JP2005189578A - セクタ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板上のスペースを有効に利用することができるセクタ駆動装置を提供する。
【解決手段】 開口が設けられた基板７と開口の開口径を可変とするセクタ１４と、第１の基板７、第２の基板１５と、第１の基板７又は第２の基板１５に配置され、セクタ１４を開閉させるロータ１２と、ロータ１２の周囲に配設され、ロータ１２に対して回転力を与える第１のステータ８および第２のステータ９と、所定の駆動電流により第１のステータ８および第２のステータ９を励磁させる複数のコイル１７、１８を備えたセクタ駆動装置において、第１の基板７および第２の基板１５は、多角形に形成され、各コイル１７、１８は、第１の基板１７および第２の基板１８の角部に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、小型のセクタ駆動装置に関する。

従来、カメラに内蔵されるセクタ駆動装置として、コイルへの通電により磁化されたヨークの作用を受けて、ロータを回転させてシャッタ羽根を開閉するようにしたものが提案されている。また、近年、微小なカメラを搭載した携帯電話やノート型パソコン等の電子機器が広く提供されるようになっている。これらの電子機器は小型化の要請が大きく、セクタ駆動装置もより小型化にすることが求められる。このようなセクタ駆動装置において、コイル、ヨークおよびロータの配置に関し様々な提案がなされている。

次に、従来のセクタ駆動装置について説明する。特許文献１記載のシャッタ装置は、シャッタ羽根と、ロータと、第１〜第４のヨーク部材を有するヨークと、ロータを挟むように配置されたコイルを備え、コイルを通電してロータを回転させて、シャッタ羽根を開閉するというものである。

特開２００２−３０３９１４号公報

しかしながら、小型な電子機器にセクタ駆動装置を適用した場合、セクタ駆動装置も小型化にする必要があるが、特許文献１記載のシャッタ装置における配置では、ロータを挟むようにコイルを配置しているため、十分に基板上のスペースを有効利用することができないという問題がある。

そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、基板上のスペースを有効に利用することができるセクタ駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のセクタ駆動装置は、請求項１に記載のように、開口が設けられた基板と、前記開口の開口径を可変とするセクタと、前記基板に配置され、前記シャッタ羽目を開閉させるロータと、前記ロータの周囲に配設され、前記ロータに対して回転力を与えるステータと、所定の駆動電流により前記ステータを励磁させる複数のコイルを備えたセクタ駆動装置において、前記基板は、多角形に形成され、前記各コイルは、前記基板の角部に配置されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、効率よくコイルを配置することができるので、基板上のスペースを有効に利用することができる。また、基板は多角形に形成されているので、セクタ駆動装置も多角形になり、基板の一辺を基準にして位置決めを行い易い。セクタ駆動装置が小型になった場合でも、精度良く位置決めすることができる。

また、本発明は、請求項２に記載のように、請求項１記載のセクタ駆動装置において、前記ステータは、前記コイルを巻回する巻回部を備えることを特徴とする。請求項２記載の発明によれば、ステータは、コイルを巻回するための巻回部を備え、コイルを直に巻回してあるため、ボビン等を用いてコイルを配置させる場合に比べて、効率よくコイルを配置することができるので、基板上のスペースを有効に利用することができる。

また、本発明は、請求項３に記載のように、請求項１又は請求項２記載のセクタ駆動装置において、前記ステータは、第１のステータおよび第２のステータを含むことを特徴とする。

また、本発明は、請求項４に記載のように、請求項３記載のセクタ駆動装置において、前記第１のステータおよび前記第２のステータは、同一形状であることを特徴とする。請求項４記載の発明よれば、製造部品点数を少なくすることができる。

また、本発明は、請求項５に記載のように、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のセクタ駆動装置において、前記基板は、レンズを支持するレンズ鏡筒を含むことを特徴とする。請求項５記載の発明によれば、基板は、レンズを支持するレンズ鏡筒を含んでいるので、小型なセクタ駆動装置を提供することができる。

本発明によれば、基板上のスペースを有効に利用することができるセクタ駆動装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、第１実施例に係る撮像装置の分解斜視図である。図２は、第１実施例に係るセクタ駆動装置としてのシャッタ装置の分解斜視図である。図３は、第２の基板を外した状態のシャッタ装置の分解斜視図である。図１〜図３に示すように、撮像装置１は、配線基板２、撮像素子３、ローパスフィルタ４、第１のレンズ５、第２のレンズ６、第１の基板７、第１のステータ８、第２のステータ９、ガイド軸１０、ワッシャー１１、ロータ１２、駆動レバー１３、セクタ１４、第２の基板１５、ロータ軸１６を有する。

