JP2008197528A - 駆動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】被駆動物の移動距離の測定機能を備えていても小型化を図ることができる駆動ユニットを提供する。
【解決手段】駆動ユニット１は、ロータリーエンコーダ５を備えている。このロータリーエンコーダ５は、ロータリースケール５１と、磁気センサ５２とから構成されている。ロータリースケール５１は、リードスクリュー２１の一端側に固定されており、磁気センサ５２は、保持部材４１に、ロータリースケール５１と対向して設けられている。そして、ロータリースケール５１はレンズ群保持枠のスライド移動と同時に回転する。このとき、磁気センサ５２は、ロータリースケール５１からの磁気の変化を検出して信号に変換し、この信号を制御部に出力する。制御部は、磁気センサ５２から出力された信号からレンズ群保持枠の移動距離を求め、これをレンズ群の移動距離としている。
【選択図】図２

Description

本件発明は、例えば、撮像装置用のレンズ群をスライド移動させるために用いられる駆動ユニットに関する。

従来より、デジタルカメラ等の撮像装置においては、レンズ群が光軸方向に移動する方式が多く採用されている。レンズ群は、一般的にレンズ群保持枠で保持されている。そして、レンズ群保持枠が、筺体に設けられたガイド部材により、光軸に沿ってスライド移動するように配置されている。

また、撮像装置には、レンズ群保持枠を駆動するために駆動ユニットが設けられている（例えば、特許文献１参照）。この駆動ユニットとしては、例えば、リードスクリューと、駆動ナットと、保持手段と、伝達部材とを備えたものが知られている。駆動ナットは、リードスクリューに螺合されたナットと、該ナットの外周部に設けられた四枚のピエゾ素子とを備えている。保持手段は、駆動ナットが取り付けられたリードスクリューを収容して、当該リードスクリューを回転可能に支持するように構成されている。また、伝達部材はピエゾ素子に突設されており、レンズ群保持枠に接続される。

そして、この駆動ユニットを用いてレンズ群保持枠を駆動させるには、まずピエゾ素子に駆動電源及び制御信号が供給される。これにより、ピエゾ素子が振動してリードスクリューが正逆方向に回転する。このリードスクリューの回転により、ナットがリードスクリュー上を移動する。これに伴って伝達部材が移動することにより、レンズ群保持枠がスライド移動する。

一方、撮像装置においては、オートフォーカス機能によってピント調整を行う際に、レンズ群の位置を精度良く検出することが要求されている。このため、撮像装置には、レンズ群の移動距離を測定するための測定装置が設けられている（例えば、特許文献２参照）。

この測定装置は、エンコード板（エンコーダースケール）と、光電センサ（検出手段）と、レンズ位置制御部とを備えている。この測定装置によるレンズ群の移動距離の測定方法を以下に説明する。レンズ群保持枠が移動すると、光電センサは、投光部からエンコーダースケールに赤外線光を照射する。エンコーダスケールに照射された赤外線光は反射して、光電センサの受光部で受ける。光電センサは、反射された赤外線光の変化に基づき、レンズ位置制御部に信号を出力する。レンズ位置制御部は、光電センサから出力された信号からレンズ群保持枠の移動距離を求め、このレンズ群保持枠の移動距離をレンズ群の移動距離としている。

したがって、特許文献２に記載された測定装置を、前述した駆動ユニットに設ける場合には、エンコーダースケールを駆動ナットや伝達部材に設けて、検出手段を保持手段に設けることが考えられる。

米国特許６９４０２０９号公報 特開２００６−１１９５７０号公報

しかしながら、伝達部材にエンコーダースケールが設けられた駆動ユニットでは、エンコーダースケールを保持手段内に収容するために保持手段を大幅に大きくしなければならない。したがって、駆動ユニット全体が大型化してしまう問題があった。

本件発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、被駆動物の移動距離の測定機能を備えていても小型化を図ることができる駆動ユニットを提供することを目的とする。

そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、前記課題を解決するために以下のような駆動ユニットを採用した。

本件発明の駆動ユニットは、被駆動物をスライド移動させるために用いられる駆動ユニットであって、前記駆動ユニットは、リードスクリューと、該リードスクリューの中間部分に螺合した駆動ナットと、該駆動ナットに突設されて前記被駆動物に接続される伝達部材と、前記リードスクリューの一端側に挿入されて直接又は間接に固定されたロータリースケールと、該ロータリースケール及び前記駆動ナットが取り付けられた前記リードスクリューを収容して当該リードスクリューを回転可能に支持する保持手段と、該保持手段に設けられた検出手段とを備え、前記駆動ナットは、外部から駆動電源及び制御信号が供給されて前記リードスクリューを正逆方向に回転させることにより当該リードスクリュー上を移動し、前記伝達部材は、前記駆動ナットの移動を利用して前記被駆動物をスライド移動させ、前記ロータリースケールは、前記リードスクリューの回転に伴って回転し、前記検出手段は、回転している前記ロータリースケールを用いて、前記被駆動物の移動距離測定用の信号を外部に出力するように構成されたことを特徴としている。

