接するストッパとして利用される。
【００３０】
また、第１プレート６１および第２プレート６２は、後述するように、駆動コイル８０を巻回する際のボビンとしても利用されているとともに、駆動コイル８０を補強する補強板としても機能している。
【００３１】
第１ホルダ部材５１は、Ｘ軸方向に延在する板状部５１１と、この板状部５１１のＸ軸方向の略中央位置からＺ軸方向の一方側（外側）に突出する突出部５１２を備えている。ここで、突出部５１２は、Ｘ軸方向で貫通する貫通部（貫通孔）５１２ａと突出部５１２のＺ軸方向の一方側（外側）から貫通部５１２ａに到るスリット部が形成されており、Ｕ字溝状に形成されている。かかる貫通部５１２ａは、第１ガイド軸４１をガイドするガイド部であって、第１ガイド軸４１がＸ軸方向に貫通している。本形態において、突出部５１２のＸ軸方向の両側には後に説明するバネ部材（第１バネ部材９１と第２バネ部材９２）が配置されており、突出部５１２は、バネ部材を受ける可動体側バネ受け部を構成している。
【００３２】
第２ホルダ部材５２は、Ｘ軸方向に延在する板状部５２１と、この板状部５２１のＸ軸方向の一方側端部からＺ軸方向の一方側（内側／第１ホルダ部材５１が位置する側）に突出する第１軸受部５２２と、板状部５２１において第１軸受部５２２からＸ軸方向で離間する他方側端部からＺ軸方向の一方側（内側／第１ホルダ部材５１が位置する側）に突出する第２軸受部５２３と、板状部５２１のＸ軸方向の略中央位置からＺ軸方向の他方側（外側）に突出する棒状の素子保持部５２４とを備えている。
【００３３】
第１軸受部５２２と第２軸受部５２３とは所定の距離を隔ててＸ軸方向で対向している。また、第１軸受部５２２および第２軸受部５２３にはＸ軸方向からみたときに重なる位置にＸ軸方向に貫通する穴からなる貫通部５２２ａ、５２３ａが形成されており、かかる貫通部５２２ａ、５２３ａを第２ガイド軸４２が貫通している。
【００３４】
素子保持部５２４において、Ｚ軸方向の略中央部分には、Ｘ軸方向に貫通する素子保持穴５２５が形成されており、かかる素子保持穴５２５の内部に光学素子１が保持されている。また、素子保持部５２４の先端部には、Ｘ軸方向に貫通する穴からなる貫通部５２４ａが形成されており、かかる貫通部５２４ａを第３ガイド軸４３が貫通している。
【００３５】
（磁気駆動機構の構成）
図４は、本発明を適用した光学素子駆動装置の内部構成を示す断面図であり、図４（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した光学素子駆動装置を図１（ａ）のＸ１−Ｘ１′で示す位置で切断したときの断面図、および図１（ａ）のＺ１−Ｚ１′で示す位置で切断したときの断面図である。
【００３６】
本形態の光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００において、可動体５をＸ軸方向（光軸方向）に駆動するにあたって、本形態では、図１〜図４を参照して以下に説明するように、固定体２と可動体５との間には、固定体２側に保持された永久磁石体７０と、この永久磁石体７０との間に隙間を隔てるように可動体５側に保持された駆動コイル８０とを備えた磁気駆動機構７が構成されている。
【００３７】
かかる磁気駆動機構７において、永久磁石体７０は、図２および図４（ａ）に示すように、Ｙ軸方向（厚さ方向）で薄い直方体形状（矩形板形状）を有しており、Ｘ軸方向の両端部が固定体２に用いたベース２０の側板部２２、２３に固定されている。この状態で、永久磁石体７０は、ベース２０の底板部２１からＹ軸方向に浮いた状態にあり、永久磁石体７０とベース２０の底板部２１との間には隙間が介在する。また、永久磁石体７０とカバー３０との間にも隙間が介在する。
【００３８】
ここで、永久磁石体７０は、Ｘ軸方向（可動体５の移動方向Ｌ）に沿って多極に着磁されている。また、永久磁石体７０は、Ｘ軸方向に沿って配列された複数の磁石片を備えており、複数の磁石片は、隣り合う磁石片同士が同一極を相手側の磁石片に向けて配置されている。より具体的には、永久磁石体７０は、２つの磁石片（第１磁石片７１および第２磁石片７２）からなり、第１磁石片７１および第２磁石片７２は、同一極（例えば、Ｎ極）を相手側に向けている。また、第１磁石片７１と第２磁石片７２との間には薄い磁性板７５が配置されている。磁性板７５のサイズは、第１磁石片７１および第２磁石片７２のＹＺ平面におけるサイズと同一である。このため、永久磁石体７０は、第１磁石片７１、磁性板７５および第２磁石片７２からなるが、全体として一体の直方体形状になっている。
【００３９】
かかる構成の永久磁石体７０では、第１磁石片７１および第２磁石片７２の端面に磁性板７５が重ねて配置されているため、第１磁石片７１および第２磁石片７２から磁性板７５が位置する側に集中して磁力線が発生する。また、第１磁石片７１および第２磁石片７２が、同一極（例えば、Ｎ極）を相手側に向けているため、磁性板７５から周辺（Ｙ軸方向およびＺ軸方向）に向けて効率よく磁力線が発生する。
【００４０】
図１〜図４に示すように、磁気駆動機構７に用いた駆動コイル８０は、Ｘ軸方向に開口部を向けた筒状のボイスコイルであり、駆動コイル８０の内側に永久磁石体７０が配置されている。このため、駆動コイル８０は、永久磁石体７０とベース２０の底板部２１との間に介在する隙間、および永久磁石体７０とカバー３０との間に介在する隙間を通って永久磁石体７０の周りを巻回しており、駆動コイル８０においてＸ軸方向に向く開口部から外側には、永久磁石体７０のＸ軸方向の両端部が突出している。
【００４１】
