JP7252726B2 - 駆動装置、レンズ駆動装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明の一態様は、カメラなどの撮像装置に採用されるレンズのアクチュエータなどに関する。

従来から、カメラなどの撮像装置には、永久磁石とコイル等によってレンズなどの光学部材を駆動するアクチュエータが含まれるものがある。このようなアクチュエータは、たとえば特許文献１～特許文献３などに開示されている。

特開２０１１－１６５２７２号公報 特開２０１６－９１９４号公報 特開２００９－１２４８４２号公報

近年の撮像素子では、受光素子が高密度化しているため、レンズなどの光学部材の精密な位置制御が可能なアクチュエータが求められる。たとえば、特許文献１に記載のレンズ駆動装置では、レンズを駆動するアクチュエータとして、ステッピングモータが用いられる。しかしながら、ステッピングモータを用いて精密な位置制御を行う場合、ステップによって分解能が制限されることがある。また、ステッピングモータのステップを高分解能化すると、光学部材の移動速度が遅くなることがある。

本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一の手段は、
固定部（７）と、
前記固定部に対して移動自在であって光学部材を保持する可動部（３Ｆ）と、
前記可動部と前記固定部との間に設けられる摺動部（４Ｆ）と、
前記固定部に対して前記可動部を移動させるボイスコイルモータ（８Ｆ）と、
前記可動部は、前記固定部へ付勢される、
駆動装置である。

上記構成の駆動装置によれば、ボイスコイルモータを用いることで、可動部を高速で移動させることができるとともに、分解能の制限を受けることなく可動部を自在な位置に移動させることができる。

上記駆動装置において、好ましくは、
前記可動部を、磁力によって前記摺動部を介して前記固定部へ付勢させる付勢部（吸引マグネット１４ＦＬ，吸引マグネット１４ＦＲ，４２）をさらに備える。

ステッピングモータの高分解能化を目的としてギア機構が設けられる場合、ギア同士の噛み合わせによってガタが発生することがある。上記構成の駆動装置によれば、可動部を、摺動部を介して固定部へ付勢させることで、可動部を固定部に対して滑らかに移動させることができる。また、可動部と固定部とが付勢部を介して物理的に連結されることなく可動部を付勢することができるので、付勢部によって可動部の滑らかな移動が損なわれることを防ぐことができる。また、磁力を用いることで、可動部の移動範囲が広い場合においても、均等に付勢することができる。

上記駆動装置において、好ましくは、
前記固定部は、前記可動部の移動方向（ｚ軸）に沿って延びる柱状部（４８）を含み、
前記可動部は、前記柱状部と対向する対向部を有する。

上記構成の駆動装置によれば、柱状部の延伸方向に対する可動部の向きを安定させながら可動部を移動させることができる。

前記可動部は、前記柱状部が挿通される貫通孔を有し、
前記対向部は、前記貫通孔の内面である。

上記構成の駆動装置によれば、柱状部の延伸方向と直交する方向への可動部の移動を制限することができるので、たとえば、固定部と可動部との間にボールベアリングなどが摺動部として設けられる構成において、駆動装置が落下した際の衝撃によってボールベアリングが外れてしまうことを防ぐことができる。

上記駆動装置において、好ましくは、
前記貫通孔は、前記可動部が付勢される方向（ｙ軸）に延びる長孔である。

たとえば、可動部が付勢される方向について可動部の移動が制限された場合、摺動部と可動部または固定部との間に隙間が生じることがある。この場合、可動部、摺動部及び固定部が互いに密着せず、可動部の移動が不安定になることがある。上記構成の駆動装置によれば、可動部が付勢される方向に貫通孔が延びることで、当該方向について可動部の移動の制限を緩和することができるので、可動部、摺動部及び固定部を互いに密着させることができる。これにより、可動部を安定的に移動させることができる。また、たとえば、長孔の短軸と柱状部の外径との差を小さくすることで、長孔の長軸を回転軸とする可動部の回転を長孔と柱状部との接触によって抑制することができる。また、駆動装置の組み立て性を向上させることができる。

上記駆動装置において、好ましくは、
前記摺動部は、ボールベアリング（３１Ｆ）である。

上記構成の駆動装置によれば、駆動時の摩擦を低減することができるので、駆動装置の消費電力を低くすることができる。また、静止摩擦と動摩擦との差を小さくすることができるので、動き始めに要する力と動いているときに要する力との差を小さくすることができる。これにより、可動部の応答性を向上させることができる。

前記固定部は、前記ボールベアリングと接触し、前記可動部の移動方向に沿って延びる板部（４２）を含む。

上記構成の駆動装置によれば、ボールベアリングを板部に沿って転がす簡易な構成で、可動部を安定かつ滑らかに移動させることができる。また、落下時の衝撃によって、ボールベアリングの座面が変形することを抑制することができるとともに、当該座面の磨耗を軽減して耐久性を向上させることができる。

上記駆動装置において、好ましくは、
前記駆動装置は、複数の前記可動部（３Ｆ，３Ｂ）を備える。

上記構成の駆動装置によれば、複数の光学部材を互いに独立に移動させることができるので、たとえば、複数のレンズ系をそれぞれ独立に駆動させることで、電子機器におけるズーム機構及びオートフォーカス機構を良好に実現することができる。

上記駆動装置において、好ましくは、
前記付勢部は、
前記可動部及び前記固定部のいずれか一方に設けられる第１の永久磁石（１４ＦＬ，１４ＦＲ）と、
他方に設けられる強磁性体（４２Ｌ，４２Ｒ）と、を含む。

上記構成の駆動装置によれば、付勢部の配置構成を効果的に簡素化することができるとともに、可動部と固定部とが付勢部を介して物理的に連結されることなく可動部を付勢することができるので、付勢部によって可動部の滑らかな移動が損なわれることを防ぐことができる。また、磁力を用いることで、可動部の移動範囲が広い場合においても、均等に付勢することができる。

上記駆動装置において、好ましくは、
前記固定部は、前記ボールベアリングと接触し、前記可動部の移動方向に沿って延びる前記強磁性体の板部を含み、
前記第１の永久磁石は、前記可動部に設けられ、前記板部との間で発生する引力により前記可動部を前記固定部に付勢する。

上記構成の駆動装置によれば、可動部を固定部に付勢する構成を簡易に実現することができる。

上記駆動装置において、好ましくは、
前記固定部は、
環状のヨーク（４３Ｆ，４５Ｆ）を含み、
前記ボイスコイルモータは、
前記可動部に設けられ、前記ヨークが挿通されたコイル（１２Ｆ）と、
前記ヨークの内周面に固定された第２の永久磁石（４４Ｆ）と、を含む。

上記構成の駆動装置によれば、コイルに電流を与えることで、ヨークの周方向に沿った推進力をコイルに加えることができるので、可動部を高速かつ安定的に移動させることができる。

上記いずれかの駆動装置は、スマートフォン、カメラまたはプロジェクタなどに内蔵されるレンズ駆動装置に好適に適用される。

上記構成のレンズ駆動装置によれば、ボイスコイルモータを用いることで、可動部を高速で移動させることができるとともに、分解能の制限を受けることなく可動部を自在な位置に移動させることができる。

上記いずれかの駆動装置、または上記レンズ駆動装置は、スマートフォン、カメラまたはプロジェクタなどの電子機器に好適に適用される。

上記構成の電子機器によれば、ボイスコイルモータを用いることで、可動部を高速で移動させることができるとともに、分解能の制限を受けることなく可動部を自在な位置に移動させることができる。

図１は、本実施形態のＶＣＭユニットの正面図である。 図２は、本実施形態のＶＣＭユニットの平面図である。 図３は、本実施形態のＶＣＭユニットの背面図である。 図４は、本実施形態のＶＣＭユニットをシャフトガイド側から見た側面図である。 図５は、本実施形態のＶＣＭユニットをベース部材側から見た側面図である。 図６は、本実施形態のＶＣＭユニットの分解図である。 図７は、本実施形態のＶＣＭユニットの正面図である。 図８は、本実施形態のＶＣＭユニットの断面図である。 図９は、本実施形態のＶＣＭユニットの断面図である。 図１０は、本実施形態のＶＣＭユニットの断面図である。 図１１は、本実施形態のＶＣＭユニットの断面図である。