かかる構成において、本件発明の駆動ユニットは、リードスクリューの一端側にロータリースケールを設けたことにより、駆動ナットや伝達部材にエンコーダースケールが設けられた駆動ユニットに比べて、保持手段の大きさを小さくすることが可能になる。

また、本件発明の駆動ユニットは、前記駆動ナットは、前記リードスクリューの中間部分に螺合したナットと、該ナットの外周部に設けられたピエゾ素子とを備え、該ピエゾ素子には前記伝達部材が結合され、前記ピエゾ素子に駆動電源及び制御信号が供給されて前記リードスクリューを正逆方向に回転させることにより前記ナットが前記リードスクリュー上を移動し、前記伝達部材は、前記ナットの移動を利用して前記被駆動物をスライド移動するように構成されたことを特徴としている。

かかる構成においても、本件発明の駆動ユニットは、リードスクリューの一端側にロータリースケールを設けたので、伝達部材にエンコーダースケールが設けられた駆動ユニットに比べて、保持手段の大きさを小さくすることが可能になる。

また、本件発明の駆動ユニットは、前記リードスクリューの両端面には凹部が設けられ、前記保持手段は、当該リードスクリューの両端側を回転自在に支持するための一対の軸受け手段を有し、当該一対の軸受け手段のそれぞれは、前記リードスクリューの凹部と対向する凹部を有したホルダーと、該ホルダーの凹部と前記リードスクリューの凹部とに挟持されたベアリングボールとを備えたことを特徴としている。

かかる構成において、本件発明の駆動ユニットは、部品点数を抑えてリードスクリューをスムーズに回転させることが可能になる。

また、本件発明の駆動ユニットは、前記保持手段は、前記リードスクリューの両端側を回転自在に支持するための一対の軸受け手段を有し、当該一対の軸受け手段のそれぞれは、前記リードスクリューに近い方から当該リードスクリューの軸方向に並んで配置されたリードスクリュー用ホルダーと、ベアリングボールと、ベアリングボール用ホルダーとを備え、前記リードスクリュー用ホルダーは、前記リードスクリューの端部を保持する第１凹部と、該第１凹部の反対側に設けられた第２凹部とを有するとともに、前記駆動ナットの駆動時に前記リードスクリューの回転に伴って回転し、前記ベアリングボール用ホルダーは、前記リードスクリュー用ホルダーの第２凹部と対向する第３凹部を有し、前記ベアリングボールは、前記リードスクリュー用ホルダーの第２凹部と前記ベアリングボール用ホルダーの第３凹部とに挟持されたことを特徴としている。

かかる構成において、本件発明の駆動ユニットは、リードスクリューの太さに関係なく、ベアリングボールを挟持する凹部の大きさを自由に設定することが可能になる。このため、本件発明の駆動ユニットは、ベアリングボールをリードスクリューとホルダーとで挟持する駆動ユニットよりの場合よりも、大きいベアリングボールを使用できる。

さらに、本件発明の駆動ユニットは、前記一対の軸受け手段の一方のリードスクリュー用ホルダーは、前記第１凹部側の外周部が、前記リードスクリューの軸を中心にした環状に形成され、前記ロータリースケールは、当該外周部に外嵌して構成されたことを特徴としている。

かかる構成において、駆動ユニットの組立時には、リードスクリューに、ロータリースケール及びリードスクリュー用ホルダーを一度に取り付けることが可能になる。また、駆動ユニットの分解時には、リードスクリューからロータリースケール及びリードスクリュー用ホルダーを一度に外すことが可能になる。

本件発明の駆動ユニットでは、リードスクリューの一端側にロータリースケールを設けた。これにより、本件発明の駆動ユニットは、駆動ナットや伝達部材にエンコーダースケールが設けられた駆動ユニットに比べて、保持手段の大きさを小さくすることが可能になる。よって、本件発明の駆動ユニットは、被駆動物の移動距離の測定機能を備えていても小型化を図ることができる。

また、本件発明の駆動ユニットでは、駆動ナットをナットとピエゾ素子とから構成した。この場合でも、本件発明の駆動ユニットは、駆動ナットや伝達部材にエンコーダースケールが設けられた駆動ユニットに比べて、保持手段の大きさを小さくすることが可能になる。よって、本件発明の駆動ユニットは、被駆動物の移動距離の測定機能を備えていても小型化を図ることができる。