この状態で、ベース２０およびカバー３０は、駆動コイル８０に対して永久磁石体７０とは反対側で駆動コイル８０を覆っている。本形態では、ベース２０およびカバー３０を磁性板により構成し、ベース２０およびカバー３０については、光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００の筐体として用いるとともに、ヨークとしても利用している。本形態では、ベース２０およびカバー３０をヨークとして用いるにあたって、ベース２０およびカバー３０のＺ軸方向の寸法は、永久磁石体７０のＺ軸方向の寸法より大きく、ベース２０、カバー３０および永久磁石体７０を平面視したとき、ベース２０およびカバー３０は、永久磁石体７０よりＺ軸方向の両側から張り出している。このため、ベース２０およびカバー３０は、ヨークとしての機能に優れている分だけ、ベース２０およびカバー３０の板厚を薄くすることができる。また、ベース２０の側板部２２、２３において、永久磁石体７０よりＺ軸方向の両側から張り出している部分を利用して第１ガイド軸４１および第２ガイド軸４２の両軸端部を支持している。このため、第１ガイド軸４１および第２ガイド軸４２を支持するための部材を別途、追加する必要がないという利点がある。
【００４２】
本形態において、駆動コイル８０は、可動体５において第１プレート６１および第２プレート６２の周りに巻回されている。本形態において、駆動コイル８０は、第１プレート６１においてＸ軸方向で離間する突起６１１と突起６１２とによって挟まれた部分、および突起６１３と突起６１４とによって挟まれた部分で巻回されている。また、駆動コイル８０は、第２プレート６２おいてＸ軸方向で離間する突起６２１と突起６２２とによって挟まれた部分、および突起６２３と突起６２４とによって挟まれた部分に巻回されている。
【００４３】
この状態で、第１プレート６１および第２プレート６２は、駆動コイル８０の内側に位置し、駆動コイル８０においてＹ軸方向に位置する巻回部分は、第１プレート６１および第２プレート６２によって補強された状態にある。
【００４４】
ここで、第１プレート６１および第２プレート６２は、Ｙ軸方向で対向する２枚の板材であり、Ｙ軸方向において永久磁石体７０との間には隙間が存在している。このため、駆動コイル８０と永久磁石体７０との間のうち、Ｙ軸方向に位置する間には、隙間が介在しているとともに、第１プレート６１または第２プレート６２が介在している。これに対して、駆動コイル８０と永久磁石体７０との間のうち、Ｚ軸方向に位置する間には狭い隙間のみが存在し、第１プレート６１および第２プレート６２が介在していない。このため、Ｚ軸方向では、駆動コイル８０と永久磁石体７０とを接近させることができる分、駆動コイル８０を鎖交する磁束密度を高めることができる。
【００４５】
本形態では、駆動コイル８０を形成する際、可動体５をコイルボビンとして利用する。すなわち、治具によって第１プレート６１および第２プレート６２を所定の間隔を介して対向するように保持した状態で、第１プレート６１において突起６１１と突起６１２とによって挟まれた部分、第１プレート６１において突起６１３と突起６１４とによって挟まれた部分、第２プレート６２において突起６２３と突起６２４とによって挟まれた部分、および第２プレート６２において突起６２１と突起６２２とによって挟まれた部分にコイル線を巻回し、駆動コイル８０を形成する。その際、図５（ｂ）を参照して後述するように、コイル線の巻き始めを第２プレート６２の突起６２１に絡げてコイル線を巻回した後、コイル線の巻き終わりを第２プレート６２の別の突起６２２に絡げることができる。
【００４６】
しかる後に、第１プレート６１の突起６１１、６１２、および第２プレート６２の突起６２１、６２２に対して第１ホルダ部材５１を固定し、第１プレート６１の突起６１３、６１４、および第２プレート６２の突起６２３、６２４に対して第２ホルダ部材５２を固定すれば、可動体５を組み立てることができる。
【００４７】
このように、本形態では、可動体５のＺ軸方向の一方側に軸受け用の突出部５１２を設けるにあたって、第１プレート６１の突起６１１、６１２、および第２プレート６２の突起６２１、６２２を介して駆動コイル８０のＺ軸方向の一方側の側面に第１ホルダ部材５１を取り付けた構造を採用している。また、本形態では、可動体５のＺ軸方向の他方側に第１軸受部５２２および第２軸受部５２３を設けるにあたって、第１プレート６１の突起６１３、６１４、および第２プレート６２の突起６２３、６２４を介して駆動コイル８０のＺ軸方向の他方側の側面に第２ホルダ部材５２を取り付けた構造を採用している。
【００４８】
（バネ部材の構成）
本形態の光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００では、可動体５をＸ軸方向（光軸方向）に駆動するにあたって磁気駆動機構７を用いるとともに、可動体５を所定位置に保持するために、磁気駆動機構７による推力と、バネ部材の付勢力を利用する。また、振動や外部から衝撃等の外力が加わった際に可動体５が大きく変位することを防止するためにバネ部材を利用する。具体的には、固定体２と可動体５との間には、以下に説明するバネ部材が配置されている。
【００４９】
より具体的には、本形態では、第１ガイド軸４１において側板部２２と可動体５の突出部５１２の間に位置する部分の周りに、コイルバネからなる第１バネ部材９１（バネ部材）を圧縮された状態で配置するとともに、第１ガイド軸４１において側板部２３と可動体５の突出部５１２との間に位置する部分の周りに、コイルバネからなる第２バネ部材９２（バネ部材）を圧縮された状態で配置する。この状態で、第１バネ部材９１の両端部は、側板部２２および突出部５１２に当接し、第２バネ部材９２の両端部は、側板部２３および突出部５１２に当接する。
【００５０】
かかる構成によれば、駆動コイル８０への通電を行なわない状態では、可動体５および光学素子１は、第１バネ部材９１のバネ力、および第２バネ部材９２のバネ力が釣り合った位置、すなわち、原点位置に保持されている。本形態において、原点位置は、駆動コイル８０のＸ軸方向の中央位置と、永久磁石体７０のＸ軸方向の中央位置とがＺ軸方向で重なった位置である。
