WO2005022728A1

WO2005022728A1 - アクチュエータユニット

Info

Publication number: WO2005022728A1
Application number: PCT/JP2004/012203
Authority: WO
Inventors: Hiroaki Itahashi; Takashi Tajima; Tsukasa Tsukidate; Shinichi Hirano; Tatsusi Suzuki; Takayuki Matsui
Original assignee: Fdk Corporation
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2005-03-10

Abstract

　可動体３０′と、その可動体３０′を移動させる可動機構８と、その可動機構８の駆動源となる扁平型ステッピングモータ５０と、これらを固定するための支持体１０からアクチュエータユニットが構成される。そして、扁平型ステッピングモータの対となるヨーク板２１，２１を支持体１０′の一部に挟み込むようにして固定し、このヨーク板に挟まれた支持体の一部は、スペーサ部５１となる。これにより、対となるヨーク板間の距離は、スペーサ部の厚みにより精度良く規定される。

Description

明細書

ァクチユエータユニット

技術分野

[0001] 本発明は、移動可能に支持した可動体をモータ駆動により機械的に動かすァクチユエータユニットに関するもので、より具体的には、例えば、近年普及している携帯電話をはじめとする携帯機器等に搭載する超小型カメラ等に組み込まれるァクチユエータユニットに関する。背景技術

[0002] ァクチユエータユニットの一例として、レンズ系をモータ駆動により機械的に可動するレンズ駆動ユニットがある。係るレンズ駆動ユニットは、例えば特許 2721470号公報（特許文献 1) ,特開 2003-295030号公報（特許文献 2) ,特開 2002 - 296480 号公報（特許文献 3)に見られるようなものが知られている。つまり基本的には図 1に示すように、支持体 90に CCD等の撮像素子 1を装着し、レンズ 2をその撮像素子 1に対面させて支持するとともに、リードスクリュー 3とリードナット 4' を嚙み合わせた直線駆動を行う駆動手段により光軸 (L)方向に動かす構成になっている。

[0003] 支持体 90は、中央に撮像素子 1を装着してその中心が光軸 Lになり、その光軸しに沿うガイドピン 5を配置している。また、レンズ 2は、レンズ枠体 30に装着する。そして、このレンズ枠体 30には、貫通孔部 34を設け、ガイドピン 5に対して貫通孔部 34を移動可能に嵌め合わせるとともに、リードナットを配置して一体に組み付けている。

[0004] 一方、駆動源のモータ 91は、取り付け板 92を介して支持体 90に組み付けている。

モータ 91を構成するロータ 17の軸（出力軸 29)は、その先端部分にねじ山を切ってリードスクリュー 3を形成している。そして、モータ 91の組み付け調整により出力軸 29 を光軸 Lに対して整列させ、リードスクリュー 3とリードナット 4' との嚙み合いを適正に調整するようになっている。

[0005] このように、上記各特許文献に開示された機構は、可動体はレンズ枠体を構成し、レンズを装着したレンズ枠体を光軸方向に動かすような光学系のためのァクチユエ一タユニットになっている。そして、図 1では図示の便宜上レンズ枠体 30にリードナット 4 ' を組み込んだ形状を示した力実際には、各種部品の形状や、組み立て工程を考慮し、リードスクリューに嚙み合わせるナット板は、可動体に一体に固着するのではなぐ可動体の所定部位に当てがうとともに、パネ部材を配置して抑えることにより一体に組み付ける構成を採ることが多レ、。これは、組み立て誤差を吸収し、過大な外力が作用した際に各部が損傷することを防止する等のためであり、リードスクリューとナット板の嚙み合い関係の動作抵抗を低減化でき、パネ部材の連係を工夫することでバックラッシュの影響を卬えるメリットもある。

特許文献 1 :特許 2721470号公報

特許文献 2：特開 2003 - 295030号公報

特許文献 3：特開 2002 - 296480号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力、しながら、特許文献 1等に示す従来のレンズ駆動ユニットその他の光学系のァクチユエータユニットでは、以下に示すような問題があった。すなわち、ァクチユエ一タユニットは、モータ 91を支持するための取り付け板 92が必要である。し力、その取り付け板 92は、剛性を確保するためむやみに薄くできなレ、。従って、その取り付け板 92の分はスペースを取り小型化の障害になっている。