また、本件発明の駆動ユニットでは、一対の軸受け手段のそれぞれを、一つのホルダーとベアリングボールとから構成した。これにより、本件発明の駆動ユニットは、部品点数を抑えてリードスクリューをスムーズに回転させることが可能になる。よって、本件発明の駆動ユニットでは、コストを抑えつつ被駆動物をスムーズに移動させることができる。

また、本件発明の駆動ユニットは、一対の軸受け手段のそれぞれを、二つのホルダーとベアリングボールとから構成した。これにより、本件発明の駆動ユニットは、リードスクリューの太さに関係なく、ベアリングボールを挟持する凹部の大きさを自由に設定することが可能になる。このため、本件発明の駆動ユニットは、ベアリングボールをリードスクリューとホルダーとで挟持する駆動ユニットの場合よりも、大きいベアリングボールを使用することが可能になるので、リードスクリューをより安定した状態で回転自在に支持できる。よって、本件発明の駆動ユニットは、被駆動物をよりスムーズに移動させることができる。

さらに、本件発明の駆動ユニットは、ロータリースケールをリードスクリュー用ホルダーに外嵌させた。これにより、駆動ユニットの組立時には、リードスクリューに、ロータリースケール及びリードスクリュー用ホルダーを一度に取り付けることが可能になる。また、駆動ユニットの分解時には、リードスクリューからロータリースケール及びリードスクリュー用ホルダーを一度に外すことが可能になる。よって、本件発明の駆動ユニットは、組立作業及び分解作業の作業効率を高めることができる。

以下、本件発明の実施の形態を図にしたがって説明する。

第１の実施の形態：
図１は、本件発明の第１の実施の形態を示す携帯電話１０１の外観図である。この携帯電話１０１は、カメラ機能を備えた携帯電話であり、カメラモジュール１０２を備えている。このカメラモジュール１０２は、箱形に形成されたケース１１０と、このケース１１０内に配設されたレンズユニットと、撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。そして、このカメラモジュール１０２は、ユーザーの操作に応じて、被写体の反射光を撮像素子により結像させて電気信号に変換し、この電気信号をＡ／Ｄコンバーターなどに出力するように構成されている。

また、レンズユニットは、図示しないが、二つのレンズ群保持枠と、レンズ駆動装置とを備えている。二つのレンズ群保持枠は光軸に沿って直列に配置されており、各レンズ群保持枠は、内側にレンズ群が保持されるように構成されている。また、レンズ駆動装置は、各レンズ群保持枠を独立的に駆動するものである。このレンズ駆動装置は、図示しないが、二本のガイドポールと、二つの駆動ユニットとを備えている。各ガイドポールは、レンズ群保持枠を光軸方向に移動可能に支持するように配置されている。

また、各駆動ユニットは、レンズ群保持枠を駆動するものである。図２は、駆動ユニット１の側面図である。この駆動ユニット１は、ピエゾモーター２と、伝達部材３と、保持手段４と、ロータリーエンコーダ５とを備えている。

ピエゾモーター２は、リードスクリュー２１と、駆動ナット２２とを備えている。リードスクリュー２１は、光軸方向Ｘに配置されている。そして、図３に示すように、リードスクリュー２１の両端面には凹部２１ａが設けられている。この凹部２１ａは、リードスクリュー２１の中間部へ向いた楔形に形成されている。

また、駆動ナット２２は、図４に示すように、ナット２３と、四枚のピエゾ素子２４とを備えている。ナット２３は、図３に示すように、リードスクリュー２１の中間部分に螺合されている。これを具体的に説明すると、ナット２３は光軸方向Ｘに長く形成されている。ナット２３の左側半分２３１は、リードスクリュー２１を遊びのある状態で通している。また、ナット２３の右側半分は、左側半分２３１に接続した左側部分２３２が、リードスクリュー２１に螺合している。また、右側半分の残りの部分２３３は、リードスクリュー２１に当接している。

また、図４に示すように、四枚のピエゾ素子２４は、ナット２３の外周部に設けられている。そして、四枚のピエゾ素子２４には、図２に示すように、フレキシブルプリント配線板６の一方側の端子部６１が接続されている。このフレキシブルプリント配線板６は、各ピエゾ素子２４に駆動電源及び制御信号を供給するものであり、他端側が電源及び制御部（図示せず）に接続されている。

一方、伝達部材３は、ピエゾモーター２から出力される駆動力を利用して、レンズ群保持枠を移動させる部材である。この伝達部材３は、図２や図３に示すように、駆動ナット２２の中間部に突設されている。そして、図４に示すように、伝達部材３は、収容部３１と、接続部３２とから構成されている。