【００５１】
この状態から、駆動コイル８０に通電し、磁気駆動機構７により可動体５がＸ軸方向（移動方向Ｌ）の一方側に変位すると、第１バネ部材９１が抗力を発生させる。その際、第２バネ部材９２は、可動体５をＸ軸方向（移動方向Ｌ）の一方側に付勢する。その結果、可動体５および光学素子１は、磁気駆動機構７による推力、第１バネ部材９１の抗力、および第２バネ部材９２の付勢力が釣り合った位置で停止する。また、駆動コイル８０に逆方向に通電すると、磁気駆動機構７により可動体５がＸ軸方向（移動方向Ｌ）の他方側に変位する。その結果、第２バネ部材９２が抗力を発生させるとともに、第１バネ部材９１は、可動体５をＸ軸方向（移動方向Ｌ）の他方側に付勢する。それ故、可動体５および光学素子１は、磁気駆動機構７による推力、第１バネ部材９１の抗力、および第２バネ部材９２の付勢力が釣り合った位置で停止する。また、駆動コイル８０への通電を停止すると、可動体５および光学素子１は、第１バネ部材９１のバネ力、および第２バネ部材９２のバネ力が釣り合った位置、すなわち、原点位置に戻り、そこに保持される。
【００５２】
ここで、可動体５の駆動に磁気駆動機構７を採用すると、可動体５に、振動や外部から衝撃等の外力が加わった際、可動体５がＸ軸方向に大きく変位しようとする。本形態では、固定体２と可動体５との間には、可動体５がＸ軸方向に変位した際に抗力を発生させる第１バネ部材９１および第２バネ部材９２が設けられている。このため、外部からの衝撃等の外力に起因する可動体５のＸ軸方向の変位は、第１バネ部材９１のバネ力、および第２バネ部材９２のバネ力によって抑制される。
【００５３】
また、磁気駆動機構７により可動体５をＸ軸方向に駆動する際、駆動コイル８０には、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２の抗力に打ち勝つ推力を発生させる電流を供給する。その際、可動体５に、振動や外部から衝撃等の外力からの衝撃が加わると、可動体５がベース２０の側板部２２、２３に当接することがある。かかる場合でも、本形態では、駆動コイル８０は、第１プレート６１および第２プレート６２の突起６１１〜６１４、６２１〜６２４の内側に巻回され、第１プレート６１および第２プレート６２のＸ軸方向の端部が駆動コイル８０の端部より張り出している。このため、可動体５においてベース２０の側板部２２、２３に当接するのは、第１プレート６１および第２プレート６２のＸ軸方向の端部である。従って、駆動コイル８０がベース２０の側板部２２、２３に当接することがないので、駆動コイル８０の断線を防止することができる。また、駆動コイル８０は、第１プレート６１および第２プレート６２の突起６１１〜６１４、６２１〜６２４の内側に巻回されているため、巻きズレしないという利点もある。
【００５４】
（駆動コイル８０への給電）
図５は、本発明を適用した光学素子駆動装置において駆動コイルへの給電のための構成を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用した光学素子駆動装置における駆動コイルとバネ部材との接続関係を示す説明図、駆動コイルとバネ部材と第１ホルダ部材とプレートの位置関係を示す説明図、および第１ホルダ部材にランドを形成した場合の説明図である。
【００５５】
本形態の光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００では、駆動コイル８０に給電するにあたって、金属製のコイルバネからなる第１バネ部材９１および第２バネ部材９２を給電部材として利用する。
【００５６】
より具体的には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動コイル８０の巻き始めの端部８１を第１バネ部材９１に電気的に接続し、駆動コイル８０の巻き終わりの端部８２を第２バネ部材９２に電気的に接続する。かかる電気的な接続を行なうにあたって、本形態では、第１バネ部材９１の両端のうち、突出部５１２側に位置する端部に駆動コイル８０の巻き始めの端部８１を電気的に接続し、側板部２２側に位置する端部に外部からの配線８６を電気的に接続する。また、第２バネ部材９２についても、第１バネ部材９１と同様、両端のうち、突出部５１２側に位置する端部に駆動コイル８０の巻き終わりの端部８２を電気的に接続し、側板部２３側に位置する端部に外部からの配線８７を電気的に接続する。なお、コイル線を巻回する際、図５（ｂ）に示すように、コイル線の巻き始めの端部８１を第２プレート６２の突起６２１に絡げてコイル線を巻回した後、コイル線の巻き終わりの端部８２を第２プレート６２の別の突起６２２に絡げることができる。
【００５７】
かかる構成によれば、可動体５がＸ軸方向に変位した際、駆動コイル８０の巻き始めの端部８１および巻き終わりの端部８２は、可動体５とともにＸ軸方向に変位するため、駆動コイル８０の巻き始めの端部８１および巻き終わりの端部８２に不要な力が加わらない。また、可動体５がＸ軸方向に変位した際でも、外部からの配線８６、８７が変位しないため、配線に不要な力が加わらない。
【００５８】
また、駆動コイル８０を第１バネ部材９１および第２バネ部材９２に電気的に接続するにあたっては、駆動コイル８０の巻き始めの端部８１を第１コイル部材に直接、ハンダ付けし、駆動コイル８０の巻き終わりの端部８２を第２コイル部材に直接、ハンダ付けした構成を採用することができる。
【００５９】
