JP2010068635A - アクチュエータ、該アクチュエータを備える撮像機器および電子機器 - Google Patents
アクチュエータ、該アクチュエータを備える撮像機器および電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】狭額縁化されたアクチュエータを提供する。
【解決手段】本発明に係るアクチュエータ20は、ホルダ7とコイル5およびマグネット3と柱状の支持体6と、支持体6が配置された四角形形状を有するベース9とを備え、支持体6は、ベース9の角を含む角部に備えられており、コイル5およびマグネット3のうち、一方がホルダ7に保持されており、他方が支持体6に保持されており、マグネット3は、支持体6に対向するように設置されている。
【選択図】図4
【解決手段】本発明に係るアクチュエータ20は、ホルダ7とコイル5およびマグネット3と柱状の支持体6と、支持体6が配置された四角形形状を有するベース9とを備え、支持体6は、ベース9の角を含む角部に備えられており、コイル5およびマグネット3のうち、一方がホルダ7に保持されており、他方が支持体6に保持されており、マグネット3は、支持体6に対向するように設置されている。
【選択図】図4
Description
本発明は、アクチュエータ、該アクチュエータを備える撮像機器および電子機器に関するものである。
近年、電子機器、特に携帯電子機器などに内蔵されるカメラは小型化、薄型化、高画質化が進んでいる。そして、このような携帯電子機器においては、撮像機器(カメラ)に画質向上のために必要なオートフォーカス機能を搭載する傾向が多く見受けられる。オートフォーカスを行うため、一般的には撮像機器の内部の光学部材(レンズ)を移動させる必要がある。ここで光学部材を駆動するためのアクチュエータとしては、マグネットとコイルとを用いた磁気回路が利用されている。そして、光学部材を駆動する方法としては、磁気回路による電磁誘導現象によって、コイルもしくはマグネットを駆動するボイスコイル方式が広く用いられている。
従来のボイスコイル方式のアクチュエータとしては、特許文献1に開示されている構成が知られている。特許文献1のアクチュエータは、ホルダの筒状部が挿通される挿通孔をなす内筒部と、上記内筒部の外側にある連結部を介して所定間隔をおいて設けられた外筒部とを有し、所定間隔のスペースにコイルを収容するヨークとを備える。そして、外筒部は、略多角形の筒状に形成され、上記外筒部の内面には複数の略平面状の永久磁石が取り付けられている。
上記構成によれば、上記略平面状の永久磁石を使用することにより、円弧形の磁石を使用する場合に比べアクチュエータの製造コストが安くなり、また、永久磁石の位置決めや組付けが容易となる。
特開2006−81387号公報(平成18年3月23日公開)
しかしながら、上記従来のアクチュエータでは、狭額縁化を実現することができないという問題点を有している。
具体的に説明すると、携帯電子機器に内蔵されるカメラの小型化の進展に伴い、アクチュエータ自身の小型化が要求されている。アクチュエータ自身の小型化を達成するためには、撮像光学系の有効領域確保のため、アクチュエータの額縁サイズの縮小も要求されている。ここで、額縁サイズとは、アクチュエータ自身の縦または横の長さと、撮像光学系を保持するレンズホルダの直径との差である。この額縁サイズを縮小することによって、携帯電子機器に内蔵されるカメラの小型化、薄型化、高画質化を実現することができる。
しかし、特許文献1に開示されているアクチュエータの場合、略平面状の永久磁石がアクチュエータの4辺に壁として配置されるような形となる。よって、撮像光学系である、レンズホルダおよびレンズの径が、永久磁石の厚みによって制限されてしまい、アクチュエータを狭額縁化するにあたり妨げとなってしまう。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、狭額縁化を実現することができるアクチュエータを提供することにある。
本発明のアクチュエータは、上記課題を解決するために、光学部材を保持するホルダと、光学部材の光軸方向に上記光学部材を移動させる、コイルおよびマグネットと、上記コイルまたはマグネットを支持する柱状の支持体と、上記支持体が配置された四角形形状を有する基板とを備えるアクチュエータにおいて、上記支持体は、上記基板の角を含む角部に備えられており、上記コイルおよびマグネットのうち、一方が上記ホルダに保持されており、他方が上記支持体に保持されており、上記マグネットは、上記支持体に対向するように設置されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、基板の角部に形成された支持体に対向するようにマグネットが配置される。すなわち、上記マグネットを配置するための領域を支持体に向かって広く確保することができる。このため、基板のサイズを小さく留めることができるので、アクチュエータを狭額縁化することができる。換言すると、アクチュエータの投影面積に対してホルダの領域、つまり、光学部材の有効径を広く確保することができるともいえる。
また、本発明のアクチュエータでは、上記支持体は、上記ホルダに対向する平面を有しており、上記マグネットが上記支持体の平面に対向して配置されていることが好ましい。
上記平面がマグネットと対向する配置であれば、支持体とマグネットとを対向させる配置を容易に構成することができる。
また、本発明のアクチュエータでは、上記マグネットは、上記ホルダに保持されており、上記コイルは、上記支持体の平面に保持されていることが好ましい。