図２の二点鎖線で示すように、第１の基板７、第２の基板１５の間には、第１のステータ８、第２のステータ９およびロータ１２等がガイド軸１０又はロータ軸１６を介して配置されている。なお、シャッタ装置は、第１の基板７、第１のステータ８、第２のステータ９、ガイド軸１０、ワッシャー１１、ロータ１２、駆動レバー１３、セクタ１４、第２の基板１５、ロータ軸１６により構成される。

配線基板２は、例えば、フレキシブル配線基板で構成され、その表面には、所定の配線パターンが形成され、撮像素子３が固定されている。撮像素子３は、例えばＣＣＤ等で構成され、配線基板２上に固定されている。ローパスフィルタ４は、撮像素子３の前面に組み込まれ、高い周波数成分を除去し、低い周波数成分だけを通過させる。このローパスフィルタ４により、モアレや擬色の発生を抑えるようにしている。第１のレンズ５及び第２のレンズ６は、第１の基板７内に保持されている。

第１の基板７は、多角形に形成されており（本実施例では略四角形である。）、各構成部材がその機能を果たせるように支持する土台となる。この第１の基板７は、中央に設けられ、撮影光束が通過する開口７ａ、開口７ａに対応する位置に設けられ、第１のレンズ５及び第２のレンズ６を支持するためのレンズ鏡筒７ｂ、第２の基板１５と係合する凸部７ｃ〜７ｉ、第２の基板１５と係合するための突起部７ｊ１〜７ｊ３、ガイド軸１０が嵌入される孔部７ｋ、第２の基板１５の孔部と嵌合すると共に位置決め用の部材として機能する凸部７ｌ、位置決め用の突起部７ｍ〜７ｐを有する。第１の基板７は、レンズを支持するレンズ鏡筒７ｂを含んでおり、レンズ鏡筒と、シャッタ基板が共通化されている。

第２の基板１５は、第１の基板７と同様に多角形に形成されている。この第２の基板１５は、第１の基板７と係合する係合部１５ａ〜１５ｃ、この係合部１５ａ〜１５ｃに設けられ、第１の基板７の突起部７ｊ１〜７ｊ３と係合する係合溝１５ｄ、中央に設けられ、撮影光束が通過する開口１５ｅ、ガイド軸１０の一部が嵌入される孔部１５ｆ、駆動レバー１３の一部が嵌入される孔部１５ｇ、第１の基板７の凸部７１が嵌合される孔部１５ｈを有する。なお、第１の基板７および第２の基板１５は、多角形であればよいため、矩形であってもよい。第１の基板７及び／又は第２の基板１５が特許請求の範囲における基板に相当する。

第１の基板７の前面には、第１のステータ８、第２のステータ９およびロータ１２が備えられている。ロータ１２は、セクタ１４を開閉させるものであり、全体として円柱状の形状をしており、一部が永久磁石で形成され、周方向に二極着磁されている。このため、ロータ１２は、周壁にＮ極とＳ極を有する。ロータ１２は、その内径部に形成され、ロータ軸１６が嵌入される孔部１２ａを有する。

駆動レバー１３は、ロータ１２に固着され、ロータ１２ともに一体的に回転するものであり、セクタ１４に嵌合する第１の嵌合部１３ａおよび第２の嵌合部１３ｂ、第１の嵌合部１３ａの内径に形成され、ロータ１２の孔部１２ａに対応して形成された孔部１３ｃを有する。

セクタ１４は、光束が通過する開口の開口径を可変とするセクタであり、駆動レバー１３の第１の嵌合部１３ａが嵌合される第１の孔部１４ａ、駆動レバー１３の第２の嵌合部１３ｂが嵌合される第２の孔部１４ｂを有する。セクタ１４は、ロータ１２が回転すると、ロータ１２と共に一体的に回転するように構成されている。