また、図５（ｃ）に示すように、突出部５１２においてＸ軸方向に向く両面の各々にランド５１２ｃを電気的に独立した状態で設けておき、駆動コイル８０の巻き始めの端部８１および巻き終わりの端部８２をランド５１２ｃにハンダ付けするとともに、第１バネ部材９１の端部および第２バネ部材９２の端部をランド５１２ｃにハンダ付けしてもよい。
【００６０】
なお、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２を給電部材として利用する際、第１バネ部材９１と第２バネ部材９２が第１ガイド軸４１を介して短絡することを防止する必要がある。かかる短絡を防止するにあたっては、第１ガイド軸４１については絶縁材料から形成した構成や、金属製の第１ガイド軸４１の周りに絶縁層を設けた構成を採用すればよい。
【００６１】
また、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２を給電部材として利用する際、第１バネ部材９１と第２バネ部材９２がベース２０を介して短絡することを防止する必要がある。かかる短絡を防止するにあたっては、図示を省略するが、第１バネ部材９１と側板部２２との間、および第２バネ部材９２と側板部２３との間に絶縁材料を介在させた構成を採用すればよい。
【００６２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００では、固定体２に対して可動体５を直線的に往復移動させるにあたって、固定体２側に保持された永久磁石体７０と、可動体５側に保持された駆動コイル８０とを備えた磁気駆動機構７を利用するとともに、永久磁石体７０については、可動体５の移動方向Ｌに沿って多極に着磁された構成とし、駆動コイル８０については、Ｘ軸方向（移動方向Ｌ）に開口部に向けて永久磁石体７０の周りを全周で囲むボイスコイルを用いる。かかる構成によれば、駆動コイル８０が永久磁石体７０の周りに巻回されているため、永久磁石体７０が形成する磁界を有効かつ最大限に利用することができる。それ故、本形態によれば、ステッピングモータや、駆動コイル８０の一辺のみが永久磁石体７０と対向するような磁気駆動機構と比較して、光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００のサイズが小さくても大きなトルクを発生させることができる。
【００６３】
また、永久磁石体７０は、Ｘ軸方向に対して直交するＹ軸方向に厚さ方向を向けた薄型の直方体形状を備え、駆動コイル８０は、永久磁石体７０の周りを全周で囲む角筒形状を有しているため、光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００の薄型化を図ることができる。
【００６４】
また、固定体２は、永久磁石体７０および駆動コイル８０を永久磁石体７０の厚さ方向の両側で覆うヨーク（ベース２０およびカバー３０）を備えており、かかるヨーク、永久磁石体７０および駆動コイル８０を平面視したとき、ヨークのサイズは、永久磁石体７０のサイズおよび駆動コイル８０のサイズよりも大きい。このため、ヨークの機能が高いので、ベース２０およびカバー３０の板厚を薄くすることができる。それ故、光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００の厚さ寸法（Ｙ軸方向の寸法）を小さくでき、薄型化を図ることができる。
【００６５】
しかも、永久磁石体７０および駆動コイル８０が直方体の外形形状を備えているとともに、カバー３０とベース２０とがヨークとして機能する部分も直方体の外形形状を備えている。このため、永久磁石体７０および駆動コイル８０と、ヨークとの間に不必要に広いスペースが存在しないので、ヨークとしての機能に優れている。すなわち、ヨークが直方体の外形形状を備えているにもかかわらず、駆動コイル８０が円筒状であると、ヨークの角部分に大きなデッドスペースが無駄に発生してしまうが、本形態によれば、かかる無駄なスペースを省いてある。このため、本形態の光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００は、サイズが小さくても大きなトルクを発生させることができる。
【００６６】
また、ベース２０の側板部２２、２３において、永久磁石体７０よりＺ軸方向の両側から張り出している部分を利用して第１ガイド軸４１および第２ガイド軸４２の両軸端部を支持しているため、第１ガイド軸４１および第２ガイド軸４２を支持するための部材を別途、追加する必要がないという利点がある。
【００６７】
また、永久磁石体７０は、Ｘ軸方向（移動方向Ｌ）に沿って配列された複数の磁石片（第１磁石片７１および第２磁石片７２）を備え、複数の磁石片は、隣り合う磁石片同士が同一極を相手側の磁石片に向けて配置されているとともに、磁石片同士の間には磁性板７５が配置されている。このため、第１磁石片７１および第２磁石片７２から磁性板７５が位置する側に集中して磁力線が発生するとともに、磁性板７５から周辺（Ｙ軸方向およびＺ軸方向）に向けて効率よく磁力線が発生する。それ故、漏れ磁束を少なくできる分、駆動コイル８０に鎖交する磁束密度を高めることができるので、光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００のサイズが小さくても大きなトルクを発生させることができる。
【００６８】
また、本形態では、Ｙ軸方向で対向する２枚の板材（第１プレート６１および第２プレート６２）をボビンとして用いたため、筒形状のボビンに駆動コイル８０を巻回した構成と比較して、可動体５の軽量化を図ることができる。また、駆動コイル８０と永久磁石体７０との間のうち、Ｚ軸方向に位置する間には第１プレート６１および第２プレート６２が介在せず、狭い隙間のみが存在する。このため、Ｚ軸方向では、駆動コイル８０と永久磁石体７０とを接近させることができる。従って、駆動コイル８０を鎖交する磁束密度を高めることができるので、可動体５に対して大きな推力を印加することができる。