[0007] また、モータ 91の組み付けは、出力軸 29を光軸 Lに対して平行に整列させるァライメント調整が必要である。この調整は手間が力かり煩雑であり、し力も、工数が多いため生産性が悪くコスト高になる。

[0008] 一方、近年は、超小型カメラを組み込んだ携帯電話機が普及しており、この超小型カメラは寸法形状の制限が大きぐこれを搭載する装置本体についての小型，軽量化の開発要求がある。そのため、カメラユニットつまりァクチユエータユニットを薄ぐかつ小型化することへの要求が特に高い。

[0009] また、携帯電話機等のポータブル機器は、持ち運んで使用するものであるため、ぶつけたり落とす等での衝撃耐性が高いことが求められる。具体的には衝撃耐性に関して落下衝撃試験を行っており、試験規定は JISC0044等にある力高品質化のため試験条件を厳しく設定するメーカもある。例えば、試験製品を 1. 8mの高さから床面に落下させることとし、その試験製品の全面（6面）を、それぞれ 5回落下させて合計 30回の衝撃を与えて損傷がないことをチェックしている。

[0010] ところが、上記した特許文献などに示されたような従来のァクチユエータユニットにあっては、衝撃を加えた際に可動体が瞬間的にズレ動くため、各部に衝突して損傷することがあり、衝撃に対する耐性が低いとレ、う問題がある。

[0011] また、構造面から見ては、可動体に対してナット板をパネ部材により抑えることで一体化する構造であることから、衝撃を加えた際に瞬間的にズレ動いた可動体は、衝撃の解除に伴いパネ部材の抑え力が働くので、可動体は元の位置に戻ることになる。しかし、落下衝撃試験を行ってみると、衝撃を繰り返してカ卩えているうちに各部の取り合い関係が狂ってしまい、元の状態に戻らない等の動作異常を起こすことがあり、改善策が求められている。

[0012] この発明は上記した課題を解決するもので、第 1の目的は、ユニットを薄厚に小型化することができ、各構成要素を単に組み付けるだけで各部の取り合い，位置関係を適正に設定できてァライメント工程を減らすことができ、超小型カメラその他の光学装置に適用が好ましいァクチユエータユニットを提供することにある。

[0013] また、第 2の目的は、ぶっけたり落とす等での衝撃に対して耐性が高ぐシンプルな構造，構成で小型化に有利であり、信頼性が高く超小型カメラなどの光学装置に適用するのに適したァクチユエータユニットを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0014] 第 1の目的を達成するために、本発明に係るァクチユエータユニットは、可動体と、その可動体を移動させる可動機構と、その可動機構の駆動源となる扁平型ステツピングモータと、これらを固定するための支持体から構成された光学系のァクチユエ一タユニットである。そして、前記扁平型ステッピングモータは、櫛歯状の極歯が対向するように配置されたヨークと、その極歯平面に対し対向するように多極着磁された永久磁石を装着したロータからなるクローポール型ステッピングモータであり、 A相， B 相コイルを前記ロータを挟んで両側に配置するように構成され、少なくとも 1つ以上の対となる前記ヨークを前記支持体の一部に挟み込むようにして固定するように構成し [0015] そして、好ましくは前記扁平型ステッピングモータのステータヨークは、前記櫛歯状の極歯が前記ロータの磁極に対向し、かつァクチユエータユニットの薄厚方向力挟み込むように形成されることである。

[0016] 係る構成にすることにより本発明では、支持体に対して駆動源の扁平型ステツピングモータが一体に組み付くことになるので、従来の取り付け板がいらなくなり、ユニットを薄厚に小型化することができる。その結果、超小型カメラその他の光学系の装置部分に好ましく適用することができる。

[0017] また、第 2の目的を達成するために、本発明に係るァクチユエータユニットは、駆動源となるステッピングモータを支持体に固定し、当該ステッピングモータの出力軸に設けたリードスクリューにナット板を嚙み合わせるとともに、前記ナット板は可動体に連係し、前記出力軸の回転動作に伴って前記ナット板を送り移動するァクチユエータュニットであって、前記可動体は略筒状の本体の下部に同芯状に接触面を設け、当該本体から張り出す連係部の上に前記ナット板を載せるとともに、パネ部材を配置して抑えることにより前記連係部に対して前記ナット板を一体に組み付け、前記支持体から延びるガイドピンが前記連係部を貫レ、て前記ナット板と連係する配置とし、前記接触面に対応する受け面を前記支持体の底部に設けて、前記ガイドピンのガイドにおレ、て前記接触面が前記受け面に接触する位置が下限になる設定とした。