第１のステータ８および第２のステータ９は、ロータ１２の周囲に配設され、ローラ１２に対して回転力を与えるためのものであり、一部にコイル１７、１８を巻回された状態で第１の基板７に組み付けられる。第１のステータ８は、腕部８ａ、この腕部８ａの一部に設けられ、ロータ軸線方向に曲げられたコイル巻回部８ｂ、ロータ１２に近接する部分に形成された磁極部８ｃ、磁極部８ｃの反対側の端部に形成された孔部８ｄ、第１の基板７との間の位置決め用の凹部８ｅ、８ｆを有し、このコイル巻回部８ｂには所定回数のコイル１７が巻き付けられている。

第２のステータ９は、腕部９ａ、この腕部９ａの一部に設けられ、ロータ軸線方向に曲げられたコイル巻回部９ｂ、ローラ１２に近接する部分に形成された磁極部９ｃ、磁極部９ｃの反対側の端部に形成された孔部９ｄ、第１の基板７との間の位置決め用の凹部９ｅ、９ｆを有し、このコイル巻回部９ｂには所定回数のコイル１８が巻き付けられている。これらのコイル巻回部８ｂ、９ｂは、折り曲げ加工により形成される。一対のコイル１７、１８は、所定の駆動電流により第１のステータ８および第２のステータ９を励磁させる。本実施例のロータ１２は、コイル１７、１８の通電により所定角度内を揺動するもので、コイルは１つでもロータ１２を駆動できるが、コイルの大きさを小さくするために２ヶ所に分けて設けている。このためコイル１７，１８は電気的に直列につながっている。

ガイド軸１０の凸部１０ｂは、第２の基板１５の孔部１５ｆに嵌合され、各孔部８ｄ、９ｄには、ガイド軸１０の凸部１０ａが嵌入され、第１のステータ８および第２のステータ９は、回動自在に支持されている。なお、図１及び図３では、第１のステータ８および第２のステータ９の各コイル巻回部８ｂ、９ｂにコイル１７、１８を巻いている状態を示し、図２では、コイル巻回部８ｂ、９ｂにコイル１７、１８を巻いていない状態を示している。

第１のステータ８および第２のステータ９は、例えば軟鉄などのように、外部から加えられた磁界によって容易に磁化され、その外部磁界の極性が反転すれば、この材料の磁化も速やかに反転する磁気的性質を示す軟質磁性材料で形成されている。ロータ１２の配置される角部と隣り合う角部に、ロータ１２を挟むように第１のコイル１７及び第２のコイル１８が配置されている。つまり、基板７の対角線上にコイル１７，１８が配置されている。第１のステータ８、第２のステータ９およびロータ１２により磁気回路が形成される。

このシャッタ装置では、第１のコイル１７および第２のコイル１８で発生した磁束が、第１のステータ８および第２のステータ９の腕部８ａ、９ａを介してロータ１２に近接する部分に導かれるので、磁力損失が少なく、ロータ１２に大きな駆動力を与える。

図４は、第１実施例に係る撮像装置の正面図である。図４において、符号３は撮像素子、７ｊ１〜７ｊ３は第１の基板７に設けられた突起、１５は第２の基板、１５ａ〜１５ｃは第２の基板１５に設けられた係合部、１５ｅは開口、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈは孔部、１７、１８はコイルをそれぞれ示している。このように、第１の基板７および第２の基板１５は多角形に形成され、各コイル１７、１８は、第１の基板７および第２の基板１５の角部に配置されているので、効率よくコイル１７、１８を配置することができる。よって、第１の基板７および第２の基板１５における基板上のスペースを有効に利用することができる。

図５は、図４で示した撮像装置のＡ−Ａ断面図である。図５において、符号２は基板、３は撮像素子、４はローパスフィルタ、５は第１のレンズ、６は第２のレンズ、７は第１の基板、７ｂはレンズ鏡筒、８は第１のステータ、９は第２のステータ、１５は第２の基板、１７、１８はコイルをそれぞれ示している。各コイル１７、１８は、第１の基板７および第２の基板１５の対角位置に配置されている。

第１のステータ８および第２のステータ９は、同一形状のステータを用いて構成されている。このため、第１のステータ８のコイル巻回部８ｂが上側にきているのに対して、第２のステータ９は、第１のステータ８と同一形状のステータを裏返して組みつけているため、コイル巻回部９ｂが下側に配置されている。このように、本実施例では、第１のステータ８および第２のステータ９は、同一形状のステータが用いられているので、製造部品点数を少なくすることができる。第１の基板７は、第１のレンズ５および第２のレンズ６を支持するレンズ鏡筒７ｂを含んでいるので、小型なシャッタ装置を提供することができる。