上記の構成によれば、ムービングマグネット方式を実現でき、コイルがマグネットの外周部に位置するため、アクチュエータの駆動をコイルが妨げることがない。
また、本発明のアクチュエータでは、上記コイルは上記ホルダに保持されており、上記マグネットは、上記支持体の平面に保持されていることが好ましい。
上記の構成はムービングコイル方式であり、ホルダにコイルが保持されているため、軽量駆動が可能なアクチュエータを実現することができる。
また、本発明のアクチュエータでは、上記ホルダと上記支持体との間にある空間内に配置され、当該空間内において回転可能な回転体を備え、上記支持体が、上記回転体を介して上記ホルダを支持することが好ましい。
上記の構成によれば、ホルダの光軸方向への移動は、上記回転体によって保持されることとなる。したがって、小型化されたアクチュエータであっても、ホルダを好適に保持することができ、ホルダを優れた直進性および姿勢安定性を得つつ、移動させることができるアクチュエータを実現することができる。
また、本発明のアクチュエータでは、上記回転体は、球状体であることが好ましい。
これにより、アクチュエータの組立て時に、回転体の方向を考慮することなく設置が可能となる。
また、本発明のアクチュエータでは、上記回転体は、上記基板に近接して配置されていることが好ましい。
上記構成によれば、上記回転体が、磁気回路であるマグネットおよびコイルと干渉を生じることを回避することができる。
また、本発明のアクチュエータでは、上記回転体を介して上記ホルダに対し、予圧を与える可変部を上記支持体に有することが好ましい。
上記構成によれば、支持体が有する可変部が、回転体を介してホルダに対して予圧を与えるため、ホルダが光軸方向以外に移動することを抑制することができ、さらに、ホルダが移動する際の姿勢を安定に保つことができる。
また、本発明のアクチュエータでは、上記光学部材の撮像対象となる物体が配置される物体側に備えられており、上記物体側に対して移動するホルダの物体側の面に接触することにより、上記ホルダの移動量に比例した弾性力を与える弾性部材を有することが好ましい。
上記構成によれば、ホルダが物体方向に移動した際に、ホルダの物体側において上記弾性部材が接触し、ホルダに発生した推力と、弾性部材に発生した弾性力とが釣り合うことができる。これにより、ホルダの過度な移動を規制することができる。
また、本発明の撮像機器は、上記アクチュエータと、前記ホルダによって保持され、撮像対象となる物体を結像する光学部材と、前記光学部材により結像された画像を電気信号に変換する撮像素子とを備えるものである。
上記撮像機器は上記の狭額縁化されたアクチュエータを備えるので、撮像機器の小型化を実現することができる。
また、本発明の電子機器は、上記撮像機器を備えるものである。
上記電子機器は上記小型化された撮像機器を備えるので、電子機器の小型化を実現することができる。
本発明のアクチュエータは、以上のように、上記支持体は、上記基板の角を含む角部に備えられており、上記コイルおよびマグネットのうち、一方が上記ホルダに保持されており、他方が上記支持体に保持されており、上記マグネットは、上記支持体に対向するように設置されているものである。
それゆえ、上記マグネットを配置するための領域を支持体に向かって広く確保することができる。このため、基板のサイズを小さく留めることができるので、アクチュエータを狭額縁化することができるという効果を奏する。
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1ないし図6に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本発明の一実施形態について図1ないし図6に基づいて説明すれば、以下の通りである。
(光軸方向の定義)
まず、本明細書中において用いられている用語の定義について説明する。本明細書中において、光学部材が画像を結像する方向(光学部材と物体とを結ぶ直線の方向)に平行な方向を「光軸方向」とする。この「光軸方向」において、撮像対象となる物体側を「物体側」とし、物体側に対して反対側を「像面側」とする。
まず、本明細書中において用いられている用語の定義について説明する。本明細書中において、光学部材が画像を結像する方向(光学部材と物体とを結ぶ直線の方向)に平行な方向を「光軸方向」とする。この「光軸方向」において、撮像対象となる物体側を「物体側」とし、物体側に対して反対側を「像面側」とする。
(アクチュエータ20全体の構造)
図1はアクチュエータ20を物体側から見た外観を示す斜視図である。図1に示すように、アクチュエータ20は、略立方体の形状を有しており、その中心に光学部材を保持するホルダ7、上面(物体側)の4隅に板バネ2、側面にはヨーク(磁性体)4および下面(像面側)を支持するベース(基板)9を備えている。
図1はアクチュエータ20を物体側から見た外観を示す斜視図である。図1に示すように、アクチュエータ20は、略立方体の形状を有しており、その中心に光学部材を保持するホルダ7、上面(物体側)の4隅に板バネ2、側面にはヨーク(磁性体)4および下面(像面側)を支持するベース(基板)9を備えている。
図2は、図1に示すアクチュエータ20の対角面における要部構成を示す断面図である。同図に示すように、上側ガイド1、板バネ(弾性部材)2、マグネット3、ヨーク(磁性体)4、コイル5、マグネット3に対向する支持体6、光学部材を保持するホルダ7、球状体(回転体)8およびベース9を備えている。ベース9は四角形形状を有している。