本発明の駆動装置は、従来構成より高速で移動させつつ分解能の制限を受けることなく滑らかに動作可能にすることなどを目的として、固定部に対して移動自在であって光学部材を保持する可動部を、ボイスコイルモータによって固定部に対して移動させ、可動部と固定部との間に設けられる摺動部を介して可動部を固定部へ付勢させる構成としている点を特徴のひとつとする。

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．本実施形態
（１）電子機器の構成例
（２）ＶＣＭ（Voice Coil Motor）ユニットの構成例
２．発明の特徴
３．補足事項

＜１．本実施形態＞
＜（１）電子機器の構成例＞
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のＶＣＭユニットの正面図である。図２は、本実施形態のＶＣＭユニットの平面図である。図３は、本実施形態のＶＣＭユニットの背面図である。図４は、本実施形態のＶＣＭユニットをシャフトガイド側から見た側面図である。図５は、本実施形態のＶＣＭユニットをベース部材側から見た側面図である。図６は、本実施形態のＶＣＭユニットの分解図である。

図１～図６に示されるように、本実施形態の電子機器は、ＶＣＭユニット１、光学系（図示しない）、撮像素子（図示しない）、および本体（図示しない）を含んで構成される。ＶＣＭユニット１は、可動部３Ｆ，３Ｂ、摺動部４Ｆ，４Ｂ、固定部７、ボイスコイルモータ８Ｆ，８Ｂ、及びＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）４９を含んで構成される。以下、可動部３Ｆ，３Ｂの各々を、可動部３と称することがある。摺動部４Ｆ，４Ｂの各々を、摺動部４と称することがある。ボイスコイルモータ８Ｆ，８Ｂの各々を、ボイスコイルモータ８と称することがある。ＶＣＭユニット１は、本発明でいう「駆動装置」及び「レンズ駆動装置」の一具体例である。

各図面にはｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を示している。レンズの光軸に平行な軸であって、シャフトガイド４７から見てベース部材４１へ向いている軸を「ｚ軸」と定義する。言い換えると、「ｚ軸」は、可動部３の移動する方向（以下、移動方向と称することがある。）に平行な軸であって、シャフトガイド４７から見てベース部材４１へ向いている軸である。つまり、「ｚ軸」と「光軸」とは平行であるため、「光軸方向」、「ｚ軸方向」及び「移動方向」は同じ方向である。ｚ軸に垂直な軸であって、マグネット格納部４１ａから見てシャフト４８へ向いている軸を「ｙ軸」と定義する。また、ｚ軸およびｙ軸の両方に垂直な軸であって、ＦＰＣ４９から見てシャフト４８へ向いている軸を「ｘ軸」と定義する。ここでは、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、右手系の３次元の直交座標を形成する。以下、ｚ軸の矢印方向をｚ軸＋側、矢印とは逆方向をｚ軸－側と呼ぶことがあり、その他の軸についても同様である。

＜電子機器＞
電子機器は、たとえば、スマートフォンもしくは携帯電話といった無線端末装置、カメラといった撮像装置、またはプロジェクタなどである。光学系は、たとえばレンズを格納する複数のレンズ鏡筒によって構成され、被写体からの光線を撮像素子に結像する。撮像素子は、被写体を撮像して画像を生成する。詳細には、撮像素子は、たとえば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサであり、基板に設けられる。基板は、本体に固定される。なお、撮像素子はＣＣＤまたはＣＭＯＳに限定されるものではなく、光電変換素子として機能するその他のイメージセンサに置き換えられてもよい。レンズは、本発明でいう「光学部材」の一具体例である。

＜（２）ＶＣＭユニットの構成例＞
＜固定部７＞
主に図６に示されるように、固定部７は、専用固定部５Ｆ，５Ｂ、及び共用固定部６を含んで構成される。専用固定部５Ｆは、バックヨーク４３Ｆ、鉄心４５Ｆ、及び緩衝部材４６Ｆを含んで構成される。専用固定部５Ｂは、バックヨーク４３Ｂ、鉄心４５Ｂ、及び緩衝部材４６Ｂを含んで構成される。共用固定部６は、ベース部材４１、ベアリングシート４２Ｒ，４２Ｌ、シャフトガイド４７及びシャフト４８を含んで構成される。ボイスコイルモータ８Ｆは、コイル１２Ｆ及び駆動マグネット４４Ｆを含んで構成される。ボイスコイルモータ８Ｂは、コイル１２Ｂ及び駆動マグネット４４Ｂを含んで構成される。

以下、専用固定部５Ｆ，５Ｂの各々を、専用固定部５と称することがある。バックヨーク４３Ｆ，４３Ｂの各々を、バックヨーク４３と称することがある。鉄心４５Ｆ，４５Ｂの各々を、鉄心４５と称することがある。緩衝部材４６Ｆ，４６Ｂの各々を、緩衝部材４６と称することがある。ベアリングシート４２Ｒ，４２Ｌの各々を、ベアリングシート４２と称することがある。コイル１２Ｆ，１２Ｂの各々を、コイル１２と称することがある。駆動マグネット４４Ｆ，４４Ｂの各々を、駆動マグネット４４と称することがある。バックヨーク４３及び鉄心４５は、本発明でいう「ヨーク」の一具体例である。

＜共用固定部６＞
＜ベース部材４１＞
図７は、本実施形態のＶＣＭユニットの正面図である。図７は、図２の正面図にかくれ線を追加した図面である。図８～図１１は、本実施形態のＶＣＭユニットの断面図である。図８には、図７の切断線ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩにおける断面図が示される。図９には、図７の切断線ＩＸ－ＩＸにおける断面図が示される。図１０には、図７の切断線Ｘ－Ｘにおける断面図が示される。図１１には、図７の切断線ＸＩ－ＸＩにおける断面図が示される。

主に図６及び図８～図１１に示されるように、ベース部材４１は、マグネット格納部４１ａ、シャフト支持部４１ｂ及びシート格納部４１ｈＲ，４１ｈＬを含んで構成される。本実施形態では、ベース部材４１は、たとえば、樹脂または金属などによって形成され、電子機器の本体に固定される。詳細には、マグネット格納部４１ａは、ｚ軸に平行に延びる略矩形の断面を有する部材である。マグネット格納部４１ａのｙ軸＋側の面には、ｙ軸＋側に開いたコの字状の溝４１ｇがｚ軸に平行に形成される。溝４１ｇの底面には、ｙ軸＋側に向かって突出する凸部４１ｄ，４１ｅが設けられる。凸部４１ｅは、溝４１ｇの底面の略中央に位置する。凸部４１ｄは、凸部４１ｅからｚ軸＋側へ所定の間隔を空けた位置に位置する。凸部４１ｄと凸部４１ｅとの間には、専用固定部５Ｆを格納することが可能である。凸部４１ｅとベース部材４１のｚ軸－側の端部との間には、専用固定部５Ｂを格納することが可能である。

シート格納部４１ｈＲ，４１ｈＬは、ｚ軸に平行に延びる略矩形の断面を有する部材であり、マグネット格納部４１ａのｙ軸＋側において溝４１ｇを挟んで互いに対向するように設けられる。シート格納部４１ｈＲ，４１ｈＬのｙ軸＋側の面には、ｚ軸に平行に延びる凹部４１ｆＲ，４１ｆＬがそれぞれ設けられる。凹部４１ｆＲ，４１ｆＬには、それぞれベアリングシート４２Ｒ，４２Ｌを格納することが可能である。

シャフト支持部４１ｂは、凸部４１ｄに対するｚ軸＋側に設けられ、ｚ軸に平行な貫通孔４１ｃを有する。貫通孔４１ｃは、シート格納部４１ｈＲ，４１ｈＬよりｙ軸＋側に位置し、シャフト４８を挿通することが可能である。

＜シャフトガイド４７＞
本実施形態では、シャフトガイド４７は、たとえば、樹脂または金属などによって形成され、ベース部材４１のｚ軸－側の端部に固定される。シャフトガイド４７は、ｚ軸に平行な貫通孔４７ｃを有する。貫通孔４７ｃは、シート格納部４１ｈＲ，４１ｈＬよりｙ軸＋側の位置であってベース部材４１の貫通孔４１ｃと対向する位置に設けられ、シャフト４８を挿通することが可能である。