収容部３１は、後方側（図２の右側）から視て逆コ字状に形成されている。この収容部３１内には、ピエゾモーター２が収容されて固定されている。具体的には、収容部３１の上側内壁面３１ａ、下側内壁面３１ｂ、左側内壁面３１ｃに、三枚のピエゾ素子２４のそれぞれが接着剤で固定されている。なお、本実施の形態のように三枚のピエゾ素子２４の全てが、対向する内壁面に固定されていなくても良く、少なくとも一枚のピエゾ素子２４が、対向する内壁面に固定されていれば良い。

また、接続部３２は、収容部３１の上面に結合している。この接続部３２は突出して形成されており、先端側がレンズ群保持枠に結合されている。なお、接続部３２は、収容部３１の下面から突出して形成されたり、側面から突出して形成されても良い。

一方、保持手段４は、図２に示すように、保持部材４１と、一対の軸受け手段４２，４２と、二枚の板バネ４３とを備えている。

保持部材４１は、ピエゾモーター２及びロータリーエンコーダ５を収容するものである。この保持部材４１は、側面から視て凹字状に形成されている。そして、保持部材４１の前部４１１及び後部４１２のそれぞれの中央部分には、ホルダー取付用穴４１ａが設けられている。また、保持部材４１の底部４１３には、フレキシブルプリント配線板６を通す挿通穴４１ｂが設けられている。

また、一対の軸受け手段４２，４２は、リードスクリュー２１の両端側を回転自在に支持するものである。各軸受け手段４２は、図２や図３に示すように、ホルダー４４と、ベアリングボール４５とを備えている。

ホルダー４４は、ホルダー本体４４１と、取付部４４２とから構成されている。取付部４４２は、保持部材４１のホルダー取付用穴４１ａに嵌通して取り付けられており、四角形状に形成されている。また、取付部４４２は円形でもかまわない。

また、ホルダー本体４４１は保持部材４１内に配置されており、取付部４４２の内端面４４２ａ（図２参照）に結合している。このホルダー本体４４１は、取付部４４２よりも上下左右の幅が大きく、四角形状に形成されている。そして、図３に示すように、ホルダー本体４４１の内端面４４１ａには、挿入穴４４３が設けられている。この挿入穴４４３は光軸方向Ｘと平行に形成されている。そして、この挿入穴４４３には、リードスクリュー２１の端部２１１が挿入されて配置されている。また、ホルダー本体４４１は円形でもかまわない。

また、挿入穴４４３の底面４４３ａは、本発明に係る凹部を構成している。この凹部４４３ａは、リードスクリュー２１の凹部２１ａと対向するように形成されている。この凹部４４３ａの形状は、リードスクリュー２１の凹部２１ａの反対側へ向いた楔形に形成されている。

また、ベアリングボール４５は、ホルダー本体４４１の挿入穴４４３の中で、ホルダー本体４４１の凹部４４３ａとリードスクリュー２１の凹部２１ａとに挟持されて配置されている。

また、図２に示すように、二枚の板バネ４３は、取付部４４２の左右側において、保持部材４１の前部４１１とホルダー本体４４１との間に形成されている二つの隙間Ｓにそれぞれ配置されている。この板バネ４３は、緩やかなＳ字状に形成されている。そして、板バネ４３の上側の湾曲部４３ａはホルダー本体４４１に当接されており、下側の湾曲部４３ｂは保持部材４１の前部４１１に当接されている。そして、この状態で、板バネ４３の上端部４３ｃは保持部材４１の前部４１１に固定され、下端部４３ｄはホルダー本体４４１に固定されている。

次に、駆動ユニット１によるレンズ群保持枠の駆動方法を説明する。まず、電源及び制御部から、フレキシブルプリント配線板６を介して、各ピエゾ素子２４に駆動電源及び制御信号が供給される。これにより、各ピエゾ素子２４が振動して、リードスクリュー２１が正逆方向に回転する。このリードスクリュー２１の回転によって、ナット２３はリードスクリュー２１上を移動する。これに伴って伝達部材３が光軸方向Ｘに移動するとともに、レンズ群保持枠がガイドポールに沿って光軸方向Ｘにスライド移動する。

一方、ロータリーエンコーダ５は、レンズ群保持枠（レンズ群）の移動距離を測定するために使用される。このロータリーエンコーダ５は、磁気式のロータリーエンコーダである。そして、このロータリーエンコーダ５は、図２や図３に示すように、ロータリースケール５１と、磁気センサ（検出手段）５２とから構成されている。