四角形形状を有するとは、ベース9が厳密に四角形形状でなく、略四角形形状であってもよいことを示す。すなわち、図4にて後述するが、ベース9の4隅に角部が存在すればよく、ベース9の辺部の形状は直線形状でなくともよい。ベース9の角を含む角部には柱状の支持体6が配置されており、支持体6には球状体8が当接する摺動面6aが形成されている。以下各部材について説明する。
(磁気回路)
<1.ムービングマグネット方式>
アクチュエータ20は、例えば携帯電話などの携帯電子機器に搭載されたカメラのオートフォーカスに用いられる。オートフォーカスを行うためには、一般にはホルダに備えられる光学部材を移動させることが必要である。そのため、アクチュエータ20には、光学部材を保持するホルダ7を駆動させるための磁気回路が備えられている。
<1.ムービングマグネット方式>
アクチュエータ20は、例えば携帯電話などの携帯電子機器に搭載されたカメラのオートフォーカスに用いられる。オートフォーカスを行うためには、一般にはホルダに備えられる光学部材を移動させることが必要である。そのため、アクチュエータ20には、光学部材を保持するホルダ7を駆動させるための磁気回路が備えられている。
図2に示すように、アクチュエータ20の磁気回路は、マグネット3、ヨーク4、およびコイル5によって構成されている。また、ホルダ7を取り囲むようにヨーク4が配置されている。そして、ヨーク4を介してコイル5が支持体6に保持されている。また、ホルダ7の外周にはマグネット3が配され、マグネット3はホルダ7に保持されている。すなわち、ホルダ7とマグネット3は一体的に固定されている。
上記の構成によれば、コイル5に電流が印加されると、マグネット3とコイル5との間に電磁誘導現象が生じる。そして、この電磁誘導現象により、ホルダ7に対して光軸方向の推力が発生し、この推力により、ホルダ7が光軸方向に移動する。また、ホルダ7に発生する推力は、コイル5に印加される電流量に比例する。
このようにアクチュエータ20は、ホルダ7とマグネット3とを一体的に固定し、電磁誘導現象によりホルダ7を光軸方向に移動させるムービングマグネット方式を用いた構成となっている。上記の構成によれば、コイル5がマグネット3の外周部に位置するため、コイル5がアクチュエータの駆動を妨げることがない。
なお、マグネット3の枚数やコイル5の個数については、本実施形態に示す設置数に限られず、所定の推力を得られるように設置数を適宜設計すればよい。
<2.ムービングコイル方式>
また、アクチュエータ20では、ホルダ7とマグネット3とを一体的に固定し、電磁誘導現象によりホルダ7を光軸方向に移動させるムービングマグネット方式を用いた構成が採用されているが、ホルダ7を光軸方向に移動させる構成としては、これに限定されるものではない。他の例として、例えばムービングコイル方式を採用することができる。
また、アクチュエータ20では、ホルダ7とマグネット3とを一体的に固定し、電磁誘導現象によりホルダ7を光軸方向に移動させるムービングマグネット方式を用いた構成が採用されているが、ホルダ7を光軸方向に移動させる構成としては、これに限定されるものではない。他の例として、例えばムービングコイル方式を採用することができる。
図3は、アクチュエータ21の対角面における要部構成を示す断面図である。図2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
アクチュエータ21はムービングコイル方式による駆動方式が採用されており、ヨーク4を介してマグネット3が支持体6に保持されている。また、コイル5がホルダ7に保持されている。換言すると、ホルダ7の外周にコイル5が一体的に固定されている。上記の構成では、コイル5に電流が印可されると、マグネット3とコイル5との間に電磁誘導現象が起き、ホルダ7に対して光軸方向の推力が発生し、この推力によりホルダ7およびコイル5が光軸方向に移動することとなる。このようにホルダ7にコイル5が保持されているため、軽量駆動が可能なアクチュエータを実現することができる。
(マグネット3および支持体6)
図4は、アクチュエータ20を物体側から見た平面図である。説明の便宜上、上側ガイド1および板バネ2については省略している。同図に示すように、図示されていないベース9の4隅には角部Aが存在しており、この角部Aにはそれぞれ支持体6が配置されている。上記支持体6はホルダ7に対向する平面を有している。上記平面がマグネット3と対向する配置とすることにより、支持体6とマグネット3とを対向させる配置を容易に構成することができる。なお、支持体6とマグネット3とは直接的または間接的に対向する配置であればよく、支持体6とマグネット3との間に他の部材が配置されていてもよい。言い換えると、マグネット3は支持体6に対峙するように配置されているともいえる。
図4は、アクチュエータ20を物体側から見た平面図である。説明の便宜上、上側ガイド1および板バネ2については省略している。同図に示すように、図示されていないベース9の4隅には角部Aが存在しており、この角部Aにはそれぞれ支持体6が配置されている。上記支持体6はホルダ7に対向する平面を有している。上記平面がマグネット3と対向する配置とすることにより、支持体6とマグネット3とを対向させる配置を容易に構成することができる。なお、支持体6とマグネット3とは直接的または間接的に対向する配置であればよく、支持体6とマグネット3との間に他の部材が配置されていてもよい。言い換えると、マグネット3は支持体6に対峙するように配置されているともいえる。
支持体6は三角柱形状を有しているが、マグネット3と対向する面を有していればよく、上記形状に限定されるものではない。例えば、四角柱形状などであっても支持体6として用いることが可能である。しかしながら、上記三角柱形状であれば、ベース9の角部Aの領域に対応する支持体6を設置することができ、支持体6のサイズを大きく確保することができる。このため、支持体6の強度を高いものとすることができ、その結果、アクチュエータ20の強度を高いものとすることができるため好ましい。