＜シャフト４８＞
シャフト４８は、可動部３の移動方向に沿って延びる柱状の部材である。本実施形態では、シャフト４８は、たとえば、樹脂または金属などによって形成され、ｚ軸に平行に延びる円柱形状の部材である。シャフト４８は、両端がそれぞれ貫通孔４１ｃ及び貫通孔４７ｃに挿通されて固定されることで、凸部４１ｄ及びシャフトガイド４７によってｚ軸に平行に支持される。つまり、シャフト４８は、シート格納部４１ｈＲ，４１ｈＬに対するｙ軸＋側に位置し、ｚ軸に平行である。シャフト４８は、本発明でいう「柱状部」の一具体例である。

＜ベアリングシート４２＞
ベアリングシート４２は、可動部３の移動方向に沿って延びる板状の部材である。本実施形態では、ベアリングシート４２は、たとえば、鉄などの強磁性体の金属であり、ｚ軸に平行に延びる略矩形の断面を有する板状の部材である。ベアリングシート４２Ｒは、長手方向がｚ軸方向と平行になるようにシート格納部４１ｈＲの凹部４１ｆＲに固定される。ベアリングシート４２Ｌは、長手方向がｚ軸方向と平行になるようにシート格納部４１ｈＬの凹部４１ｆＬに固定される。本実施形態では、ベアリングシート４２Ｒ，４２Ｌは、接着することでそれぞれ凹部４１ｆＲ，４１ｆＬと密着する。なお、ベアリングシート４２Ｒ，４２Ｌは、それぞれ凹部４１ｆＲ，４１ｆＬにインサート成型されてもよい。また、ベアリングシート４２を柔らかい材料により形成することで、グリスなどの潤滑剤を用いた共振対策などと同様の効果を実現することができる。ベアリングシート４２は、本発明でいう「板部」、「付勢部」及び「強磁性体」の一具体例である。

＜専用固定部５＞
専用固定部５Ｆは専用固定部５Ｂと同じ部品であるため、ここでは、専用固定部５Ｆについて代表的に説明し、専用固定部５Ｂについての説明を省略する。

＜専用固定部５Ｆ＞
＜バックヨーク４３Ｆ＞
本実施形態では、バックヨーク４３Ｆは、たとえば、鉄などの強磁性体の金属であり、主板部４３Ｆａ、側板部４３Ｆｂ及び側板部４３Ｆｄを含んで構成される。主板部４３Ｆａは、略矩形の断面を有する板状の部材であり、ｙ軸＋側に向いた第１面と、ｙ軸－側に向いた第２面と、を有する。側板部４３Ｆｂは、主板部４３Ｆａのｚ軸＋側に設けられ、ｙ軸＋側に延びる板状の部材である。側板部４３Ｆｂのｙ軸＋側の端部には、ｙ軸＋側に開いたコの字状の溝４３Ｆｃがｚ軸に平行に形成される。側板部４３Ｆｄは、主板部４３Ｆａのｚ軸－側に設けられ、ｙ軸＋側に延びる板状の部材である。側板部４３Ｆｄのｙ軸＋側の端部には、ｙ軸＋側に開いたコの字状の溝４３Ｆｅがｚ軸に平行に形成される。

＜鉄心４５Ｆ＞
本実施形態では、鉄心４５Ｆは、鉄によって形成された部材であり、主板部４５Ｆａ及び嵌め合い部４５Ｆｂ、４５Ｆｃを含んで構成される。主板部４５Ｆａは、略矩形の断面を有し、ｚ軸に平行に延びる板状の部材である。嵌め合い部４５Ｆｂは、主板部４５Ｆａのｚ軸＋側の端部からｚ軸＋側に延びる板状の部材であり、バックヨーク４３Ｆの側板部４３Ｆｂにおける溝４３Ｆｃと嵌め合わすことが可能である。嵌め合い部４５Ｆｃは、主板部４５Ｆａのｚ軸－側の端部からｚ軸－側に延びる板状の部材であり、バックヨーク４３Ｆの側板部４３Ｆｄにおける溝４３Ｆｅと嵌め合わすことが可能である。なお、鉄心４５Ｆは必ずしも純粋な鉄で形成されなくてもよく、合金で形成されてもよいし、鉄以外の磁性体で形成されてもよい。

＜駆動マグネット４４Ｆ＞
本実施形態では、駆動マグネット４４Ｆは、たとえば、ｙ軸方向に着磁された板状の永久磁石であり、ｙ軸＋側に向いた第１面と、ｙ軸－側に向いた第２面と、を有する。第１面及び第２面は、それぞれＮ磁極及びＳ磁極に磁化される。なお、第１面及び第２面は、それぞれＳ磁極及びＮ磁極に磁化されてもよい。駆動マグネット４４は、本発明でいう「第２の永久磁石」の一具体例である。

＜緩衝部材４６Ｆ＞
本実施形態では、緩衝部材４６Ｆは、たとえば、略矩形の断面を有する板状の弾性体であり、ｘ軸方向に延びる長孔４６Ｆａが略中央に形成される。本実施形態では、緩衝部材４６Ｆは、たとえばゴムシートによって形成される。なお、緩衝部材４６Ｆは、ゲルなどの弾性体や、エラストマー（ゴム状の弾性体）などで形成されてもよい。長孔４６Ｆａは、鉄心４５Ｆの主板部４５Ｆａを挿通することが可能である。

＜可動部３＞
主に図６に示されるように、可動部３Ｆは、駆動枠１１Ｆ、検出マグネット１３Ｆ、及び吸引マグネット１４ＦＲ，１４ＦＬを含んで構成される。可動部３Ｂは、駆動枠１１Ｂ、検出マグネット１３Ｂ、及び吸引マグネット１４ＢＲ，１４ＢＬを含んで構成される。

以下、駆動枠１１Ｆ，１１Ｂの各々を、駆動枠１１と称することがある。検出マグネット１３Ｆ，１３Ｂの各々を、検出マグネット１３と称することがある。吸引マグネット１４ＦＲ，１４ＦＬ，１４ＢＲ，１４ＢＬの各々を、吸引マグネット１４と称することがある。

可動部３は、固定部７に対して移動自在であってレンズ鏡筒を保持する。詳細には、駆動枠１１Ｆ，１１Ｂは、固定部７に対してｚ軸に平行に移動することが可能であり、互いに対向するように設けられる。

＜駆動枠１１＞
駆動枠１１Ｆは駆動枠１１Ｂと同じ部品であるため、ここでは、駆動枠１１Ｆについて代表的に説明し、駆動枠１１Ｂについての説明を省略する。
＜駆動枠１１Ｆ＞
主に図６～図１１に示されるように、駆動枠１１Ｆは、枠板部１１Ｆａ、外側支持部１１Ｆｂ，１１Ｆｃ、中央側支持部１１Ｆｄ，１１Ｆｅ、突出部１１Ｆｆ，１１Ｆｇ、コイルボビン部１１Ｆｐ、及び凹部１１Ｆｌ，１１Ｆｍを含んで構成される。本実施形態では、駆動枠１１Ｆは、たとえば、樹脂または金属などによって形成される。

＜枠板部１１Ｆａ＞
枠板部１１Ｆａは、シャフト４８の中心を通る面であってｙｚ面に平行な面である対称面（図示しない。）に対して対称な形状を有する。詳細には、枠板部１１Ｆａは、ｙ軸方向に延びた板状の部材であり、ｚ軸＋側に向いた第１面と、ｚ軸－側に向いた第２面と、を有する。枠板部１１Ｆａでは、レンズ収容孔１１Ｆｎ及び長孔１１Ｆｏが、ｚ軸＋側から第１面を見て、ｙ軸＋側からｙ軸－側にこの順で形成される（図１０及び図１１参照）。レンズ収容孔１１Ｆｎは、シャフト４８に対するｙ軸＋側に位置し、ｙ軸方向に長い貫通孔である。レンズ収容孔１１Ｆｎは、レンズ鏡筒を収容することが可能である。長孔１１Ｆｏは、可動部３Ｆが付勢される方向すなわちｙ軸方向に延び、シャフト４８を挿通することが可能な貫通孔である。長孔１１Ｆｏでは、ｘ軸方向の径がシャフト４８の直径より所定の公差だけ大きく、ｙ軸方向の径がｘ軸方向の径より大きい。つまり、長孔１１Ｆｏにシャフト４８を挿通した状態においてｙ軸方向に隙間が生ずるため、枠板部１１Ｆａをｙ軸方向に当該隙間分移動させることが可能である。長孔１１Ｆｏの内面は、本発明でいう「対向部」の一具体例である。