ロータリースケール５１は、環状に形成されている。そして、ロータリースケール５１は、リードスクリュー２１の一端側においてホルダー４４よりも内側に設けられている。これを具体的に説明すると、ロータリースケール５１は、中心穴５１ａ（図２参照）にリードスクリュー２１の一端側を挿通させており、この状態でリードスクリュー２１に直接固定されている。また、ロータリースケール５１の外周部５１１には、周方向に所定の磁気パターンが形成されている。

また、磁気センサ５２は、回転しているロータリースケール５１を用いて、レンズ群保持枠の移動距離測定用の信号を外部に出力するものである。具体的には、回転しているロータリースケール５１からの磁気の変化を検出し、これを信号に変換して外部に出力する。この磁気センサ５２は、保持部材４１の底部４１３に、ロータリースケール５１と対向して設けられている。そして、磁気センサ５２は、制御部（図示せず）に接続されている。この制御部は、磁気センサ５２から出力された信号に基づき、レンズ群保持枠の移動距離を求めるように構成されている。

次に、ロータリーエンコーダ５を用いたレンズ群保持枠の測定方法を説明する。まず、レンズ群保持枠のスライド移動と同時にロータリースケール５１が回転する。これに伴い、ロータリースケール５１の磁気パターンは磁気センサ５２の前を横切る。このとき、磁気センサ５２は、ロータリースケール５１からの磁気の変化を信号に変換し、この信号を制御部に出力する。制御部は、磁気センサ５２から出力された信号からロータリースケール５１の回転量を求め、さらにこの回転量からレンズ群保持枠の移動距離を求めて、これによりレンズ群の移動距離を得る。

かかる構成において、本実施の形態の駆動ユニット１では、リードスクリュー２１の一端側にロータリースケール５１を設けた。このため、本実施の形態の駆動ユニット１は、駆動ナット２２や伝達部材３にエンコーダースケールが設けられた駆動ユニットに比べて、保持部材４１の収容スペースを縮小することが可能になる。すなわち、本実施の形態の駆動ユニット１は、保持手段４の大きさを小さくすることが可能になる。よって、本実施の形態の駆動ユニット１は、レンズ群保持枠の移動距離の測定機能を備えていても小型化を図ることができる。また、その結果、カメラモジュール１０２（図１参照）は、小型化を図ることができる。さらに、携帯電話１０１（図１参照）は、このカメラモジュール１０２を備えたことによって、小型化を図ることができる。

なお、本実施の形態の駆動ユニット１では、駆動ナット２２をナット２３と四枚のピエゾ素子２４とから構成したが、駆動ナットの構成は、本実施の形態の駆動ナット２２の構成に限定されなくても良い。

また、本実施の形態の駆動ユニット１では、一対の軸受け手段４２，４２のそれぞれを、ホルダー４４とベアリングボール４５とから構成した。このため、本実施の形態の駆動ユニット１は、部品点数を抑えてリードスクリュー２１をスムーズに回転させることが可能になる。よって、本実施の形態の駆動ユニット１は、コストを抑えつつレンズ群保持枠をスムーズに移動させることができる。

さらに、本実施の形態の駆動ユニット１では、前側のホルダー４４と保持部材４１の前部４１１との間に二枚の板バネ４３を配置した。これにより、前側のホルダー４４は、この板バネ４３のバネ力によって後方へ付勢されて、前側のベアリングボール４５をリードスクリュー２１の凹部２１ａに常時押し付けている。また、これに伴い、リードスクリュー２１は、後側のベアリングボール４５を後側のホルダー４４の凹部４４３ａに常時押し付けている。

したがって、本実施の形態の駆動ユニット１は、板バネ４３を備えていない駆動ユニットに比べて、双方のベアリングボール４５、４５の挟持力が高まるので、リードスクリュー２１をさらにスムーズに回転させることができる。よって、本実施の形態の駆動ユニット１は、レンズ群保持枠をさらにスムーズに移動させることができる。

第２の実施の形態：
図５は、本件発明の第２の実施の形態を示す駆動ユニット１１の側面図である。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態の駆動ユニット１と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。本実施の形態の駆動ユニット１１は、第１の実施の形態の駆動ユニット１と同様に、レンズ群保持枠を駆動するものである。この駆動ユニット１１は、ピエゾモーター１２と、伝達部材３と、保持手段１４と、ロータリーエンコーダ１５とを備えている。

ピエゾモーター１２は、リードスクリュー１２１と、駆動ナット２２とを備えている。リードスクリュー１２１は光軸方向Ｘに配置されている。そして、図６に示すように、このリードスクリュー１２１は、第１の実施の形態のリードスクリュー２１のように両端面に凹部を有しておらず、一般的な構成を有している。