図６は、図２に示した第２の基板を取り外した状態の断面図である。図６において、符号７は第１の基板、７ａは開口、７ｃ〜７ｉは凸部、７ｊ１〜７ｊ３は突起部、７ｌ凸部、位置決め用の突起部７ｍ〜７ｐ、８は第１のステータ、８ａは第１のステータ８の腕部、８ｂはコイル巻回部、８ｅ、８ｆは凹部、９は第２のステータ、９ａは第２のステータ９に設けられた腕部、９ｂはコイル巻回部、９ｅ、９ｆは凹部、１０はガイド軸、１２はロータ、１７、１８はコイルをそれぞれ示している。

第１の基板７は、多角形に形成されており、各コイル１７、１８は、第１の基板７の対角位置に配置されているので、効率よくコイルを配置することができるため、基板上のスペースを有効に利用することができる。第１のステータ８および第２のステータ９は、コイル１７、１８を巻回する巻回部を備えるため、例えば、ボビンを用いる場合に比べて、効率よくコイルを配置することができるので、第１の基板７上のスペースを有効に利用することができる。

次に、第１実施例に係る撮像装置１の動作について説明する。図７は、第１実施例に係る撮像装置１のタイミングチャートであり、同図（Ａ）はＣＣＤ３のオンオフ状態を示す図、同図（Ｂ）はセクタ１４の開閉状態を示す図、同図（Ｃ）は駆動回路のオンオフ状態を示す図である。図７（Ａ）に示すように、ＣＣＤ３は、Ｔ１からＴ５の期間オン状態となっている。

この状態で、Ｔ２からＴ６の期間、図示省略する駆動回路が第１のコイル１７および第２のコイル１８に通電すると、第１のコイル１７および第２のコイル１８が所定の磁束を発生させる。発生された磁束は、第１のステータ８および第２のステータ９の腕部８ａ、９ｂを通って、ロータ１２に導かれ、ロータ１２に磁気的回転力を発生させて、Ｔ３からＴ７の期間、セクタ１４が開駆動される。
これにより、ＣＣＤ３は、Ｔ４からＴ５の期間、データ読み込みを行うことができる。

次に第２実施例について説明する。図８は、第２実施例に係る撮像装置の分解斜視図である。図８に示すように、撮像装置２００は、配線基板２、撮像素子３、ローパスフィルタ４、第１のレンズ５、第２のレンズ６、第１の基板２０７、第１のステータ８、第２のステータ９、ガイド軸１０、ロータ１２、駆動レバー１３、セクタ１４、第２の基板２１５、ロータ軸１６を有する。なお、第１実施例で既に説明した箇所については同一符号を付するものとしてその説明を省略する。また、第２実施例に係る撮像装置２０は、第１実施例とは異なり、第１のレンズ５、第２のレンズ６を第２の基板２１５に装着するようにしたものであり、第１の基板２０７および第２の基板２１５の構造が異なる。

第１の基板２０７は、多角形に形成されており（本実施例では略四角形である。）、各構成部材がその機能を果たせるよう支持する土台となる。第１の基板７は、中央に設けられ、撮影光束が通過する開口２０７ａ、第２の基板２１５と係合する係合部２０７ｂ〜２０７ｄ、係合部２０７ａ〜２０７ｄに形成され、第２の基板２１５の係合突起が係合される係合溝２０７ｅ、駆動レバー１３の一部が嵌入される孔部２０７ｆ、第２の基板２１５の凸部が嵌合される孔部２０７ｇを有する。

第２の基板２１５は、多角形に形成されており、第１の基板２０７と係合する係合部２１５ａ〜２１５ｃ、撮影光束が通過する開口２１５ｄ、第２の基板２０７の係合溝２０７ｅと係合する係合突起２１５ｅを有する。ロータ１２は、駆動レバー１３、セクタ１４、ロータ軸１６を介して、第１の基板２０７および第２の基板２１５間に保持される。第１のステータ８および第２のステータ９は、ガイド軸１０を介して、第１の基板２０７および第２の基板２１５間に保持されている。第１のステータ８にはロータ軸線方向に曲げられたコイル巻回部８ｂが、第２のステータ９にはロータ軸線方向に曲げられたコイル巻回部９ｂが設けられている。