なお、本実施形態では、枠板部１１Ｆａに長孔１１Ｆｏが形成される構成について説明したが、枠板部１１Ｆａに略円形の断面を有する貫通孔が形成される構成であってもよい。この場合において、貫通孔の内面は、シャフト４８と対向する。また、たとえば、貫通孔の径がシャフト４８の外径より若干大きいとき、貫通孔は、移動方向に直交する方向への駆動枠１１Ｆの移動を規制しながら駆動枠１１Ｆを移動方向へガイドするとともに、駆動枠１１Ｆをシャフト４８に沿って摺動させることができる。この場合、貫通孔及びシャフト４８と後述する摺動部４Ｆとの一方が主に摺動し、他方が補助的に摺動するような構成となってもよい。また、たとえば、貫通孔の径がシャフト４８の外径より十分に大きいとき、ＶＣＭユニット１が落下したときの衝撃を緩和する。また、枠板部１１Ｆａにおいて、貫通穴の代わりに、Ｖ字またはＵ字の断面を有する溝が形成される構成であってもよい。この場合、溝を形成する面は、シャフト４８と対向する。また、溝を形成することで、枠板部１１Ｆａにおけるスペースを節約することができる。

＜コイルボビン部１１Ｆｐ＞
コイルボビン部１１Ｆｐは、長孔１１Ｆｏに対するｙ軸－側に位置する（図８及び図１０参照）。コイルボビン部１１Ｆｐは、枠板部１１Ｆａの第１面からｚ軸＋側に向かって突出し、長孔１１Ｆｑを有する筒状の部材である。長孔１１Ｆｑは、ｘ軸方向に延び、鉄心４５Ｆの主板部４５Ｆａを挿通することが可能な貫通孔である。

＜外側支持部１１Ｆｃ＞
外側支持部１１Ｆｃは、枠板部１１Ｆａの第１面からｚ軸＋側へ向かって延びる四角柱状の部材であり、コイル１２Ｆ及びシャフト４８に対するｘ軸＋側に位置する。外側支持部１１Ｆｃのｙ軸－側の面では、ｙ軸－側に開いた逆Ｖ字状の溝部１１Ｆｉがｚ軸に平行に形成される（図７、図９及び図１０参照）。溝部１１Ｆｉのｚ軸方向の長さは、ボールベアリング３１Ｆの直径より大きい。溝部１１Ｆｉの開口部のｙ軸方向の幅は、ボールベアリング３１Ｆの直径より小さい。外側支持部１１Ｆｃは、ボールベアリング３１Ｆのｙ軸＋側の一部が溝部１１Ｆｉに嵌ることで、ボールベアリング３１Ｆによって支持される。

＜外側支持部１１Ｆｂ＞
外側支持部１１Ｆｂは、シャフト４８の中心を通る面であってｙｚ面に平行な対称面（図示しない。）に対して外側支持部１１Ｆｃと対称な部材である。具体的には、外側支持部１１Ｆｂは、枠板部１１Ｆａの第１面からｚ軸＋側へ向かって延びる四角柱状の部材であり、コイル１２Ｆ及びシャフト４８に対するｘ軸－側に位置する。外側支持部１１Ｆｂのｙ軸－側の面では、ｙ軸－側に開いた逆Ｖ字状の溝部１１Ｆｈがｚ軸に平行に形成される（図７及び図１０参照）。溝部１１Ｆｈのｚ軸方向の長さは、ボールベアリング３１Ｆの直径より大きい。溝部１１Ｆｈの開口部のｙ軸方向の幅は、ボールベアリング３１Ｆの直径より小さい。外側支持部１１Ｆｂは、ボールベアリング３１Ｆのｙ軸＋側の一部が溝部１１Ｆｈに嵌ることで、ボールベアリング３１Ｆによって支持される。

＜中央側支持部１１Ｆｅ＞
中央側支持部１１Ｆｅは、枠板部１１Ｆａの第２面からｚ軸－側へ向かって延びる四角柱状の部材である。中央側支持部１１Ｆｅの断面形状は、外側支持部１１Ｆｃの断面形状と略同じである。中央側支持部１１Ｆｅのｙ軸－側の面では、ｙ軸－側に開いた逆Ｖ字状の溝部１１Ｆｋがｚ軸に平行に形成される（図７及び図９参照）。溝部１１Ｆｋのｚ軸方向の長さは、ボールベアリング３１Ｆの直径より大きい。溝部１１Ｆｋの開口部のｙ軸方向の幅は、ボールベアリング３１Ｆの直径より小さい。中央側支持部１１Ｆｅは、ボールベアリング３１Ｆのｙ軸＋側の一部が溝部１１Ｆｋに嵌ることで、ボールベアリング３１Ｆによって支持される。

＜中央側支持部１１Ｆｄ＞
中央側支持部１１Ｆｄは、シャフト４８の中心を通る面であってｙｚ面に平行な対称面（図示しない。）に対して中央側支持部１１Ｆｅと対称な部材である。具体的には、中央側支持部１１Ｆｄは、枠板部１１Ｆａの第２面からｚ軸－側へ向かって延びる四角柱状の部材である。中央側支持部１１Ｆｄの断面形状は、外側支持部１１Ｆｂの断面形状と略同じである。中央側支持部１１Ｆｄのｙ軸－側の面では、ｙ軸－側に開いた逆Ｖ字状の溝部１１Ｆｊがｚ軸に平行に形成される（図７参照）。溝部１１Ｆｊのｚ軸方向の長さは、ボールベアリング３１Ｆの直径より大きい。溝部１１Ｆｊの開口部のｙ軸方向の幅は、ボールベアリング３１Ｆの直径より小さい。中央側支持部１１Ｆｄは、ボールベアリング３１Ｆのｙ軸＋側の一部が溝部１１Ｆｋに嵌ることで、ボールベアリング３１Ｆによって支持される。

＜突出部１１Ｆｇ＞
突出部１１Ｆｇは、外側支持部１１Ｆｃのシャフト４８側において、外側支持部１１Ｆｃからｙ軸＋側へ向かって延びる板状の部材である。突出部１１Ｆｇは、シャフト４８に対するｘ軸＋側に位置する（図１０参照）。

＜突出部１１Ｆｆ＞
突出部１１Ｆｆは、シャフト４８の中心を通る面であってｙｚ面に平行な対称面（図示しない。）に対して突出部１１Ｆｇと対称な部材である（図１０参照）。具体的には、突出部１１Ｆｆは、外側支持部１１Ｆｂのシャフト４８側において、外側支持部１１Ｆｂからｙ軸＋側へ向かって延びる板状の部材である。突出部１１Ｆｆは、シャフト４８に対するｘ軸－側に位置する。

＜凹部１１Ｆｍ＞
凹部１１Ｆｍは、駆動枠１１Ｆのｙ軸－側に設けられ、吸引マグネット１４ＦＬのｙ軸＋側の一部を収容可能な穴である（図７、図９及び図１１参照）。詳細には、凹部１１Ｆｍは、溝部１１Ｆｉと溝部１１Ｆｋとの間に設けられ、ｙ軸＋側に窪んだ略矩形状の穴である。

＜凹部１１Ｆｌ＞
凹部１１Ｆｌは、駆動枠１１Ｆのｙ軸－側に設けられ、吸引マグネット１４ＦＲのｙ軸＋側の一部を収容可能な穴である（図７及び図１１参照）。詳細には、凹部１１Ｆｌは、溝部１１Ｆｈと溝部１１Ｆｊとの間に設けられ、ｙ軸＋側に窪んだ略矩形状の穴である。凹部１１Ｆｌの位置と凹部１１Ｆｍの位置とは、シャフト４８の中心を通る面であってｙｚ面に平行な対称面（図示しない。）について対称である。