一方、保持手段１４は、保持部材４１と、一対の軸受け手段１４２，１４２と、二枚の板バネ４３とを備えている。

一対の軸受け手段１４２，１４２は、リードスクリュー１２１の両端側を回転自在に支持するものである。各軸受け手段１４２は、図５や図６に示すように、リードスクリュー用ホルダー１４４と、ベアリングボール１４５と、ベアリングボール用ホルダー１４６とを備えている。

これら三つの部材は、リードスクリュー１２１の軸方向（光軸方向）Ｘに並んで配置されている。具体的には、リードスクリュー１２１に近い方から、リードスクリュー用ホルダー１４４、ベアリングボール１４５、ベアリングボール用ホルダー１４６の順に配置されている。

リードスクリュー用ホルダー１４４は、光軸方向Ｘに向いたボルト型に形成されている。具体的に説明すると、このリードスクリュー用ホルダー１４４は、リードスクリュー２１側に形成された軸部１４４１と、保持部材４１側に形成された頭部１４４２とから構成されている。頭部１４４２は、軸部１４４１よりも幅広く形成されている。また、軸部１４４１の外周部１４４１ａは、リードスクリュー１２１の軸１２１ｓを中心にした環状に形成されている。

そして、図６に示すように、軸部１４４１においてリードスクリュー１２１側に向いた面１４４１ｂには、第１凹部１４７が設けられている。この第１凹部１４７には、リードスクリュー１２１の端部１２１ａが保持されている。

また、頭部１４４２において保持部材４１側に向いた面１４４２ａには、第２凹部１４８が設けられている。この第２凹部１４８の底面１４８ａは、リードスクリュー１２１側へ向いた楔形に形成されている。

一方、ベアリングボール用ホルダー１４６は、ホルダー本体１４６１と、取付部１４６２とから構成されている。取付部１４６２は、保持部材４１のホルダー取付用穴４１ａに嵌通して取り付けられており、四角形状に形成されている。また、取付部１４６２は円形でもかまわない。

また、ホルダー本体１４６１は保持部材４１内に配置されて、取付部１４６２の内端面１４６２ａ（図５参照）に結合している。このホルダー本体１４６１は、取付部１４６２よりも上下左右の幅が大きく、四角形状に形成されている。また、ホルダー本体１４６１は円形でもかまわない。

そして、図６に示すように、ホルダー本体１４６１の内端面１４６１ａには、第３凹部１４９が設けられている。この第３凹部１４９は、第２凹部１４８と対向している。そして、第３凹部１４９の底面１４９ａは、保持部材４１側へ向いた楔形に形成されている。

また、ベアリングボール１４５は、リードスクリュー用ホルダー１４４の第２凹部１４８と、ベアリングボール用ホルダー１４６の第３凹部１４９とに挟持されて配置されている。

また、二枚の板バネ４３は、図５に示すように、取付部１４６２の左右側において、保持部材４１の前部４１１とホルダー本体１４６１との間に形成されている二つの隙間Ｓにそれぞれ配置されている。そして、板バネ４３の上側の湾曲部４３ａはホルダー本体１４６１に当接されており、下側の湾曲部４３ｂは保持部材４１の前部４１１に当接されている。そして、この状態で、板バネ４３の上端部４３ｃは保持部材４１の前部４１１に固定され、下端部４３ｄはホルダー本体１４６１に固定されている。

次に、駆動ユニット１１によるレンズ群保持枠の駆動方法を説明する。まず、電源及び制御部から、フレキシブルプリント配線板６を介して、各ピエゾ素子２４に駆動電源及び制御信号が供給される。これにより、各ピエゾ素子２４が振動して、リードスクリュー２１が正逆方向に回転する。このリードスクリュー２１の回転に伴いリードスクリュー用ホルダー１４４が回転し、ナット２３はリードスクリュー２１上を移動する。これに伴って伝達部材３が光軸方向Ｘに移動するとともに、レンズ群保持枠がガイドポールに沿って光軸方向Ｘにスライド移動する。

一方、ロータリーエンコーダ１５は、レンズ群保持枠（レンズ群）の移動距離を測定するために使用される。このロータリーエンコーダ１５は、磁気式のロータリーエンコーダである。そして、このロータリーエンコーダ１５は、ロータリースケール１５１と、磁気センサ５２とから構成されている。

ロータリースケール１５１は、環状に形成されている。そして、ロータリースケール１５１は、リードスクリュー２１の一端側に設けられている。これを具体的に説明すると、ロータリースケール１５１は、中心穴１５１ａ（図５参照）を、リードスクリュー用ホルダー１４４の軸部１４４１の外周部１４４１ａに外嵌させて固定されている。また、このロータリースケール１５１の外周部１５１１には、周方向に所定の磁気パターンが形成されている。