[0018] また、前記ナット板は、落下等の衝撃により前記可動体が瞬間的にズレ動くような際であっても、前記ガイドピンとの連係が外れない連係手段を備えるとよい。また、前記ナット板は前記リードスクリューと嚙み合うネジ条孔と前記ガイドピンが通る長孔を有し、前記ガイドピンと前記出力軸とは平行に位置し、そして前記ガイドピンと前記出力軸とを含む仮想面に対して、前記可動体の重心が接近している力 \あるいは含まれる設定とし、前記長孔の長手を前記仮想面に沿う向きにすると良い。

[0019] 係る構成にすることにより本発明では、ガイドピンのガイドにおいて可動体の接触面が支持体の受け面に接触し、この位置が下限になる設定であり、そして可動体の接触面は略筒状の本体の下部に同芯に設けるので、その中心は重心と概ね一致し、可動体の重心と略同芯になる領域と言える。

[0020] したがって、落下等による衝撃を加えた際に可動体が瞬間的にズレ動き、可動体の重心と略同芯の領域である接触面が支持体の受け面に打ち当たるが、これは当該受け面に対して傾きなく全域で接触することになる。そして、可動体の重心と略同芯の広い領域が打ち当たるので、衝撃をスムーズに広く分散させることができる。また、駆動機構は、回転する出力軸に設けたリードスクリューにナット板を嚙み合わせる構成のなのでシンプノレである。

[0021] また、ナット板にはガイドピンが通る長孔を設けるので、落下等の衝撃により可動体が瞬間的にズレ動くような際であっても、ナット板はガイドピンから外れることがない。そして、ガイドピンが通る長孔は、その長手をガイドピンと出力軸とを含む仮装面に沿う向きにするので、駆動源の組み付け誤差等により出力軸に回転のブレがあっても、ナット板のネジ条孔での回転ブレは長孔ではガイドピンを中心とする横ブレになり、ナット板を載せた可動体側には伝わらない。

発明の効果

[0022] 第 1の目的を達成した本発明では、従来のように個別部品の駆動源を組み付けて出力軸の整列を行う必要がなぐ各構成要素を単に組み付けるだけで各部の取り合レ、を適正に設定できる。このため、ァライメント工程を減らすことができ、従来の取り付け板がいらなくなり、ユニットを薄厚に小型化することができる。さらには、従来は固定体 (支持体）と扁平型ステッピングモータは個々に形成される構造であつたが、本発明では少なくとも 1つ以上の対となるヨークを支持体の一部に挟み込むように固定したことにより、部品点数と組み立て工数を削減でき、コスト低減に寄与するという効果も生み出すことが可能となる。

[0023] また、第 2の目的を達成した本発明では、落下等による衝撃を加えた際に、可動体の重心と略同芯の広い領域 (接触面）が支持体の受け面に打ち当たるので、衝撃を素直に広く分散させることができる。このため、落下等の衝撃に対する耐性を高くすること力 Sできる。ここで、前述とは異なる方向の衝撃に関して、例えば反対方向の衝撃は、回転する出力軸に設けたリードスクリューにナット板が嚙み合っており、同時にガイドピンが通る長孔を設けている。この場合、可動体とナット板が接触する面で衝撃を受け止めることになる力 S、可動体の支点となるガイドピンの部分もその面に含まれるので、衝撃による可動体のモーメント荷重を素直に受け止めることかできる。このため、この場合であっても落下等の衝撃に対する耐性を高くすることができる。

[0024] そして、駆動機構は、回転する出力軸に設けたリードスクリューにナット板を嚙み合わせる構成のなのでシンプルであり、このため小型化に有利である。また、ナット板にはガイドピンが通る長孔を設けるので、落下等の衝撃により可動体が瞬間的にズレ動くような際であっても、ナット板はガイドピンから外れることがなぐ信頼性が高い。その結果、超小型カメラなどの光学装置に好ましく適用することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0025] 本発明をより詳細に説明するにあたり、添付の図面に従ってこれを説明する。図 2 は、本発明の好適な一実施の形態における概念を説明する側面図である。本実施の形態におけるァクチユエータユニットは、可動体 3( と、その可動体 3(/ を移動させる可動機構 8と、その可動機構 8の駆動源となる扁平型ステッピングモータ 50と、これらを固定するための支持体 10から構成される。より具体的には、支持体 10に扁平型ステッピングモータ 50を一体に組み付けて一体化する。このとき、扁平型ステツピングモータ 50の出力軸 29は、ァクチユエータユニットの薄厚方向（厚み方向）に沿うように配置される。