＜コイル１２Ｆ＞
本実施形態では、コイル１２Ｆは、駆動枠１１Ｆにおけるコイルボビン部１１Ｆｐを挿通可能な空芯部を有し、単一の線材が所定の巻回方向に巻回されて形成される（図８及び図１０参照）。コイル１２Ｆの外側の断面は、略矩形である。コイル１２Ｆの線材にはたとえば自己融着線材が用いられており、製造時に加熱することで線材同士が接着され、コイル１２Ｆの形状が保たれている。

＜コイル１２Ｂ＞
本実施形態では、コイル１２Ｂは、駆動枠１１Ｂにおけるコイルボビン部１１Ｂｐを挿通可能な空芯部を有し、単一の線材が所定の巻回方向に巻回されて形成される（図８参照）。コイル１２Ｂの外側の断面は、略矩形である。コイル１２Ｂの線材にはたとえば自己融着線材が用いられており、製造時に加熱することで線材同士が接着され、コイル１２Ｂの形状が保たれている。

＜検出マグネット１３Ｆ＞
本実施形態では、検出マグネット１３Ｆは、ｘ軸方向に着磁された板状の永久磁石であり、ｘ軸－側に向いた第１面と、ｘ軸＋側に向いた第２面と、を有する。第１面及び第２面は、それぞれＮ磁極及びＳ磁極に磁化される。なお、第１面及び第２面は、それぞれＳ磁極及びＮ磁極に磁化されてもよい。検出マグネット１３Ｆは、駆動枠１１Ｆにおける外側支持部１１Ｆｂのｙ軸＋側の面に取り付けられる。この際、検出マグネット１３Ｆの第２面が突出部１１Ｆｆのｘ軸－側の面と密着し、検出マグネット１３Ｆのｚ軸－側の面が枠板部１１Ｆａの第１面と密着する。

＜検出マグネット１３Ｂ＞
本実施形態では、検出マグネット１３Ｂは、ｘ軸方向に着磁された板状の永久磁石であり、ｘ軸－側に向いた第１面と、ｘ軸＋側に向いた第２面と、を有する。第１面及び第２面は、それぞれＮ磁極及びＳ磁極に磁化される。なお、第１面及び第２面は、それぞれＳ磁極及びＮ磁極に磁化されてもよい。検出マグネット１３Ｂは、駆動枠１１Ｂにおける外側支持部１１Ｂｃのｙ軸＋側の面に取り付けられる。この際、検出マグネット１３Ｂの第２面が突出部１１Ｂｇのｘ軸－側の面と密着し、検出マグネット１３Ｂのｚ軸＋側の面が枠板部１１Ｂａの第１面と密着する。

＜吸引マグネット１４＞
吸引マグネット１４ＦＬは吸引マグネット１４ＦＲ，１４ＢＬ，１４ＢＲと同じ部品であるため、ここでは、吸引マグネット１４ＦＬについて代表的に説明し、吸引マグネット１４ＦＲ，１４ＢＬ，１４ＢＲについての説明を省略する。本実施形態では、吸引マグネット１４ＦＬは、ｙ軸方向に着磁された板状の永久磁石であり、ｙ軸＋側に向いた第１面と、ｙ軸－側に向いた第２面と、を有する。第１面及び第２面は、それぞれＮ磁極及びＳ磁極に磁化される。なお、第１面及び第２面は、それぞれＳ磁極及びＮ磁極に磁化されてもよい。吸引マグネット１４は、本発明でいう「付勢部」及び「第１の永久磁石」の一具体例である。

＜摺動部４＞
摺動部４Ｆは、４つのボールベアリング３１Ｆを含んで構成される。摺動部４Ｂは、４つのボールベアリング３１Ｂを含んで構成される。以下、ボールベアリング３１Ｆ，３１Ｂの各々を、ベアリング３１と称することがある。摺動部４Ｆは摺動部４Ｂと同じ部品であるため、ここでは、摺動部４Ｆについて代表的に説明し、摺動部４Ｂについての説明を省略する。

＜摺動部４Ｆ＞
摺動部４Ｆは、可動部３Ｆを固定部７に対して摺動させる。本実施形態では、ボールベアリング３１Ｆは、たとえば、表面に潤滑剤が塗布された球形の金属である。４つのボールベアリング３１Ｆが、それぞれ、ベアリングシート４２Ｒと溝部１１Ｆｈとの間、ベアリングシート４２Ｒと溝部１１Ｆｊとの間、ベアリングシート４２Ｌと溝部１１Ｆｉとの間、及びベアリングシート４２Ｌと溝部１１Ｆｋとの間において転がることで、可動部３Ｆを支持しながら固定部７に対して滑らかに移動させる。なお、ボールベアリング３１Ｆの表面には、潤滑剤が塗布されなくてもよい。また、たとえば、ボールベアリング３１Ｆ、ベアリングシート４２及びシャフト４８に対して潤滑塗装、めっきまたはコーティング膜などの表面処理を行い、これらの表面に固体潤滑膜を形成してもよい。ボールベアリング３１Ｆは、セラミックまたは樹脂によって形成されてもよい。

＜ＦＰＣ４９＞
主に図３～図６に示されるように、ＦＰＣ４９は、２つのホールセンサ５０Ｆ、及び２つのホールセンサ５０Ｂを含んで構成される。ＦＰＣ４９は、駆動枠１１のｘ軸－側に設けられ、２つのホールセンサ５０Ｆ及び２つのホールセンサ５０Ｂを含む電子部品が搭載されたフレキシブル基板である。詳細には、ＦＰＣ４９は、シート格納部４１ｈＲのｘ軸－側の面に取り付けられる。２つのホールセンサ５０Ｆは、検出マグネット１３Ｆの第１面と対向するように設けられる。各ホールセンサ５０Ｆは、磁束密度を検出し、検出結果を示す信号をＦＰＣ４９へ出力する。駆動枠１１Ｆのｚ軸方向への移動によって検出マグネット１３Ｆが位置を変えると、ホールセンサ５０Ｆにおける磁束密度が変化するため、ホールセンサ５０Ｆが出力する信号に基づき、駆動枠１１Ｆのｚ軸方向における位置を検出することが可能となる。

２つのホールセンサ５０Ｂは、検出マグネット１３Ｂの第１面と対向するように設けられる。ホールセンサ５０Ｂは、磁束密度を検出し、検出結果を示す信号をＦＰＣ４９へ出力する。駆動枠１１Ｂのｚ軸方向への移動によって検出マグネット１３Ｂが位置を変えると、ホールセンサ５０Ｂにおける磁束密度が変化するため、ホールセンサ５０Ｂが出力する信号に基づき、駆動枠１１Ｂのｚ軸方向における位置を検出することが可能となる。なお、本実施形態では、２つのホールセンサ５０Ｂを設ける構成について説明したが、１つのホールセンサ５０Ｂを設ける構成であってもよい。また、２つのホールセンサ５０Ｂが１つのパッケージに含まれる構成であってもよい。

ＦＰＣ４９では、２つのホールセンサ５０Ｆ及び２つのホールセンサ５０Ｂにより取得された電気信号が、ＦＰＣ４９に搭載された電子部品により所定の電気処理または信号処理が施されることで、駆動枠１１Ｆ，１１Ｂの位置を示すポジション情報が生成される。

＜ＶＣＭユニット１の全体構成＞
主に図６、図８及び図１０に示されるように、コイル１２Ｆは、駆動枠１１Ｆに固定される。詳細には、コイル１２Ｆは、たとえば、巻回方向が所定の方向になるように、空芯部がコイルボビン部１１Ｆｐにｚ軸＋側から差し込まれ、枠板部１１Ｆａの第１面に接着される。同様に、コイル１２Ｂは、駆動枠１１Ｂに固定される。詳細には、コイル１２Ｂは、たとえば、巻回方向が所定の方向になるように、空芯部がコイルボビン部１１Ｂｐにｚ軸－側から差し込まれ、枠板部１１Ｂａの第１面に接着される。