具体的には、マグネット3は、ベース9の4隅の角部Aと同方向に対向するようにホルダ7に対して周方向に略90度間隔で固定されている。換言すると、支持体6は上記平面がベース9の対角線に対して垂直な方向となるよう設置されているともいえる。
アクチュエータ20の投影面積に対し、ホルダ7の領域をより広範囲で確保しようとした場合、辺部Bに比べると、角部Aの方がマグネット3を配置するためのスペースを広く確保することが可能である。
このため、マグネット3が角部Aに配置された支持体6に対向するように備えられているアクチュエータ20では、アクチュエータ20の投影面積に対し、ホルダ7の領域、つまり光学材料の有効径を広範囲で確保することができ、アクチュエータの狭額縁化を実現することができる。
(1)図4に示す、四角形形状を有するアクチュエータ20の辺(ベース9の辺)において、1箇所の支持体6の辺:辺部Bの長さの比は、1:2.1〜1:3.6の範囲内であることが好ましい。換言すると、光軸方向と垂直な面において、ベース9の辺に対して1箇所の支持体6の辺は、比率が1/5.6以上、1/4.1以下の長さであることが好ましい。(2)また、ベース9が矩形形状である場合、ベース9の短辺において、1箇所の支持体6の辺:辺部Bの長さの比は、1:2.1〜1:3.6の範囲内であることが好ましい。換言すると、光軸方向と垂直な面において、ベース9の辺に対して、1箇所の支持体6の辺は、比率が1/5.6以上、1/4.1以下の長さであることが好ましい。
上記の範囲であれば、さらに光学部材の有効径を広範囲で好適に確保することができ、アクチュエータの狭額縁化を実現することができる。
なお、上記の好ましい範囲に支持体6の平面の長さを設定した場合、辺部にマグネットが配置されている従来公知のアクチュエータに比較して支持体6が細くなる。このため、支持体6が細くなり、アクチュエータ20の強度が低下するとも一見考えられる。しかしながら、アクチュエータ20では、支持体6にマグネット3が保持されている構成であるため、支持体6の強度はマグネットにより補強されることとなり、アクチュエータ20の強度不足は生じない。アクチュエータ21において、支持体6にコイル5が保持されている場合も同様である。
(ホルダ7の移動制限)
次に、アクチュエータ20における、ホルダ7の移動を制限する構成について再度図2を用いて説明する。ホルダ7の光軸方向への移動は、上側ガイド1およびベース9により制限されている。
次に、アクチュエータ20における、ホルダ7の移動を制限する構成について再度図2を用いて説明する。ホルダ7の光軸方向への移動は、上側ガイド1およびベース9により制限されている。
同図に示すように、上側ガイド1およびベース9は、マグネット3、ヨーク4、およびコイル5を光軸方向に対して垂直な方向に挟んで設けられている。上側ガイド1は物体側に配されており、ベース9は像面側に配されている。なお、上側ガイド1およびベース9には、ホルダ7が光軸方向に移動可能になるように、挿通孔10および挿通孔11がそれぞれ設けられている。また、支持体6の物体側にヨーク4が固定され、支持体6の像面側にベース9が配置されている。一方、上側ガイド1は、支持体6およびヨーク4に固定されている。
上記の構造によって、上側ガイド1、コイル5、支持体6およびベース9とによる収容部分が形成される。この収容部分にマグネット3およびホルダ7が収容されている。それゆえ、ホルダ7が光軸方向に移動するとき、ホルダ7に固定されたマグネット3が上側ガイド1の像面側の面に当接することにより、ホルダ7の物体側への移動が制限される。また、ホルダ7がベース9の物体側の面に当接することにより、ホルダ7の光軸方向における像面側への移動が制限される。
本実施形態では、マグネット3が上側ガイド1およびベース9に当接することによりホルダ7の光軸方向への移動が制限されているが、ホルダ7の光軸方向への移動を制限する構成は、図2に示す構成に限定されない。例えば、ホルダ7の一部が上側ガイド1に当接する構成であってもよい。具体的には、ホルダ7の側面に上側ガイド1と当接可能なストッパ部が設けられ、このストッパ部によりホルダ7の光軸方向への移動が制限される構成が挙げられる。
(球状体8によるホルダ7の支持)
また、アクチュエータ20には、図2に示すように、ホルダ7の側面(光軸方向に対して垂直な面を上面および下面とした場合)、および、支持体6に形成された可変部6bに接するように球状体8が配されている。換言すると、球状体8は、ホルダ7と支持体6との間にある空間内に配置されているともいえる。
また、アクチュエータ20には、図2に示すように、ホルダ7の側面(光軸方向に対して垂直な面を上面および下面とした場合)、および、支持体6に形成された可変部6bに接するように球状体8が配されている。換言すると、球状体8は、ホルダ7と支持体6との間にある空間内に配置されているともいえる。
この球状体8は、ホルダ7が光軸方向に移動すると、ホルダ7の側面との摩擦により回転する。そして、光軸方向へホルダ7が移動する際には、この球状体8の回転による摩擦力によりホルダ7が支持される。一方、ホルダ7の光軸方向に垂直な方向の変位は、ホルダ7の側面に接する球状体8により規制される。