[0026] 扁平型ステッピングモータ 50は、ここでは具体的な図示は省略するが、櫛歯状の極歯が対向するように配置されたヨークと、その極歯平面に対し対向するように多極着磁された永久磁石を装着したロータからなるクローポール型ステッピングモータであり、 A相， B相コイルを前記ロータを挟んで両側に配置するように構成される。係る構成のモータは、例えば、特開平 6—105528号公報ゃ特開平 7—163126号公報などに開示されている。

[0027] そして、この扁平型ステッピングモータ 50の出力軸 29の周囲にリードスクリュー 3が形成される。また、可動体 30' の側面には、連結部 32' が外方に突出するように一体的に形成され、その連結部 32' の所定位置に薄厚方向（厚さ方向）に貫通する貫通孔を設ける。そして、その貫通孔にリードスクリュー 3を挿入するとともに、貫通孔 32 ' aの内周面に直接雌ねじを形成する力、別途用意したリードナットを連結部 32' の所定位置に装着する。これらリードスクリュー 3，連結部 32' (リードナット)等が、可動機構 8となる。これにより、扁平型ステッピングモータ 50の出力軸 29を正逆回転すると、可動機構 8の動力伝達機能により、可動体 3( が出力軸 29の軸方向に沿って往復移動する。

[0028] ここで本発明では、扁平型ステッピングモータ 50の対となるヨーク板 21, 21を支持体 10' の一部に挟み込むようにして固定する。換言すると、ヨーク板 21， 21に挟まれた支持体 liy の一部は、スぺーサ部 51となる。これにより、対となるヨーク板 21， 2 1間の距離は、スぺーサ部 51の厚みにより精度良く規定される。また、このようにスぺーサ部 51によってヨーク板 21， 21間の距離が一定に保持されるため、使用状態において、扁平型ステッピングモータ 50部分に荷重が力かったとしても、ヨーク 21， 21 間の距離が変動することが無ぐヨーク板 21に形成される櫛歯状の極歯間の間隔を保持し、扁平型ステッピングモータ 50の磁気特性を所望の状態に維持できる。

[0029] そして、可動体 3( にレンズ 2を装着し、支持体 10' の所定位置に撮像素子 1を設けることにより、ァクチユエータユニットは、レンズ駆動ユニットを構成することができる。この場合に、後述するごとぐ支持体 1(/ は、駆動部 11とレンズ部 12が構成されることになる。そして、可動体 3(/ を適切な位置に移動させることにより、撮像素子 1 に対しては光軸 Lに整列したレンズ 2の位置関係に応じて結像ポイント（焦点）が変化し、フォーカス動作が行える。

[0030] もちろん、図示省略するが、可動体 3(/ が回転等することなく安定して往復直進移動するために、可動体 3(/ は、支持体 1(/ との間に設けたガイド機構により連携される。よって、支持体 1( にヨーク板 21その他の構成要素を単に組み付けるだけで、扁平型ステッピングモータ 50,可動体 30' と支持体 1(/ の各部の取り合いを適正に設定できる。このため、ァライメント工程を減らすことができ、従来の取り付け板がいらなくなるば力、りでなぐ支持体 ic への取り付け部分 (スぺーサ部 51)を扁平型ステツビングモータ 50の構成部品の一部に利用することにより、取り付け板に相当する厚みが不要となり、ユニットを薄厚に小型化することができる。

[0031] 上記した動作原理を実現するためのより具体的な構成を説明する。図 3,図 4,図 5 は本発明の第 1の実施の形態を示し、駆動手段となるステッピングモータは支持体 1 0に一体に組み付ける構成になっている。