主に図６、図７、図９及び図１１に示されるように、吸引マグネット１４ＦＲ，１４ＦＬは、ｙ軸＋側の一部がそれぞれ凹部１１Ｆｌ，１１Ｆｍに収容されることで、駆動枠１１Ｆに固定される。同様に、吸引マグネット１４ＢＲ，１４ＢＬは、ｙ軸＋側の一部がそれぞれ凹部１１Ｂｍ，１１Ｂｌに収容されることで、駆動枠１１Ｂに固定される。

主に図６、図８及び図１０に示されるように、鉄心４５Ｆは、緩衝部材４６Ｆの長孔４６Ｆａ及びコイルボビン部１１Ｆｐの長孔１１Ｆｑに挿通される。すなわち、コイル１２Ｆには、鉄心４５Ｆが挿通される。この際、緩衝部材４６Ｆは、コイルボビン部１１Ｆｐに対するｚ軸＋側に位置する。鉄心４５Ｆの嵌め合い部４５Ｆｂ，４５Ｆｃは、それぞれ溝４３Ｆｃ，４３Ｆｅに嵌め合わされた後、溶接される。この状態で、主板部４３Ｆａ、側板部４３Ｆｂ、鉄心４５Ｆ及び側板部４３Ｆｄによって磁気閉回路となる環状のヨークが形成される。駆動マグネット４４Ｆは、この環状のヨークの内周面に固定される。詳細には、駆動マグネット４４Ｆは、第２面とバックヨーク４３Ｆの主板部４３Ｆａの第１面とが密着するようにバックヨーク４３Ｆに固定される。また、駆動枠１１Ｆは、鉄心４５Ｆ及び長孔１１Ｆｑによってｘ軸方向の移動及びｙ軸方向の移動が制限されつつ、ｚ軸方向に移動可能となる。

同様に、鉄心４５Ｂは、緩衝部材４６Ｂの長孔４６Ｂａ及びコイルボビン部１１Ｂｐの長孔１１Ｂｑに挿通される。すなわち、コイル１２Ｂには、鉄心４５Ｂが挿通される。この際、緩衝部材４６Ｂは、コイルボビン部１１Ｂｐに対するｚ軸－側に位置する。鉄心４５Ｂの嵌め合い部４５Ｂｂ，４５Ｂｃは、それぞれ溝４３Ｂｃ，４３Ｂｅに嵌め合わされた後、溶接される。この状態で、主板部４３Ｂａ、側板部４３Ｂｂ、鉄心４５Ｂ及び側板部４３Ｂｄによって磁気閉回路となる環状のヨークが形成される。駆動マグネット４４Ｂは、この環状のヨークの内周面に固定される。詳細には、駆動マグネット４４Ｂは、第２面とバックヨーク４３Ｂの主板部４３Ｂａの第１面とが密着するようにバックヨーク４３Ｂに固定される。また、駆動枠１１Ｂは、鉄心４５Ｂ及び長孔１１Ｂｑによってｘ軸方向の移動及びｙ軸方向の移動が制限されつつ、ｚ軸方向に移動可能となる。

主に図１、図６、図９及び図１０に示されるように、シャフトガイド４７は、貫通孔４１ｃと貫通孔４７ｃとが対向する状態でベース部材４１のｚ軸－側の端部に固定される。専用固定部５Ｆは、共用固定部６に固定される。詳細には、専用固定部５Ｆの主板部４３Ｆａの第２面は、枠板部１１Ｆａの第２面とシャフトガイド４７のｚ軸＋側の面とが対向している状態で、ベース部材４１の凸部４１ｄと凸部４１ｅとの間における溝４１ｇの底面に接着される。この際、４つのボールベアリング３１Ｆは、ベアリングシート４２Ｒと溝部１１Ｆｈとの間、ベアリングシート４２Ｒと溝部１１Ｆｊとの間、ベアリングシート４２Ｌと溝部１１Ｆｉとの間、及びベアリングシート４２Ｌと溝部１１Ｆｋとの間にそれぞれ設けられている。この状態において、吸引マグネット１４ＦＬとベアリングシート４２Ｌとの間の磁気的な吸引力、及び吸引マグネット１４ＦＲとベアリングシート４２Ｒとの間の磁気的な吸引力によって、駆動枠１１Ｆは、ｙ軸－側に付勢される。これにより、駆動枠１１Ｆは、４つのボールベアリング３１Ｆによって安定的に支持されるとともに、ｚ軸方向に滑らかに運動することが可能となる。

同様に、専用固定部５Ｂは、共用固定部６に固定される。詳細には、専用固定部５Ｂの主板部４３Ｂａの第２面は、枠板部１１Ｂａの第２面とシャフト支持部４１ｂのｚ軸－側の面とが対向している状態で、ベース部材４１の凸部４１ｅとシャフトガイド４７との間における溝４１ｇの底面に接着される。この際、４つのボールベアリング３１Ｂは、ベアリングシート４２Ｌと溝部１１Ｂｈとの間、ベアリングシート４２Ｌと溝部１１Ｂｊとの間、ベアリングシート４２Ｒと溝部１１Ｂｉとの間、及びベアリングシート４２Ｒと溝部１１Ｂｋとの間にそれぞれ設けられている。この状態において、吸引マグネット１４ＢＬとベアリングシート４２Ｌとの間の磁気的な吸引力、及び吸引マグネット１４ＢＲとベアリングシート４２Ｒとの間の磁気的な吸引力によって、駆動枠１１Ｂは、ｙ軸－側に付勢される。これにより、駆動枠１１Ｂは、４つのボールベアリング３１Ｂによって安定的に支持されるとともに、ｚ軸方向に滑らかに運動することが可能となる。

シャフト４８は、貫通孔４１ｃ、長孔１１Ｆｏ、長孔１１Ｂｏ及び貫通孔４７ｃに挿通された状態で、シャフト支持部４１ｂ及びシャフトガイド４７に固定される。これにより、駆動枠１１Ｆ，１１Ｂのｚｘ面内の回転を抑制することができる。

主に図１及び図６に示されるように、コイル１２Ｆに電流を与えることで、コイル１２Ｆに円環電流が発生する。コイル１２Ｆの円環電流が駆動マグネット４４Ｆによる磁束密度に基づきローレンツ力を受けるため、コイル１２Ｆは、ｚ軸に平行な推力を受ける。当該推力の向きは、円環電流の方向によって切り替えることが可能である。つまり、コイル１２Ｆの円環電流の向き及び大きさを調整することで、駆動枠１１Ｆのｚ軸方向の運動を制御することができる。ポジション情報に基づき駆動枠１１Ｆのｚ軸方向の位置を取得することができるので、駆動枠１１Ｆのｚ軸方向の位置を自在に制御することができる。

同様に、コイル１２Ｂに電流を与えることで、コイル１２Ｂに円環電流が発生する。コイル１２Ｂの円環電流が駆動マグネット４４Ｂによる磁束密度に基づきローレンツ力を受けるため、コイル１２Ｂは、ｚ軸に平行な推力を受ける。当該推力の向きは、円環電流の方向によって切り替えることが可能である。つまり、コイル１２Ｂの円環電流の向き及び大きさを調整することで、駆動枠１１Ｂのｚ軸方向の運動を制御することができる。ポジション情報に基づき駆動枠１１Ｂのｚ軸方向の位置を取得することができるので、駆動枠１１Ｂのｚ軸方向の位置を自在に制御することができる。なお、コイル１２への給電には、ブラシ、バネ接点（通電バネ）及び可撓性を有するフレキシブルプリント基板などが用いられる。

上記構成のＶＣＭユニットによれば、ボイスコイルモータ８を用いることで、可動部３を高速で移動させることができるとともに、分解能の制限を受けることなく可動部３を自在な位置に移動させることができる。