従来のアクチュエータでは、ホルダは、一対の板バネに固定支持されており、この一対の板バネによりホルダの光軸方向への移動が支持されている。それゆえ、アクチュエータを小型化および薄型化していくと、磁気回路部材の体積が小さくなり、かつ板バネのバネ定数を小さくしなければならない。したがって、従来のアクチュエータを、小型化および薄型化していくと板バネの強度が低下し、それに伴い、ホルダの姿勢安定性が低下したり、アクチュエータの耐衝撃性能が低下したりしてしまうなどの問題が発生する。
一方、アクチュエータ20では、ホルダ7の光軸方向への移動は、ホルダ7の側面において接する球状体8によって支持されている。すなわち、ホルダ7は、従来のように一対の板バネに固定支持されていない。それゆえ、アクチュエータ20を小型化および薄型化した場合においても、ホルダ7の優れた直進性および姿勢安定性が得られ、かつ耐衝撃性に優れたアクチュエータ20を実現できる。
球状体8は球状であり、アクチュエータ20の組立て時に、球状体8の方向を考慮することなく設置が可能であるので好ましい。しかしながら、球状体8に代えて、円柱形状などの回転体を用いても、球状体8と同様にホルダ7の支持を行うことは可能である。
また、球状体8の配置は、上記磁気回路による駆動を妨げなければ、物体側から像面側までの何れの位置に設置することが可能であるが、図2に示すように、ベース9に近接して設置されていることが好ましい。このように配置がなされていれば、球状体8が、磁気回路であるマグネット3およびコイル5と干渉を生じることを回避することができる。
球状体8の材料としては、強磁界中においてもその配置が影響せず、磁気回路による磁束分布に対し影響を与えない材料、すなわち、非磁性材料からなることが好ましい。具体的な球状体の材料としては、例えば、セラミック、真鍮、ガラス、および非磁性ステンレス鋼などが挙げられる。
(球状体8の配置について)
図5は、アクチュエータ20を像面側から見た平面図である。同図に示すように、球状体8はホルダ7と支持体6との間にある空間内に配置されている。さらに具体的には、球状体8は、支持体6に形成された摺動面6aまたは可変部6bに配置されている。ベース9の辺部に球状体8を配置する場合、球状体8を配置するスペースが必要となるため、ベース9の壁厚を薄くするか、ベース9のサイズを広げる必要が生じる。ベース9の壁厚を薄くした場合、アクチュエータ20の強度は低下することとなる。一方、ベース9のサイズを広げた場合、アクチュエータ20の狭額縁化が妨げられることとなる。その結果、球状体8を摺動面6aに配置した場合に比べ、アクチュエータ20の投影面積に対するホルダ7の領域が増加し、アクチュエータ20の小型化および狭額縁化を妨げる構成となってしまう。
図5は、アクチュエータ20を像面側から見た平面図である。同図に示すように、球状体8はホルダ7と支持体6との間にある空間内に配置されている。さらに具体的には、球状体8は、支持体6に形成された摺動面6aまたは可変部6bに配置されている。ベース9の辺部に球状体8を配置する場合、球状体8を配置するスペースが必要となるため、ベース9の壁厚を薄くするか、ベース9のサイズを広げる必要が生じる。ベース9の壁厚を薄くした場合、アクチュエータ20の強度は低下することとなる。一方、ベース9のサイズを広げた場合、アクチュエータ20の狭額縁化が妨げられることとなる。その結果、球状体8を摺動面6aに配置した場合に比べ、アクチュエータ20の投影面積に対するホルダ7の領域が増加し、アクチュエータ20の小型化および狭額縁化を妨げる構成となってしまう。
これに対し、ベース9の角部に球状体8を配置した場合、球状体8を配置するスペースを確保することに起因する上記問題は生じない。このため、ベース9の強度低下を招くことなく、ホルダ7の姿勢の維持が可能となる。
(板バネ2によるホルダの位置制御)
アクチュエータ20には、図2に示すように、ホルダ7の物体側に板バネ2が配置されている。板バネ2は、上側ガイド1によって支持および固定されている。また、ホルダ7の物体側の面に接触し、ホルダ7の光軸方向への移動量(変位)に比例した予圧を与える。すなわち板バネ2は、光軸方向に移動するホルダ7に対し、その移動量に比例した弾性力を発生させる。
アクチュエータ20には、図2に示すように、ホルダ7の物体側に板バネ2が配置されている。板バネ2は、上側ガイド1によって支持および固定されている。また、ホルダ7の物体側の面に接触し、ホルダ7の光軸方向への移動量(変位)に比例した予圧を与える。すなわち板バネ2は、光軸方向に移動するホルダ7に対し、その移動量に比例した弾性力を発生させる。
アクチュエータ20では、電磁誘導によってホルダ7に発生した推力と、板バネ2に発生した弾性力とが釣り合うことによって、ホルダ7の位置が保持される。それゆえ、ホルダ7の位置とコイル5に印加される電流値とは比例関係になり、この比例関係は、従来のアクチュエータと同様になる。したがってアクチュエータ20では、球状体8を配した構成であっても、従来と異なる特別な位置制御(例えば、位置センサーを別途設ける)を行う必要がない。
すなわち、アクチュエータ20では、従来のアクチュエータにおいて採用されるホルダの位置制御の方法と、同様の方法によってホルダ7が位置制御される。よって、特別な構成を伴うことなく撮像機器の低コスト化および小型化を実現することができる。
板バネ2は、光軸方向に移動するホルダ7に対し、接着剤等の手段により固定してもよく、また、滑り可能に接触した状態でもよい。滑り可能とした場合、ホルダ7が物体側へ移動するに従い、ホルダ7と板バネ2との接触部分が変動する。滑り可能な場合、従来のアクチュエータの構成と比較して、アクチュエータ20を備えた、携帯電子機器用の撮像機器の落下時における、ホルダ7の振動による板バネ2の塑性変形をさらに低減できる。