[0032] このレンズ駆動ユニットにあっては、略矩形で箱体状の支持体 10の底面に、立ち上げ縁を無くした辺を含む約 1/3の領域で駆動手段 (ステッピングモータ）を組み付ける側となる駆動部 11と、残りの領域で後述するレンズ枠体 30を移動可能に装着する側となるレンズ部 12を形成している。そして、レンズ部 12は中央に大径の貫通孔 13 を形成するとともに、一方の隅に張り出し部 14を形成している。この貫通孔 13の中心が光軸になり、図示は省略するがこの貫通孔 13の背側の所定位置に CCD等の撮像素子を配置する。張り出し部 14は光軸に沿う向きに延びていて、レンズ枠体 30に嵌め合って回り止めのためのガイドレールになる。また、レンズ部 12と駆動部 11との間にはガイドピン 5を光軸に沿って延ばして設けている。

[0033] 駆動部 11は、立ち上げ縁を無くした辺側から見て中央に貫通孔 15を形成するとともに、その両側に切り欠き部 16, 16を形成している。この貫通孔 15の中心が回転軸になり、ここに多極に着磁した永久磁石からなるロータ 17を配置するとともに、 2つの切り欠き部 16， 16にはステータコイル 18， 18をそれぞれ配置し、帯形状の前後のブラケット 19, 20を上下両側から挟み合わせに組み付ける構成になっている。また、貫通孔 15の周縁面は光軸 Lに垂直に対立する設定とし、当該周縁面に対して前後のブラケット 19, 20を接面させている。

[0034] 前後のブラケット 19, 20は、ヨーク板 21 ,フランジ板 22,軸受け 23を順に重ね合わせて形成し、ヨーク板 21は中央の開口縁に櫛歯（凸部 24)の並び列を有し、前後のブラケット 19, 20を組み付けることでロータ 17の外周でそれら櫛歯 24が嚙み合って磁極（誘導子）をなすクローポール式になっている。そして、後ブラケット 20には 2つの鉄芯 25, 25を軸対象の所定位置に設けて、それぞれにステータコイル 18, 18を嵌め合わせる構成を採り、 2つのステータコイル 18, 18がロータ軸の両側に対象に張り出る扁平形状のステッピングモータとなる。ロータ 17の軸（出力軸 29)には先端部分にねじ山を切ってリードスクリュー 3に形成している。

[0035] なお、前後のブラケット 19， 20については、ヨーク板 21，フランジ板 22,軸受け 23 の 3つを必ずしも一体化するものではなぐ上記した本形態に限定されなレ、。例えば、ヨーク板 21を独立した単一部品とし、順に組み付ける構成を採ることもよぐこれはロータ 17に対するヨークの位置，姿勢の設計自由度が増し、各種の設計条件に対応することに有効性がある。 [0036] また、貫通孔 15の両側には、回転軸に沿う小孔 26, 26をそれぞれ設けて、各小孔 26に位置決めピン 27を挿入している。そして、前後のブラケット 19, 20の対向する位置に、位置決めピン 27と嵌め合う孔部 28を形成してあって、両者を嵌め合わせることにより支持体 10 (貫通孔 15)に対するブラケット側の位置が定まる設定になっている。したがつてこの位置決めによって、出力軸 29の位置，姿勢が正しく整列するとともに、ロータ 17に対するヨーク磁極の位置，姿勢もァライメントすることになる。

[0037] この場合、貫通孔 15の周縁面は光軸 Lに垂直に対立する設定にするので、当該周縁面に接面させた組み付けにより前後のブラケット 19, 20は軸受け 23について面が定まる。すなわち、モータとしてはハウジングに対して軸受け 23が傾きなく組み付くことになり、出力軸 29の芯だしが完了する。

[0038] そしてまた、前後のブラケット 19, 20の組み付けでは、貫通孔 15の近辺に設けた位置決めピン 27に、孔部 28を嵌め合わせるので、貫通孔 15に対する位置が決まり、すなわち、モータとしてはハウジングに対して前後のブラケット 19, 20が適正に組み付くことになり、出力軸 29の位置決めが完了する。

[0039] 貫通孔 15がモータのハウジングとなることから、その貫通孔 15の厚さ寸法によってロータ 17の軸受け間隔が定まり、前後のブラケット 19, 20にヨーク板 21をそれぞれ一体化した構成では、両側から挟み合わせるヨーク板 21 , 21の間隔も定まる。そして、貫通孔 15はロータ 17の分の厚みがあるので剛性があり、支持体 10に一体に組み付けることでは出力軸 29の回転ブレ防止の面で有利性が高い。