＜２．本発明の特徴＞
ステッピングモータの高分解能化を目的としてギア機構が設けられる場合、ギア同士の噛み合わせによってガタが発生することがある。上記構成のＶＣＭユニットでは、吸引マグネット１４ＦＬ，ＦＲ及びベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒは、磁力によって駆動枠１１Ｆを、ボールベアリング３１Ｆを介してベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒへ付勢させるため、可動部３を固定部７に対して滑らかに移動させることができる。また、駆動枠１１Ｆと固定部７とが吸引マグネット１４ＦＬ，ＦＲ及びベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒを介して物理的に連結されることなく駆動枠１１Ｆを付勢することができるので、吸引マグネット１４ＦＬ，ＦＲ及びベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒによって駆動枠１１Ｆの滑らかな移動が損なわれることを防ぐことができる。また、磁力を用いることで、駆動枠１１Ｆの移動範囲が広い場合においても、均等に付勢することができる。

上記構成のＶＣＭユニットでは、長孔１１Ｆｏの内面が、駆動枠１１Ｆの移動方向に沿って延びるシャフト４８と対向するため、シャフト４８の延伸方向に対する駆動枠１１Ｆの向きを安定させながら駆動枠１１Ｆを移動させることができる。

上記構成のＶＣＭユニットでは、駆動枠１１Ｆの移動方向に沿って延びるシャフト４８が、駆動枠１１Ｆの長孔１１Ｆｏに挿通され、長孔１１Ｆｏの内面とシャフト４８とが対向するため、シャフト４８の延伸方向と直交する方向への駆動枠１１Ｆの移動をより制限することができる。これにより、たとえば、固定部７と駆動枠１１Ｆとの間にボールベアリング３１が設けられる構成において、ＶＣＭユニット１が落下した際の衝撃によってボールベアリング３１が外れてしまうことを防ぐことができる。

たとえば、駆動枠１１Ｆが付勢される方向について駆動枠１１Ｆの移動が制限された場合、ボールベアリング３１Ｆと駆動枠１１Ｆまたはベアリングシート４２との間に隙間が生じることがある。この場合、駆動枠１１Ｆ、ボールベアリング３１Ｆ及びベアリングシート４２が互いに密着せず、駆動枠１１Ｆの移動が不安定になることがある。上記構成のＶＣＭユニットでは、長孔１１Ｆｏが、駆動枠１１Ｆが付勢される方向に延びるため、当該方向について駆動枠１１Ｆの移動の制限を緩和することができる。これにより、駆動枠１１Ｆ、ボールベアリング３１Ｆ及びベアリングシート４２を互いに密着させることができるので、駆動枠１１Ｆを安定的に移動させることができる。また、たとえば、長孔１１Ｆｏの短軸とシャフト４８の外径との差を小さくすることで、長孔１１Ｆｏの長軸を回転軸とする駆動枠１１Ｆの回転を長孔１１Ｆｏとシャフト４８との接触によって抑制することができる。また、ＶＣＭユニット１の組み立て性を向上させることができる。

上記構成のＶＣＭユニットでは、摺動部がボールベアリング３１Ｆであるため、駆動時の摩擦を低減することができるので、ＶＣＭユニット１の消費電力を低くすることができる。また、静止摩擦と動摩擦との差を小さくすることができるので、動き始めに要する力と動いているときに要する力との差を小さくすることができる。これにより、駆動枠１１Ｆの応答性を向上させることができる。

上記構成のＶＣＭユニットでは、ベアリングシート４２が、ボールベアリング３１Ｆと接触し、駆動枠１１Ｆの移動方向に沿って延びるため、ボールベアリング３１Ｆをベアリングシート４２に沿って転がす簡易な構成で、駆動枠１１Ｆを安定かつ滑らかに移動させることができる。また、落下時の衝撃によって、ボールベアリング３１Ｆの座面が変形することを抑制することができるとともに、当該座面の磨耗を軽減して耐久性を向上させることができる。また、ベアリングシート４２ごとに２つのボールベアリング３１Ｆを転がすことで、２つのボールベアリング３１Ｆを同一平面で支持することができる。

上記構成のＶＣＭユニットが、駆動枠１１Ｆ，１１Ｂを備えるため、２つのレンズ鏡筒を互いに独立に移動させることができるので、電子機器におけるズーム機構及びオートフォーカス機構を良好に実現するこができる。

上記構成のＶＣＭユニットでは、吸引マグネット１４ＦＬ，ＦＲが駆動枠１１Ｆに設けられ、ベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒが固定部７に設けられるため、吸引マグネット１４ＦＬ，ＦＲ及びベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒの配置構成を効果的に簡素化することができる。また、駆動枠１１Ｆと固定部７とが吸引マグネット１４ＦＬ，ＦＲ及びベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒを介して物理的に連結されることなく駆動枠１１Ｆを付勢することができるので、吸引マグネット１４ＦＬ，ＦＲ及びベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒによって駆動枠１１Ｆの滑らかな移動が損なわれることを防ぐことができる。また、磁力を用いることで、駆動枠１１Ｆの移動範囲が広い場合においても、均等に付勢することができる。

上記構成のＶＣＭユニットでは、ベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒが、ボールベアリング３１Ｆと接触し、駆動枠１１Ｆの移動方向に沿って延び、吸引マグネット１４ＦＬ，ＦＲが、駆動枠１１Ｆに設けられ、それぞれベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒとの間で発生する引力により駆動枠１１Ｆを固定部７に付勢する。これにより、駆動枠１１Ｆを固定部７に付勢する構成を、簡易に実現することができる。

上記構成のＶＣＭユニットでは、バックヨーク４３及び鉄心４５が環状のヨークを形成し、コイル１２Ｆが、環状のヨークに挿通されて駆動枠１１Ｆに設けられ、駆動マグネット４４Ｆが、環状のヨークの内周面すなわち主板部４３Ｆａの第１面に固定される。これにより、コイル１２Ｆに電流を与えることで、環状のヨークの周方向に沿った推進力をコイル１２Ｆに加えることができるので、駆動枠１１Ｆを高速かつ安定的に移動させることができる。

＜３．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

本実施形態の駆動装置では、レンズが「光学部材」の一具体例である構成について説明したが、ミラーなどが「光学部材」の一具体例となる構成であってもよい。

また、本実施形態の駆動装置が、２つの可動部３を備える構成について説明したが、駆動装置は、１つまたは３つ以上の可動部３を備える構成であってもよい。

また、本実施形態の駆動装置では、可動部３Ｆ，３Ｂのそれぞれに対応する専用固定部５Ｆ，５Ｂが設けられる構成について説明したが、可動部３Ｆ，３Ｂが１つの専用固定部５を共用する構成であってもよい。

また、本実施形態の駆動装置では、可動部３Ｆ，３Ｂが共用固定部６を共用する構成について説明したが、可動部３Ｆ，３Ｂのそれぞれに対応する共用固定部６が設けられる構成であってもよい。具体的には、駆動装置では、たとえば、ベアリングシート４２Ｌ，４２Ｒの組（以下、シート組と称することがある。）が、可動部３Ｆ，３Ｂのそれぞれに対応して２つ設けられてもよい。しかしながら、可動部３Ｆ，３Ｂが１つのシート組を共用すると、ボールベアリング３１Ｆ，３１Ｂを同一面上で転がすことができるので、２つのレンズ鏡筒のチルト管理を容易に行うことができる。このため、可動部３Ｆ，３Ｂが１つのシート組を共用する構成が好ましい。また、駆動装置では、たとえば、シャフト４８が、可動部３Ｆ，３Ｂのそれぞれに対応して２つ設けられてもよい。しかしながら、可動部３Ｆ，３Ｂが１つのシャフト４８を共用すると、駆動枠１１Ｆ，１１Ｂを同一軸に沿って移動させることができるので、２つのレンズ鏡筒の光軸管理を容易に行うことができる。このため、可動部３Ｆ，３Ｂが１つのシャフト４８を共用する構成が好ましい。

また、本実施形態の駆動装置では、ボールベアリング３１が「摺動部」の一具体例である構成について説明したが、軸付きローラなどが「摺動部」の一具体例となる構成であってもよい。具体的には、たとえば、ｘ軸に平行な回転軸を有する複数の軸付きローラをシート格納部４１ｈＬ，４１ｈＲに設けることで、ローラの回転による駆動枠１１Ｆの滑らかな移動を実現することができる。

また、本実施形態の駆動装置では、コイル１２が可動部３に設けられ、駆動マグネット４４が固定部７に設けられるムービングコイル型の駆動装置の構成について説明したが、コイル１２が固定部７に設けられ、駆動マグネット４４が可動部３に設けられるムービングマグネット型の駆動装置の構成であってもよい。