【００６９】
しかも、第１プレート６１および第２プレート６２は各々、Ｘ軸方向で離間した位置でＺ軸方向（移動方向および永久磁石体７０の厚さ方向の双方と交差する方向）に突出した突部６１１〜６１４、６２１〜６２４を備え、駆動コイルは、Ｘ軸方向で離間する突起に挟まれた領域に巻回されている。このため、第１プレート６１および第２プレート６２の周りの所定位置に駆動コイル８０を巻回することができる。また、第１プレート６１および第２プレート６２は駆動コイル８０よりもＸ軸方向で張り出した構造となる。このため、可動体５が移動した際に可動体５を固定体２側（ベース２０の側板部２２、２３）と当接させて位置規制を行う場合でも、駆動コイル８０が固定体２側と当接することがない。それ故、駆動コイル８０の断線を防止することができる。
【００７０】
また、本形態では、可動体５のＺ軸方向の一方側に軸受け用の突出部５１２を設けるにあたって、駆動コイル８０のＺ軸方向の一方側の側面に第１ホルダ部材５１を別途、後付けした構造を採用している。また、本形態では、可動体５のＺ軸方向の他方側に第１軸受部５２２および第２軸受部５２３を設けるにあたって、駆動コイル８０のＺ軸方向の他方側の側面に第２ホルダ部材５２を別途、後付けした構造を採用している。このため、駆動コイル８０として、Ｘ軸方向（移動方向Ｌ）に開口部に向けたボイスコイルを用いた場合でも、駆動コイル８０よりＸ軸方向に張り出した部材を用いなくても駆動コイル８０がＸ軸方向で存在している範囲内に突出部５１２、第１軸受部５２２および第２軸受部５２３を設けることができる。このため、可動体５のＸ軸方向の寸法を短くすることができるので、可動体５のＸ軸方向の可動範囲を大きく確保することができる。
【００７１】
また、駆動コイル８０の側面に第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２を別途、後付けした構造を採用するにあたって、第１プレート６１および第２プレート６２を介して駆動コイル８０のＺ軸方向の一方側の側面に第１ホルダ部材５１を取り付け、第１プレート６１および第２プレート６２を介して駆動コイル８０のＺ軸方向の他方側の側面に第２ホルダ部材５２を取り付けた構造を採用している。このため、第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２を駆動コイル８０の外面に接着剤等により直接、固定する必要がない。従って、駆動コイル８０に大きな負荷が加わらないので、駆動コイル８０が損傷しない。また、駆動コイル８０の外面にコイル線に起因する凹凸が存在している場合でも、第１ホルダ部材５１、第２ホルダ部材５２および駆動コイル８０を確実に一体化させることができる。特に、本形態では、かかる構成を採用することにより、レンズ等の光学素子１を保持する第２ホルダ部材５２が傾くことを防止できるので、光軸のずれなどを防止することができる。
【００７２】
しかも、第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２を第１プレート６１および第２プレート６２の突起６１１〜６１４、６２１〜６２４に固定しているため、第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２が駆動コイル８０から離間した状態とすることができる。また、第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２が駆動コイル８０に接している場合でも、第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２は駆動コイル８０に緩く接している状態とすることができる。従って、駆動コイル８０に大きな負荷が加わらないので、駆動コイル８０が損傷しない。
【００７３】
また、固定体２と可動体５との間には、磁気駆動機構７により可動体５が変位した際に抗力を発生させるバネ部材（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）が設けられているため、駆動コイル８０に通電する電流値と、バネ部材のバネ定数とを制御するだけで、可動体５を所定位置に停止させることができる。しかも、本形態では、バネ部材として、磁気駆動機構７により可動体５が移動方向Ｌの一方側に変位した際に抗力を発生させる第１バネ部材９１と、磁気駆動機構７により可動体５が移動方向Ｌの他方側に変位した際に抗力を発生させる第２バネ部材９２とが設けられている。このため、可動体５は、駆動コイル８０への給電が停止している期間、第１バネ部材９１の付勢力と第２バネ部材９２の付勢力とによって原点位置に保持される。従って、駆動コイル８０への給電を停止した状態でも可動体５を所定位置（原点位置／永久磁石体７０のＸ軸方向の中央位置）に保持することができる。また、駆動コイル８０に通電して可動体５を所定位置に保持した状態で駆動コイル８０への通電を停止すると、第１バネ部材９１の付勢力と第２バネ部材９２の付勢力とによって、可動体５を原点位置に確実に戻すことができる。
【００７４】
また、本形態では、固定体２に対して可動体５を直線的に往復動作させるにあたって、固定体２側に保持された永久磁石体７０と可動体５側に保持された駆動コイル８０とを備えた磁気駆動機構７を利用しているため、振動や外部から衝撃等の外力から衝撃が加わった際、可動体５は、Ｘ軸方向（磁気駆動機構７による駆動方向）に大きく変位しようとするが、本形態では、固定体２と可動体５との間にバネ部材（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）が設けられているため、外部からの衝撃等の外力に起因する可動体５の変位が抑制される。それ故、振動や外部から衝撃等の外力によって可動体５が大きく変位するという事態を回避することができる。