以上の構成により、図示省略する駆動回路が第１のコイル１７および第２のコイル１８に通電すると、第１のコイル１７および第２のコイル１８が所定の磁束を発生させる。発生された磁束は、第１のステータ８および第２のステータ９の腕部８ａ、９ｂを通って、ロータ１２に導かれ、ロータ１２に磁気的回転力を発生させて、セクタ１４が開駆動される。これにより、ＣＣＤ３は、データ読み込みを行うことができる。

図９は、第２実施例に係る撮像装置の断面図である。図９において、符号２は基板、３は撮像素子、４はローパスフィルタ、５は第１のレンズ、６は第２のレンズ、２０７は第１の基板、８は第１のステータ、９は第２のステータ、２１５は第２の基板、２１５ｄは開口、２１５ｅはレンズ鏡筒、１７、１８はコイルをそれぞれ示している。各コイル１７、１８は、第１の基板２０７および第２の基板２１５の対角位置に配置されている。

第１のステータ８および第２のステータ９は、同一形状のステータを用いて構成されている。このため、第１のステータ８のコイル巻回部８ｂが上側にきているのに対して、第２のステータ９は、第１のステータ８と同一形状のステータを裏返して組みつけているため、コイル巻回部９ｂが下側に配置されている。このように、本実施例では、第１のステータ８および第２のステータ９は、同一形状のステータが用いられているので、製造部品点数を少なくすることができる。第１の基板７は、第１のレンズ５および第２のレンズ６を支持するレンズ鏡筒２１５ｅを含んでいるので、小型な撮像装置を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記各実施例では、揺動モータを例にとって説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えばステップモータを用いるようにしてもよい。また、コイルの配置も対角位置に限らず、隣接する角部に配置してもよい。また、レンズ鏡筒とモータ基板とが一体としたが、モータ基板とレンズ鏡筒とが別の部材になっていてもよい。また、シャッタ装置で説明したがそれに限らず絞り装置でもよい。また、フィルタはローパスフィルタではなくＩＲカットフィルタを使用してもよい。また、ステータは第１のステータ及び第２のステータの２部材で構成したが、単一の部材あるいは３以上の部材で構成するようにしてもよい。また、コイルは一対設けられる場合に限らず、複数設けられる構成であればよく、３つ以上設けるようにしてもよい。

第１実施例に係る撮像装置の分解斜視図である。 第１実施例に係るシャッタ装置の分解斜視図である。 第２の基板を外した状態のシャッタ装置の分解斜視図である。 第１実施例に係る撮像装置の正面図である。 図４で示した撮像装置のＡ−Ａ断面図である。 図２に示した第２の基板を取り外した状態の断面図である。 第１実施例に係る撮像装置のタイミングチャートである。 第２実施例に係る撮像装置の分解斜視図である。 第２実施例に係る撮像装置の断面図である。

符号の説明

１ 撮像装置
２ 配線基板
３ 撮像素子
４ ローパスフィルタ
５ 第１のレンズ
６ 第２のレンズ
７、２０７ 第１の基板
８ 第１のステータ
９ 第２のステータ
１０ ガイド軸
１１ ワッシャー
１２ ロータ
１３ 駆動レバー
１４ セクタ
１５、２１５ 第２の基板
１６ ロータ軸

Claims (5)

1. 開口が設けられた基板と、前記開口の開口径を可変とするセクタと、前記基板に配置され、前記セクタを開閉させるロータと、前記ロータの周囲に配設され、前記ロータに対して回転力を与えるステータと、所定の駆動電流により前記ステータを励磁させる複数のコイルを備えたセクタ駆動装置において、
   前記基板は、多角形に形成され、
   前記各コイルは、前記基板の角部に配置されていることを特徴とするセクタ駆動装置。
2. 前記ステータは、前記コイルを巻回する巻回部を備えることを特徴とする請求項１記載のセクタ駆動装置。
3. 前記ステータは、第１のステータおよび第２のステータを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセクタ駆動装置。
4. 前記第１のステータおよび前記第２のステータは、同一形状であることを特徴とする請求項３記載のセクタ駆動装置。
5. 前記基板は、レンズを支持するレンズ鏡筒を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のセクタ駆動装置。

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