[0040] 位置決めピン 27は個別の部品を用いるのではなぐ支持体 10の該当位置にピン形状に凸部を一体に形成する構成を採ることもよい。その場合、一体化形成することによる精度の向上と、支持体 10と同一部材となることでのコストの削減が行える。

[0041] 可動体たるレンズ枠体 30は、略環状の本体外周に回り止めのためのガイド部 31と、駆動部 11に連係させる連係部 32とを張り出させて形成し、本体中央の貫通孔 33 にレンズ 2を装着している。つまり、支持体 10の張り出し部 14に対向する位置に、それと嵌め合う形状のガイド部 31を形成し、連係部 32には支持体 10のガイドピン 5に対向する位置に貫通孔部 34を設けて、ガイドピン 5に対して貫通孔部 34を嵌め合わせるとともに、張り出し部 14に対してガイド部 31を嵌め合わせることにより当該レンズ枠体 30を光軸方向に移動可能に装着している。そして、貫通孔部 34の近辺で出力軸 29に対向する位置に、凹部 35を形成してあり、この凹部 35内にリードナット板 4を配置している。リードナット板 4は、上側に図示しないパネ部材を配置して押さえるとともに、凹部 35の裏側にも図示しないバネ部材を配置して押さえ、レンズ枠体 30に一体に組み付いている。

[0042] したがって、このリードナット板 4は、ステッピングモータの出力軸 29に設けたリードスクリュー 3と嚙み合い、出力軸 29の正逆回転に伴ってリードナット板 4つまりレンズ枠体 30が前後に移動する。そして、支持体 10側の撮像素子に対しては光軸 Lに整歹 IJしたレンズ 2の位置関係に応じて結像ポイント（焦点）が変化し、フォーカス動作が行える。

[0043] このように、支持体 10の貫通孔 15にロータ 17を装着してそこへ前後のブラケット 19 , 20を組み付けるので、その貫通孔 15の形成部分がモータのハウジングになり、支持体 10に対して駆動源のモータが一体に組み付くことになる。この貫通孔 15は、所定の精度で形成することからレンズ 2側に対する位置関係がすでに決まっており、光軸 Lに対して整列している。したがって、各構成要素を単に組み付けるだけで各部の取り合いを適正に設定でき、ァライメント工程を減らすことができる。

[0044] そして、支持体 10に対して駆動源のモータが一体に組み付くので、従来の取り付け板がいらなくなり、ユニットを薄厚に小型化することができる。その結果、組み立てが容易になりコスト面に優れて超小型カメラに好ましく適用することができる。

[0045] 上記した実施の形態では、扁平型ステッピングモータのステータヨークは、ァクチュエータユニットの薄厚方向力挟み込むように形成されるようにした力 S、本発明はこれに限ることはなぐ例えば、図 6 (a)，（b)に示すように、薄厚方向と異なる（図示の例では直交する方向）に挟み込むようにすることもできる。

[0046] また、連結機構も、図 2,図 6 (a)に示すように、リードスクリュー 3の回転力を直接的に可動体に加わるようにするものに限ることはなぐ各種の伝達機構を利用することができ、その種類によって可動体の移動方向も任意に設定できる。一例としては、可動体の移動方向も、図 2，図 6 (a)に示すように、出力軸 29の軸方向と同一方向はもちろんのこと、図 6 (b)に示すように出力軸 29の軸方向と異なる方向に移動させることももちろんできる。

[0047] 本発明に係るァクチユエータユニットは、きわめて薄型.小型化することができるので、レンズ駆動ユニットに限ることはなぐ例えばシャッターを駆動させる機構その他各種のものに適用することができる。

[0048] また、レンズ駆動ユニットとしてとらえた場合、以下のように構成することもできる。レンズを支持体 (支持体)側の撮像素子に対面させて光軸方向に移動可能に支持するとともに、リードスクリューとリードナットを嚙み合わせた直線駆動を行う駆動手段により動かすレンズ駆動ユニットであって、駆動源はロータを回転駆動するモータとし、前記支持体に貫通孔を設けて、当該貫通孔に前記ロータを装着するとともに、前ブラケットおよび後ブラケットを両側から挟み合わせに組み付けて支持し、前記リードスタリユーは前記ロータの軸の先端部分に形成するように構成する。