【００７５】
また、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２は、駆動コイル８０への給電部材として用いられているため、給電部材を別途設ける必要がない。それ故、光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００の小型化や薄型化を図ることができる。
【００７６】
また、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２は、可動体５において移動方向Ｌに対して直交する方向に突出した突出部５１２と、固定体２において突出部５１２に対して移動方向Ｌに対向する側板部２２、２３（固定体側バネ受け部）との間に配置されたコイルバネである。このため、可動体５に対して移動方向Ｌに位置する側にバネ部材を配置する必要がないため、バネ部材として、長いコイルバネを用いることができる。従って、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２の付勢力を調整するのが容易である。
【００７７】
しかも、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２は、第１ガイド軸４１において突出部５１２と側板部２２、２３（固定体側バネ受け部）との間に位置する部分の周りに設けられているため、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２を設ける場所を別途、確保する必要がない。それ故、光学素子駆動装置２００および直線駆動装置１００の小型化や薄型化を図ることができる。
【００７８】
さらに、可動体５においてＺ軸方向の一方側には、第１ガイド軸４１を受ける突出部５１２が１つ設けられている一方、可動体５において突出部５１２位置する側とは反対側には、移動方向Ｌに対して直交する方向に突出した２つの軸受部（第１軸受部５２２および第２軸受部５２３）が移動方向Ｌで離間した位置に設けられている。このため、可動体５は、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２が配置されている側では固定体２に対して第１ガイド軸４１に１点支持され、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２が配置されている側とは反対側では第２ガイド軸４２に２点で支持されている。従って、可動体５はいわゆる三点で支持されるので、安定した姿勢で移動する。特に、可動体５において光学素子１が保持されている側が２点支持であるため、光学素子１の姿勢を好適に保持することができる。しかも、可動体５は、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２が配置されている側で１点支持であるため、可動体５において第１バネ部材９１および第２バネ部材９２が配置されている側には、第１ガイド軸４１に対する軸受部（突出部５１２）を１箇所に設ければよく、スペース的な余裕がある。このため、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２として長いコイルバネを用いることができるので、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２の付勢力を調整するのが容易である。
【００７９】
また、可動体５では、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２に対してＺ軸方向の反対側に光学素子１が設けられている。このため、光学素子１が設けられている側に突出部５１２や固定体側バネ受け部（側板部２２、２３）を設ける必要がない。それ故、光学素子１の光路を容易に確保することができる。
【００８０】
（変形例）
上記実施の形態では、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２を圧縮バネとして用いたが、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２を引っ張りバネとして用いてよい。また、可動体５に位置によって第１バネ部材９１および第２バネ部材９２が各々、圧縮バネおよび引っ張りバネとして機能するような構成を採用してもよい。
【００８１】
上記実施の形態では、可動体５にバネ部材（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）を設けたが、バネ部材を用いない構成を採用してもよい。この場合、可動体５と固定体２との間にホール素子や磁気センサー等を用いた位置検出システムを配置してクローズドループで可動体５の位置を制御する構成を採用することが好ましい。
【００８２】
上記実施の形態では、バネ部材（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）を給電部材として利用したが、フレキシブル配線基板等の可撓性の配線部材にコイルの端部をハンダ付けして駆動コイル８０への給電を行ってもよい。この場合、可撓性の配線部材についてはＸ軸方向に弛み部分を向かせれば、可動体５に余計な負荷が加わることを抑制することができる。なお、フレキシブル配線基板等の可撓性の配線部材を駆動コイル８０への給電部材として用いる構成は、バネ部材（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）を設けた場合、あるいはバネ部材を設けない場合のいずれにおいても採用することができる。
【００８３】