次に、ロータリーエンコーダ１５を用いたレンズ群保持枠の測定方法を説明する。まず、レンズ群保持枠のスライド移動と同時にロータリースケール１５１が回転する。これに伴い、ロータリースケール１５１の磁気パターンは磁気センサ５２の前を横切る。このとき、磁気センサ５２は、ロータリースケール１５１からの磁気の変化を信号に変換し、この信号を制御部に出力する。制御部は、磁気センサ５２から出力された信号からロータリースケール１５１の回転量を求め、さらにこの回転量からレンズ群保持枠の移動距離を求めて、これによりレンズ群の移動距離を得る。

かかる構成において、本実施の形態の駆動ユニット１１では、リードスクリュー１２１の一端側にロータリースケール１５１を設けた。したがって、本実施の形態の駆動ユニット１１は、駆動ナット２２や伝達部材３にエンコーダースケールが設けられた駆動ユニットに比べて、保持部材４１の収容スペースを縮小することが可能になる。したがって、本実施の形態の駆動ユニット１１は、保持手段１４の大きさを小さくすることが可能になる。よって、本実施の形態の駆動ユニット１１は、レンズ群保持枠の移動距離の測定機能を備えていても小型化を図ることができる。また、その結果、この駆動ユニット１１を備えたカメラモジュール及び携帯電話は小型化を図ることができる。

また、本実施の形態の駆動ユニット１１では、一対の軸受け手段１４２、１４２のそれぞれを、二つのホルダー１４４、１４６とベアリングボール１４５とから構成した。これにより、本実施の形態の駆動ユニット１１は、リードスクリュー１２１の太さに関係なく、ベアリングボール１４５を挟持する凹部１４８、１４９の大きさを自由に設定することが可能になる。

このため、本実施の形態の駆動ユニット１１は、第１の実施の形態で説明したような、ベアリングボール４５をリードスクリュー２１とホルダー４４とで挟持する駆動ユニット１よりも大きいベアリングボール１４５を使用できる。したがって、本実施の形態の駆動ユニット１１は、リードスクリュー１２１をより安定した状態で回転自在に支持できる。よって、本実施の形態の駆動ユニット１１は、レンズ群保持枠をよりスムーズに移動させることができる。

さらに、本実施の形態の駆動ユニット１１では、前側のベアリングボール用ホルダー１４６と保持部材４１の前部４１１との間に二枚の板バネ４３を配置した。これにより、前側のベアリングボール用ホルダー１４６は、この板バネ４３のバネ力によって後方へ付勢されて、前側のベアリングボール１４５をリードスクリュー用ホルダー１４４に常時押し付けている。これに伴い、リードスクリュー１２１が、後側のベアリングボール用ホルダー１４６を介して、後側のベアリングボール１４５を後側のベアリングボール用ホルダー１４６に常時押し付けている。

したがって、本実施の形態の駆動ユニット１１は、板バネ４３を備えていない駆動ユニットに比べて、双方のベアリングボール１４５の挟持力が高まるので、リードスクリュー１２１をさらにスムーズに回転させることができる。よって、本実施の形態の駆動ユニット１は、レンズ群保持枠をさらにスムーズに移動させることができる。

さらに、本実施の形態の駆動ユニット１１は、ロータリースケール１５１をリードスクリュー用ホルダー１４４に外嵌させた。これにより、駆動ユニット１１の組立時には、リードスクリュー１２１の一端側に、ロータリースケール１５１及びリードスクリュー用ホルダー１４４を一度に取り付けることが可能になる。また、駆動ユニット１１の分解時には、リードスクリュー１２１からロータリースケール１５１及びリードスクリュー用ホルダー１４４を一度に外すことが可能になる。よって、本実施の形態の駆動ユニット１１は、組立作業及び分解作業の作業効率を高めることができる。

なお、本実施の形態では、ロータリースケール１５１をリードスクリュー用ホルダー１４４に外嵌させることにより、ロータリースケール１５１をリードスクリュー１２１の一端側に挿入して、リードスクリュー１２１に間接に固定するようにした。しかし、ロータリースケール１５１の取付方法はこれに限定されることはなく、ロータリースケール１５１をリードスクリュー１２１の一端側に挿入して、リードスクリュー１２１に直接固定するようにしても良い。

なお、実施の形態で説明した駆動ユニットでは、磁気式のロータリーエンコーダーを用いたが、他の方式のロータリーエンコーダーを用いても良い。そして、ロータリースケール及び検出手段は、使用するロータリーエンコーダーの種類に合わせて構成される。

なお、実施の形態では、携帯電話に本件発明を使用した場合について説明したが、デジタルカメラ等の他の撮像装置に本件発明を使用しても良い。特に、本件発明の駆動ユニットは、レンズ駆動装置の設置スペースが制限されるような撮像装置に対する使用に適している。また、実施の形態で説明した駆動ユニットは、レンズ群保持枠の移動用に限定する必要はなく、他の被駆動物の移動用に使用しても良い。