アクチュエータ20は、ホルダ7の光軸方向への移動に対し、球状体8のみが支持する構成に限定されるものではなく、ホルダ7の光軸方向移動は、球状体8と板バネ2との両方によって支持されてもよい。すなわち、ホルダ7が板バネ2に固定支持された構成であってもよい。
従来のアクチュエータでは、ホルダを固定支持するために2つの板バネが必要である。これに対しアクチュエータ20には、ホルダ7の光軸方向における移動を支持するために球状体8が用いられているので、ホルダ7を固定支持する板バネ2は、ただ1つだけでよい。それゆえ、板バネ2に対し同じバネ定数を設定したとしても、従来のアクチュエータと比較して、アクチュエータ20では1つ当たりの板バネ2の強度が増す。
これにより、本発明に係るアクチュエータ20を備えた撮像機器の落下時における、板バネ2の耐性を高めることができる。撮像機器については後述する。
なお、アクチュエータ20では、マグネット3が支持体6に対向するように設置されていればよく、板バネ2および球状体8の構成は適宜設定変更を行うことができる。すなわち、球状体8によってホルダ7を支持する構成に代えて、板バネをさらに用いて球状体8を用いずにホルダ7を支持する構成とすることもできる。
(可変部6bによる予圧付与)
支持体6には、図5に示すように、球状体8を介してホルダ7に予圧を付与するための可変部6bを設けることが好ましい。可変部6bは、摺動面6aのように球状体8が摺動する場となる部材であるが、可変部6bから球状体8へ圧力を加えることが可能な構成となっている。すなわち、可変部6bは、球状体8を介して、ホルダ7に予圧を与える部材である。
支持体6には、図5に示すように、球状体8を介してホルダ7に予圧を付与するための可変部6bを設けることが好ましい。可変部6bは、摺動面6aのように球状体8が摺動する場となる部材であるが、可変部6bから球状体8へ圧力を加えることが可能な構成となっている。すなわち、可変部6bは、球状体8を介して、ホルダ7に予圧を与える部材である。
可変部6bにより与えられる圧力により、ホルダ7の姿勢は、光軸方向に円滑に移動可能な状態に保持されるため、ホルダ7が光軸方向以外に移動することなく、姿勢が安定する。結果として、アクチュエータ20に撮像素子を備えた場合、撮像素子とホルダ7とのチルトや軸ずれを防止することができる。このため、光学特性低下等の問題を解決することが可能となる。ホルダ7に予圧を与え、姿勢を安定させるためには、可変部6bと球状体8との接触面と、ホルダ7と球状体8との接触面の距離は、球状体8の直径よりも狭くすればよい。そうすることによって、可変部6bはホルダ7に対し、光軸方向に対して垂直な方向に予圧を与えるよう機能する。
ここで、各接触面間の距離に関しては、ホルダ7と球状体8間に発生する摩擦が、光軸方向への駆動の妨げにならないよう、可変部6bのばね定数にあわせて適宜設計すればよい。また、可変部6bの形状に関しては、本実施形態に記載の片持ち梁形状に限らず、ホルダ7に対し、光軸方向に対して垂直な方向に予圧を与えられるような構造であればよい。
以上のように、支持体6と可変部6bとを一体に形成することによって、従来発明の構成(例えば、特開平8−29656号を参照)のように、ホルダ7に予圧を与えるための部材を別途必要にはならず、組立てコストおよび部品コストを削減することが可能となる。
(撮像機器)
図6は、撮像機器30の外観を示す斜視図である。同図に示すように、撮像機器30は、アクチュエータ20の構成に加え、ホルダ7に光学部材13が保持されており、ベース9の下部に撮像素子14が備えられている。撮像素子14は、光学部材13によって結像された画像を電気信号に変換する。
図6は、撮像機器30の外観を示す斜視図である。同図に示すように、撮像機器30は、アクチュエータ20の構成に加え、ホルダ7に光学部材13が保持されており、ベース9の下部に撮像素子14が備えられている。撮像素子14は、光学部材13によって結像された画像を電気信号に変換する。
光学部材13は、レンズなどの光学素子を含むものであり、撮像素子14は、CCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサーなどを用いて構成することができる。
それゆえ、本撮像機器30は、例えばカメラモジュールなどの撮像機器として機能する。また、本撮像機器は、携帯電話、デジタルカメラなどの電子機器や自動車など、カメラが搭載される装置全般に適用できる。
撮像機器30は、狭額縁化されたアクチュエータ20を備えているので、アクチュエータ部分が小型化されている。このため、撮像機器30についても小型化を実現することができる。また、撮像機器30を備える電子機器についても同様に小型化を実現することが可能である。
〔実施の形態2〕
本発明に係る他の実施の形態について図7に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本発明に係る他の実施の形態について図7に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本発明の実施の形態2に係るアクチュエータ22について、図7に基づいて説明する。図7は、アクチュエータ22の要部構成を示す断面図である。ここで、アクチュエータ22は、球状体8の配置を除いて、アクチュエータ20と同様の構成を備えている。
本実施形態では、光軸方向から見て、各球状体8同士が離間した構成となっており、具体的には物体側および像面側の両側に近接するように球状体8が4箇所に配置されている。このような構成とすることによって、球状体8とホルダ7側面との接触面が、ホルダの光軸(中心軸)に対し対称な位置に配され、さらに光軸方向に垂直な方向においても支持が偏ることがなく、より正確な光軸方向の移動支持が可能になる。