（可動体５の共振対策）
図６は、本発明を適用した光学素子駆動装置２００の直線駆動装置１００において可動体５の共振を防止するためのダンパー材の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は各々、ダンパー材をバネ部材の表面を覆うように形成した場合の説明図、およびダンパー材中にバネ部材を埋め込んだ場合の説明図である。なお、本形態で用いたダンパー材は、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２を給電に用いた場合、あるいは給電に用いない場合の双方に適用することができる。
【００８４】
以下、ダンパー材の構成を説明する前に、ダンパー材を設ける目的を説明しておく。本形態の直線駆動装置１００を用いた光学素子駆動装置２００は、例えば、スチールカメラ、携帯用カメラ、光記録媒体駆動装置などの携帯用の機器に搭載される。ここで、可動体５と固定体２との間にはバネ部材（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）が配置されているため、振動や外部からの衝撃等の外力を受けた場合や機器を携帯した場合等に振動が加わると、可動体５が共振して振動し続けるおそれがある。一方、可動体５にバネ部材が接続されているため、機器がその姿勢を変えた際、可動体５が自重により変位することがある。このため、機器の姿勢によらず、機器が正常に動作するようにするには、可動体５の自重による変位量を所定の範囲に収める必要がある。但し、以下に説明するように、機器が姿勢を変えた際に可動体５が自重により変位する量を制限すると、共振周波数が自動的に定まる結果、外部から伝わってきた振動で可動体５が共振することを防止できなくなる。
【００８５】
すなわち、可動体５−バネ部材からなる系において、可動体５の質量をｍとし、バネ定数をＫとし、重量加速度をｇとし、バネ部材の変位量をｘとし、共振周波数をｆ0とすると、可動体５の質量ｍ、バネ定数Ｋ、重量加速度ｇ、バネ部材の変位量ΔＸ、共振周波数ｆ0には、以下の関係式
ｆ0＝（１／（２×π））×√（Ｋ／ｍ）
Ｋ＝（ｍ×ｇ）／ｘ
が成り立つ。かかる式からすると、可動体５の質量ｍが変化することでバネ定数Ｋは変化するが、共振周波数ｆ0は、バネ部材の変位量ｘのみに連動して変化する。例えば、可動体５の質量ｍを０．１ｇ、０．５ｇ、１ｇとし、バネ部材の変位量ｘを０．０１〜０．１ｍｍまで変化させた際のバネ定数Ｋおよび共振周波数ｆ0を求めると、表１、表２、表３に示す結果となる。
【００８６】
【表１】
2011055564.tif 000003
【００８７】
【表２】
2011055564.tif 000004
【００８８】
【表３】
2011055564.tif 000005
【００８９】
表１、表２、表３から分るように、バネ部材の変位量ｘが決まると、共振周波数ｆ0が自動的に定まることになる。従って、直線駆動装置１００を用いた光学素子駆動装置２００を搭載した機器が姿勢を変えた際に可動体５が自重により変位する量を制限すると、共振周波数が自動的に定まる結果、外部から伝わってきた振動で可動体５が共振することを防止できなくなる。例えば、バネ部材の変位量ｘ（可動体５の変位量）を０．０１〜０．１ｍｍに制限すると、可動体５の共振周波数は、約５０〜約１５０ＨＺになるが、かかる周波数は、機器に搭載したモータから光学素子駆動装置２０に伝わる可能性のある振動の周波数である。また、約５０〜約１５０ＨＺという周波数は、電車内や車内で光学素子駆動装置２０に伝わる可能性のある振動の周波数である。それ故、可動体５の共振周波数が約５０〜約１５０ＨＺの範囲にあると、機器に搭載したモータの振動が光学素子駆動装置２０に伝わった場合や光学素子駆動装置２０を搭載した機器を電車内や車内に携帯した場合に可動体５が共振するおそれがある。
【００９０】
そこで、本形態では、バネ部材に対してダンパー材を付してある。まず、図６（ａ）に示す形態では、図１〜図５を参照して説明した第１バネ部材９１および第２バネ部材９２に対して弾性を備えたダンパー材９３を設けてあり、ダンパー材９３は、第１バネ部材９１を構成する金属製の線材、および第２バネ部材９２を構成する金属製の線材の表面を覆っている。本形態において、ダンパー材９３はゲル状ダンパー材であり、ダンパー材９３第１バネ部材９１および第２バネ部材９２を形成した後、線材表面にコーティングされてなる。
【００９１】
かかるダンパー材９３は、例えば、光硬化性あるいは熱硬化性のゲル材料を塗布した後、硬化させてゲル状としたものである。かかるゲル材料としては、シリコーン系ゲル材料、例えば、株式会社スリーボンド製の商品名「３１Ｘ−０１４−４」や、アクリル系ゲル材料、例えば、協立化学産業株式会社製の商品名「ＰＤＭ−２」などを用いることができる。また、ゲル材料としては、協立化学産業株式会社製の商品名「ＷＲＺＶ−１０１」などを用いることができる。
【００９２】
このような構成によれば、直線駆動装置１００を用いた光学素子駆動装置２００を搭載した機器が姿勢を変えた際に可動体５が自重により変位する量を０．０１〜０．１ｍｍに制限した結果、バネ部材−可動体５系の共振周波数が約５０〜約１５０ＨＺになってしまう場合でも、ダンパー材９３が防振効果を発揮するので、可動体５の振動を抑えることができる。それ故、振動等のような外部から衝撃が加わった際の可動体５の変位をバネ部材（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）によって抑制するという構成を採用した結果、可動体５が共振して振動し続けるおそれがあるような場合でも、直線駆動装置１００を用いた光学素子駆動装置２００を搭載した機器が姿勢を変えた際に可動体５が自重により変位する量を所定の範囲に制限しながら、可動体５の共振を防止することができる。