以上説明したように、本件発明の駆動ユニットは、被駆動物の移動距離の測定機能を備えていても小型化を図ることができる。したがって、本件発明は、被駆動物の移動距離の測定機能を備えた駆動ユニットの技術分野において十分に利用することができる。

本件発明の第１の実施の形態を示す携帯電話の外観図である。 同実施の形態における駆動ユニットの側面図である。 同実施の形態における駆動ユニットの縦断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本件発明の第２の実施の形態を示す駆動ユニットの側面図である。 同実施の形態における駆動ユニットの縦断面図である。

符号の説明

１ 駆動ユニット
３ 伝達部材
４ 保持手段
１１ 駆動ユニット
２１ リードスクリュー
２１ａ 凹部
２２ 駆動ナット
２３ ナット
２４ ピエゾ素子
４２ 軸受け手段
４４ ホルダー
４５ ベアリングボール
５１ ロータリースケール
５２ 磁気センサ
１２１ リードスクリュー
１４２ 軸受け手段
１４４ リードスクリュー用ホルダー
１４５ ベアリングボール
１４６ ベアリングボール用ホルダー
１４７ 第１凹部
１４８ 第２凹部
１４９ 第３凹部
１５１ ロータリースケール
４４３ａ 凹部
１４４１ａ 外周部

Claims (5)

1. 被駆動物をスライド移動させるために用いられる駆動ユニットであって、
   前記駆動ユニットは、リードスクリューと、該リードスクリューの中間部分に螺合した駆動ナットと、該駆動ナットに突設されて前記被駆動物に接続される伝達部材と、前記リードスクリューの一端側に挿入されて直接又は間接に固定されたロータリースケールと、該ロータリースケール及び前記駆動ナットが取り付けられた前記リードスクリューを収容して当該リードスクリューを回転可能に支持する保持手段と、該保持手段に設けられた検出手段とを備え、
   前記駆動ナットは、外部から駆動電源及び制御信号が供給されて前記リードスクリューを正逆方向に回転させることにより当該リードスクリュー上を移動し、
   前記伝達部材は、前記駆動ナットの移動を利用して前記被駆動物をスライド移動させ、
   前記ロータリースケールは、前記リードスクリューの回転に伴って回転し、
   前記検出手段は、回転している前記ロータリースケールを用いて、前記被駆動物の移動距離測定用の信号を外部に出力するように構成されたことを特徴とする駆動ユニット。
2. 前記駆動ナットは、前記リードスクリューの中間部分に螺合したナットと、該ナットの外周部に設けられたピエゾ素子とを備え、該ピエゾ素子には前記伝達部材が結合され、
   前記ピエゾ素子に駆動電源及び制御信号が供給されて前記リードスクリューを正逆方向に回転させることにより前記ナットが前記リードスクリュー上を移動し、
   前記伝達部材は、前記ナットの移動を利用して前記被駆動物をスライド移動するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
3. 前記リードスクリューの両端面には凹部が設けられ、前記保持手段は、当該リードスクリューの両端側を回転自在に支持するための一対の軸受け手段を有し、
   当該一対の軸受け手段のそれぞれは、前記リードスクリューの凹部と対向する凹部を有したホルダーと、該ホルダーの凹部と前記リードスクリューの凹部とに挟持されたベアリングボールとを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動ユニット。
4. 前記保持手段は、前記リードスクリューの両端側を回転自在に支持するための一対の軸受け手段を有し、当該一対の軸受け手段のそれぞれは、前記リードスクリューに近い方から当該リードスクリューの軸方向に並んで配置されたリードスクリュー用ホルダーと、ベアリングボールと、ベアリングボール用ホルダーとを備え、
   前記リードスクリュー用ホルダーは、前記リードスクリューの端部を保持する第１凹部と、該第１凹部の反対側に設けられた第２凹部とを有するとともに、前記駆動ナットの駆動時に前記リードスクリューの回転に伴って回転し、
   前記ベアリングボール用ホルダーは、前記リードスクリュー用ホルダーの第２凹部と対向する第３凹部を有し、
   前記ベアリングボールは、前記リードスクリュー用ホルダーの第２凹部と前記ベアリングボール用ホルダーの第３凹部とに挟持されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動ユニット。
5. 前記一対の軸受け手段の一方のリードスクリュー用ホルダーは、前記第１凹部側の外周部が、前記リードスクリューの軸を中心にした環状に形成され、前記ロータリースケールは、当該外周部に外嵌して構成されたことを特徴とする請求項４に記載の駆動ユニット。

Images