〔実施の形態3〕
本発明に係る他の実施の形態について図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本発明に係る他の実施の形態について図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態3に係るアクチュエータ23について、図8に基づいて説明する。図8は、アクチュエータ23を像面側から見た平面図である。同図に示すように、アクチュエータ23は、アクチュエータ22と同様の構成を有しているが、可変部6bが接着材料12によってベース9に固定されている点において異なっている。
可変部6bを接着材料12によって固定する手順としては、可変部6bとホルダ7の側壁との間に球状体8を配置し、可変部6bとベース9との間の空隙に接着材料12を注入する。その後、接着材料12が硬化することによって、ベース9、接着材料12および可変部6bが固定される。ここで、可変部6bの位置固定に使用する接着材料としては、UV硬化樹脂や熱硬化樹脂等が挙げられるが、可変部6bの位置を固定できるものであれば、上記接着材料に限られるものではない。
上記の構成によれば、球状体8を配した後、可変部6bを固定することとなる。このため、本実施の形態では、可変部6bは球状体8を介してホルダ7に与圧を加える構成となっていない。上記の構成によれば、球状体8が配置される、摺動面6aおよびホルダ7間と、可変部6bおよびホルダ7間における、球状体8および摺動面6a、球状体8および可変部6b、および球状体8およびホルダ7間に隙間(ガタ)が生じず、かつ、可変部6bが与えるホルダ7への予圧も0とすることができる。
そのため、ホルダ7の移動時に隙間が新たに発生せず、かつ、可変部6bからの予圧がなくなることにより、ホルダ7および球状体8の間で発生する摩擦抵抗も、予圧付与時に比べると減少するため、より小さい電流値による駆動が可能となり、結果として消費電力を低減することが可能となる。
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜、組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、アクチュエータおよび撮像機器、電子機器や自動車などのカメラが搭載される装置全般に適用することが可能であり、アクチュエータの小型化、薄型化、狭額縁化の向上が可能となる。
1 上側ガイド
2 板バネ(弾性部材)
3 マグネット
4 ヨーク
5 コイル
6 支持体
6a 摺動面
6b 可変部
7 ホルダ
8 球状体(回転体)
9 ベース(基板)
10・11 挿通孔
12 接着材料
13 光学部材
14 撮像素子
20〜23 アクチュエータ
30 撮像機器
A 角部
B 辺部
2 板バネ(弾性部材)
3 マグネット
4 ヨーク
5 コイル
6 支持体
6a 摺動面
6b 可変部
7 ホルダ
8 球状体(回転体)
9 ベース(基板)
10・11 挿通孔
12 接着材料
13 光学部材
14 撮像素子
20〜23 アクチュエータ
30 撮像機器
A 角部
B 辺部
Claims (11)
- 光学部材を保持するホルダと、
光学部材の光軸方向に上記光学部材を移動させる、コイルおよびマグネットと、
上記コイルまたはマグネットを支持する柱状の支持体と、
上記支持体が配置された四角形形状を有する基板とを備えるアクチュエータにおいて、
上記支持体は、上記基板の角を含む角部に備えられており、
上記コイルおよびマグネットのうち、一方が上記ホルダに保持されており、他方が上記支持体に保持されており、
上記マグネットは、上記支持体に対向するように設置されていることを特徴とするアクチュエータ。 - 上記支持体は、上記ホルダに対向する平面を有しており、
上記マグネットが上記支持体の平面に対向して配置されていることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 - 上記マグネットは、上記ホルダに保持されており、
上記コイルは、上記支持体の平面に保持されていることを特徴とする請求項2に記載のアクチュエータ。 - 上記コイルは上記ホルダに保持されており、
上記マグネットは、上記支持体の平面に保持されていることを特徴とする請求項2に記載のアクチュエータ。 - 上記ホルダと上記支持体との間にある空間内に配置され、当該空間内において回転可能な回転体を備え、
上記支持体が、上記回転体を介して上記ホルダを支持することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のアクチュエータ。 - 上記回転体は、球状体であることを特徴とする請求項5に記載のアクチュエータ。
- 上記回転体は、上記基板に近接して配置されていることを特徴とする請求項5または6に記載のアクチュエータ。
- 上記回転体を介して上記ホルダに対し、予圧を与える可変部を上記支持体に有することを特徴とする請求項5〜7の何れか1項に記載のアクチュエータ。
- 上記光学部材の撮像対象となる物体が配置される物体側に備えられており、上記物体側に対して移動するホルダの物体側の面に接触することにより、上記ホルダの移動量に比例した弾性力を与える弾性部材を有することを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載のアクチュエータ。
- 請求項1〜9の何れか1項に記載のアクチュエータと、前記ホルダによって保持され、撮像対象となる物体を結像する光学部材と、前記光学部材により結像された画像を電気信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像機器。