また、本実施形態の駆動装置では、磁力によって可動部３を、摺動部４を介して固定部７へ付勢させる構成について説明したが、ばねなどの復元力によって可動部３を、摺動部４を介して固定部７へ付勢させる構成であってもよい。この場合、たとえば、貫通孔４１ｃ，４７ｃをｙ軸方向に延びる長孔とし、シャフト４８とベース部材４１との間にコイルばねが設けられる。これにより、駆動枠１１Ｆの長孔１１Ｆｏがシャフト４８によってｙ軸－側へ付勢されるので、駆動枠１１Ｆを、ボールベアリング３１Ｆを介して固定部７へ付勢させることができる。

また、本実施形態の駆動装置では、付勢部として機能する吸引マグネット１４及びベアリングシート４２がそれぞれ可動部３及び固定部７に設けられる構成について説明したが、付勢部として機能する永久磁石及び強磁性体がそれぞれ固定部７及び可動部３に設けられる構成であってもよい。

また、本実施形態の駆動装置では、付勢部として磁力を用いて可動部３を固定部７に付勢する構成について説明したが、ばねなどの弾性体を用いて可動部３を固定部７に付勢する構成であってもよい。

また、本実施形態の駆動装置では、可動部３Ｆとシャフト支持部４１ｂとの間において可動部３Ｆ及び可動部３Ｂをｚ軸－側へ付勢する第１の弾性体、または可動部３Ｂとシャフトガイド４７との間において可動部３Ｆ及び可動部３Ｂをｚ軸＋側へ付勢する第２の弾性体が設けられてもよい。第１の弾性体及び第２の弾性体は、たとえばコイルばねであり、その中心にシャフト４８が挿通される。これにより、たとえば、コイル１２への通電が行われない状態において、コイル１２Ｆまたは１２Ｂをシャフト支持部４１ｂまたはシャフトガイド４７に当接させることができる。これにより、駆動装置に加わる外力によって駆動枠１１Ｆ，１１Ｂがみだりに移動して駆動枠１１同士が衝突することを防ぐことができる。

また、本実施形態の駆動装置では、第１の弾性体及び第２の弾性体の両方が設けられてもよい。これにより、たとえば、コイル１２への通電が行われない状態において、互いに当接した状態の駆動枠１１Ｆ，１１Ｂをシャフト４８の略中央に位置させることができる。これにより、駆動装置に加わる外力によって駆動枠１１Ｆ，１１Ｂがみだりに移動して駆動枠１１同士が衝突することを防ぐことができる。

また、本実施形態の駆動装置では、可動部３Ｆと可動部３Ｂとの間において、可動部３Ｆ及び可動部３Ｂを光軸方向に沿って互いに反対向きに付勢する第３の弾性体が設けられてもよい。第３の弾性体は、たとえばコイルばねであり、その中心にシャフト４８が挿通される。これにより、たとえば、コイル１２への通電が行われない状態において、コイル１２Ｆ，１２Ｂをそれぞれ緩衝部材４６Ｆ，４６Ｂに当接させることができるので、駆動装置に加わる外力によって駆動枠１１Ｆ，１１Ｂがみだりに移動して駆動枠１１同士が衝突することを防ぐことができる。

本発明は、デジタルカメラ、スマートフォンまたはプロジェクタにおけるレンズなどの光学部材の駆動用の駆動装置として好適に利用される。

１…ＶＣＭユニット
３Ｆ，３Ｂ…可動部
４Ｆ，４Ｂ…摺動部
５Ｆ，５Ｂ…専用固定部
６…共用固定部
７…固定部
８Ｆ，８Ｂ…ボイスコイルモータ
１１Ｆ，１１Ｂ…駆動枠
１１Ｆａ，１１Ｂａ…枠板部
１１Ｆｂ～１１Ｆｃ，１１Ｂｂ～１１Ｂｃ…外側支持部
１１Ｆｄ～１１Ｆｅ，１１Ｂｄ～１１Ｂｅ…中央側支持部
１１Ｆｆ～１１Ｆｇ，１１Ｂｆ～１１Ｂｇ…突出部
１１Ｆｈ～１１Ｆｋ，１１Ｂｈ～１１Ｂｋ…溝部
１１Ｆｌ～１１Ｆｍ，１１Ｂｌ～１１Ｂｍ…凹部
１１Ｆｎ，１１Ｂｎ…レンズ収容孔
１１Ｆｏ，１１Ｂｏ…長孔
１１Ｆｐ，１１Ｂｐ…コイルボビン部
１１Ｆｑ，１１Ｂｑ…長孔
１２Ｆ，１２Ｂ…コイル
１３Ｆ，１３Ｂ…検出マグネット
１４ＦＲ，１４ＦＬ，１４ＢＲ，１４ＢＬ…吸引マグネット
３１Ｆ，３１Ｂ…ボールベアリング
４１…ベース部材
４１ａ…マグネット格納部
４１ｂ…シャフト支持部
４１ｃ…貫通孔
４１ｄ～４１ｅ…凸部
４１ｆＲ，４１ｆＬ…凹部
４１ｇ…溝
４１ｈＲ，４１ｈＬ…シート格納部
４２Ｒ，４２Ｌ…ベアリングシート
４３Ｆ，４３Ｂ…バックヨーク
４３Ｆａ，４３Ｂａ…主板部
４３Ｆｂ，４３Ｆｄ，４３Ｂｂ，４３Ｂｄ…側板部
４３Ｆｃ，４３Ｆｅ，４３Ｂｃ，４３Ｂｅ…溝
４４Ｆ，４４Ｂ…駆動マグネット
４５Ｆ，４５Ｂ…鉄心
４５Ｆａ，４５Ｂａ…主板部
４５Ｆｂ～４５Ｆｃ，４５Ｂｂ～４５Ｂｃ…嵌め合い部
４６Ｆ，４６Ｂ…緩衝部材
４６Ｆａ，４６Ｂａ…長孔
４７…シャフトガイド
４７ｃ…貫通孔
４８…シャフト
４９…ＦＰＣ
５０Ｆ，５０Ｂ…ホールセンサ

Claims (9)

1. 固定部と、
   前記固定部に対して移動自在であって光学部材を保持する複数の可動部と、
   前記可動部と前記固定部との間に設けられるボールベアリングと、
   前記固定部に対して前記可動部を移動させるボイスコイルモータと、を備え、
   前記可動部は、前記固定部に付勢され、
   前記固定部は、前記可動部の移動方向に沿って延びる柱状部、及び前記ボールベアリングと接触し、前記可動部の移動方向に沿って延びる板部を含み、
   前記可動部は、前記柱状部と対向する対向部を有し、
   前記柱状部及び前記板部は、それぞれ複数の前記可動部に跨るよう配置される、
   駆動装置。
2. 前記可動部を、磁力によって前記ボールベアリングを介して前記固定部へ付勢させる付勢部をさらに備える、
   請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記可動部は、前記柱状部が挿通される貫通孔を有し、
   前記対向部は、前記貫通孔の内面である、
   請求項１に記載の駆動装置。
4. 前記貫通孔は、前記可動部が付勢される方向に延びる長孔である、
   請求項３に記載の駆動装置。
   
5. 前記付勢部は、
   前記可動部及び前記固定部のいずれか一方に設けられる第１の永久磁石と、
   他方に設けられる強磁性体と、を含む、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の駆動装置。
6. 前記固定部は、前記ボールベアリングと接触し、前記可動部の移動方向に沿って延びる前記強磁性体の板部を含み、
   前記第１の永久磁石は、前記可動部に設けられ、前記板部との間で発生する引力により前記可動部を前記固定部に付勢する、
   請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記固定部は、
   環状のヨークを含み、
   前記ボイスコイルモータは、
   前記可動部に設けられ、前記ヨークが挿通されたコイルと、
   前記ヨークの内周面に固定された第２の永久磁石と、を含む、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の駆動装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の駆動装置を備える、
   レンズ駆動装置。
9. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の駆動装置、または請求項８に記載のレンズ駆動装置を備える、
   電子機器。

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