【００９３】
また、本形態において、ダンパー材９３はゲル状ダンパー材であるため、ダンパー材９３を配置するのに必要なスペースが狭くてよい。また、ゲル状ダンパー材であれば、バネ部材（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）に与える応力が小さいので、バネ力への影響が小さいという利点がある。
【００９４】
また、ダンパー材９３は絶縁性であるため、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２を給電部材として利用し、かつ、第１ガイド軸４１を金属製とした場合でも、第１バネ部材９１と第１ガイド軸４１との短絡、および第２バネ部材９２と第１ガイド軸４１との短絡を防止することができる。
【００９５】
なお、上記説明では、直線駆動装置１００を用いた光学素子駆動装置２００を搭載した機器が姿勢を変えた際に可動体５が自重により変位する量を０．０１〜０．１ｍｍに制限した場合の例であるが、可動体５が自重により変位する量を他の範囲に制限した場合でも、ダンパー材９３は、可動体５が共振して振動し続けることを防止することができる。
【００９６】
（共振対策の変形例）
上記実施の形態においては、図６（ａ）に示すダンパー材９３としてゲル状ダンパー材を用いたが、ダンパー材９３としてゴムコーティング層を利用してもよい。かかるゴムコーティング層付きのコイルバネ（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）は、例えば、ゴムコーティング層で覆われた線材をコイル状に巻回してコイルバネとすることにより得ることができる。この場合も、ゴムコーティング層は絶縁性であるため、第１バネ部材９１および第２バネ部材９２を給電部材として利用し、かつ、第１ガイド軸４１を金属製とした場合でも、第１バネ部材９１と第１ガイド軸４１との短絡、および第２バネ部材９２と第１ガイド軸４１との短絡を防止することができる。なお、ゴムコーティング層付きのコイルバネ（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）を給電に用いる場合、端部のゴムコーティング層を除去して金属製の線材を露出させればよい。
【００９７】
上記実施の形態では、図６（ａ）に示すように、ダンパー材９３がコイルバネ（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）を構成する線材の表面を覆っている構成であったが、ダンパー材９３としてゲル状ダンパー材を用いた場合には、図６（ｂ）に示すように、コイルバネ（第１バネ部材９１および第２バネ部材９２）がダンパー材９３に埋まっている構成を採用してもよい。
【００９８】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、バネ部材として第１バネ部材９１および第２バネ部材９２からなる２つのバネ部材を用いたが、１つのバネ部材のみを用いてもよい。この場合も、磁気駆動機構７により可動体５が変位した際にバネ部材が発生させる抗力を利用すれば、駆動コイル８０に通電する電流値と、バネ部材のバネ定数とを制御するだけで、可動体５を所定位置に停止させることができる。
【００９９】
上記実施の形態では、バネ部材としてコイルバネを用いたが、コイルバネ以外にも、Ｕ字形状あるいはＶ字形状の板バネを用いてもよい。
【０１００】
上記実施の形態では、第１プレート６１および第２プレート６２をストッパとして利用するとともに、駆動コイル８０、第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２を一体化するのに用いたが、第１プレート６１および第２プレート６２を用いない構成を採用してもよい。この場合、第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２の形状を変更して第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２をストッパとして利用する構成を採用すればよい。また、駆動コイル８０に対して第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２を面接着した構成や、駆動コイル８０に対して第１ホルダ部材５１および第２ホルダ部材５２を三次元接着した構成を採用すればよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１  光学素子
２  固定体
５  可動体
７  磁気駆動機構
２０  ベース（ヨーク）
２２、２３  ベースの側板部（固定体側バネ受け部）
３０  カバー（ヨーク）
４１  第１ガイド軸
４２  第２ガイド軸
４３  第３ガイド軸
５１  第１ホルダ部材
５２  第２ホルダ部材
７０  永久磁石体
７１  第１磁石片
７２  第２磁石片
７５  磁性板
８０  駆動コイル
９１  第１バネ部材
９２  第２バネ部材
９３  ダンパー材（弾性を有するダンパー材）
１００  直線駆動装置
２００  光学素子駆動装置
５１２  突出部（可動体側バネ受け部）
５２２  第１軸受部
５２３  第２軸受部
５２４  素子保持部
６１１〜６１４、６２１〜６２４  突起
【図１】
2011055564.tif 000006
【図２】
2011055564.tif 000007
【図３】
2011055564.tif 000008
【図４】
2011055564.tif 000009
【図５】
2011055564.tif 000010
【図６】
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