- 請求項10に記載の撮像機器を備えることを特徴とする電子機器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008233086A JP2010068635A (ja) | 2008-09-11 | 2008-09-11 | アクチュエータ、該アクチュエータを備える撮像機器および電子機器 |
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JP2012037549A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-23 | Sharp Corp | カメラモジュール |
JP2013210420A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Nidec Sankyo Corp | レンズ駆動装置 |
JP2013235124A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Nidec Sankyo Corp | レンズ駆動装置 |
JP2015081992A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 新シコー科技株式会社 | レンズ駆動装置、カメラ装置及び、電子機器 |
JP2017146440A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 新シコー科技株式会社 | レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器 |
KR101848500B1 (ko) * | 2011-06-01 | 2018-04-12 | 엘지이노텍 주식회사 | 복합 기능 보이스 코일 모터 |
JP2022113656A (ja) * | 2021-01-25 | 2022-08-04 | ハンド ヘルド プロダクツ インコーポレーティッド | 交差した軸受ボールを有する可変焦点アセンブリ及び装置 |
US11988891B2 (en) | 2020-02-04 | 2024-05-21 | Hand Held Products, Inc. | Discrete variable focus assemblies, apparatuses, and methods of use |
-
2008
- 2008-09-11 JP JP2008233086A patent/JP2010068635A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012037549A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-23 | Sharp Corp | カメラモジュール |
KR101848500B1 (ko) * | 2011-06-01 | 2018-04-12 | 엘지이노텍 주식회사 | 복합 기능 보이스 코일 모터 |
JP2013210420A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Nidec Sankyo Corp | レンズ駆動装置 |
JP2013235124A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Nidec Sankyo Corp | レンズ駆動装置 |
JP2015081992A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 新シコー科技株式会社 | レンズ駆動装置、カメラ装置及び、電子機器 |
JP2017146440A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 新シコー科技株式会社 | レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器 |
US11988891B2 (en) | 2020-02-04 | 2024-05-21 | Hand Held Products, Inc. | Discrete variable focus assemblies, apparatuses, and methods of use |
JP2022113656A (ja) * | 2021-01-25 | 2022-08-04 | ハンド ヘルド プロダクツ インコーポレーティッド | 交差した軸受ボールを有する可変焦点アセンブリ及び装置 |
CN114895429A (zh) * | 2021-01-25 | 2022-08-12 | 手持产品公司 | 具有交叉轴承滚珠的可变焦距组件和装置 |
JP7305816B2 (ja) | 2021-01-25 | 2023-07-10 | ハンド ヘルド プロダクツ インコーポレーティッド | 交差した軸受ボールを有する可変焦点アセンブリ及び装置 |
US11886036B2 (en) | 2021-01-25 | 2024-01-30 | Hand Held Products, Inc. | Variable focus assemblies and apparatuses having crossed bearing balls |
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