[0049] また、前記貫通孔の周縁面は前記光軸に垂直に対立する設定とし、当該周縁面に対して前記前後のブラケットを接面させるようにするとよい。さらにまた、前記貫通孔の近辺に凸部を設けて、前記前ブラケットと前記後ブラケットの対向する位置に、当該凸部と嵌め合う孔部あるいは凹部を形成して、前記前後のブラケットを組み付ける際に前記凸部と前記孔部あるいは凹部とを嵌め合わせるように構成することもできる

[0050] 係る構成にすることにより本発明では、支持体の貫通孔にロータを装着してそこへ前後のブラケットを組み付けるので、その貫通孔の形成部分がモータのハウジングになり、支持体に対して駆動源のモータが一体に組み付くことになる。この貫通孔は、所定の精度で形成することができるので、レンズ側に対する位置関係がすでに決まつており、光軸に対して整歹 ijしている。したがって、各構成要素を単に組み付けるだけで各部の取り合いを適正に設定でき、ァライメント工程を減らすことができる。

[0051] そして、支持体に対して駆動源のモータが一体に組み付くので、従来の取り付け板がいらなくなるので、ユニットを薄厚に小型化することができる。その結果、超小型カメラに好ましく適用することができる。

[0052] また、貫通孔の周縁面は光軸に垂直に対立する設定にするので、当該周縁面に接面させた組み付けにより前後のブラケットは軸受け部について面が定まる。すなわち、モータとしてはハウジングに対して軸受け部が傾きなく組み付くことになり、出力軸の芯だしが完了する。

[0053] そしてまた、前後のブラケットの組み付けでは、貫通孔の近辺に設けた凸部に、前記孔部あるいは凹部を嵌め合わせるので、貫通孔に対する位置が決まり、すなわち、モータとしてはハウジングに対してブラケットが適正に組み付くことになり、出力軸の位置決めが完了する。

[0054] 図 7は本発明の第 2の実施の形態を示している。このァクチユエータユニットは、ステツビングモータを駆動源とし、その出力軸に設けたリードスクリューにナット板 (板状のリードナット）を嚙み合わせて、当該出力軸の回転動作を直接的に直線動作に変換する構成を採る。そして、略矩形で箱状の支持体 101の底側に、立ち上げを無くした辺を含む約 1/3の領域で駆動源 (ステッピングモータ）を組み付ける部分となる駆動部 111と、残りの領域で後述するレンズ枠体 130を移動可能に装着する部分となるレンズ部 112を形成している。レンズ部 112には、その中央に大径の貫通孔 13を形成するとともに、一方の隅にガイドレール 114を形成している。この貫通孔 113の中心が光軸 Lになり、図示は省略するがこの貫通孔 113の背側の所定位置に CCD 等の撮像素子を配置する。

[0055] ガイドレール 114はレンズ部 112の一方の隅から張り出し、光軸 Lに沿う向きに形成している。そして、レンズ枠体 130の対応部位 (溝部 131)に嵌め合レ、、光軸 (L)方向にガイドする回り止めになっている。レンズ部 112と駆動部 111との間にはガイドピン 105を光軸 Lに沿って延ばすように設けている。このガイドピン 105は、後述する駆動源の回転中心（出力軸 120)と光軸 Lとを含む仮想面に位置し、これらの三者はねじれがない平行な位置関係となる設定になっている。

[0056] 駆動部 111には、 2つのコイルをロータの両側に配置する構成のステッピングモータを組み付けている。各部品は、立ち上げ縁を無くした辺側から見て中央にロータを配置し、それの出力軸 120が光軸 Lと平行に突き出している。つまり、出力軸 120は多極に着磁した永久磁石からなるロータを有し、その両側にはコイルをそれぞれ配置して、帯形状の前後のブラケット 121 , 122を上下両側から挟み合わせに組み付ける構成である。そして、前後のブラケット 121， 122は、ヨーク板を備えている。このョーク板は中央の開口縁に櫛歯状の極歯の並び列を有し、前後のブラケット 121, 122を組み付けることで、ロータの外周でそれら極歯が嚙み合って磁極 (誘導子）をなすクロ一ポール式になり、 2つのコイルがロータ軸の両側に対象に張り出る扁平形状のステッビングモータとなる。そして、出力軸 120には先端部分にねじ山を切ってリードスクリュー 103を形成している。

[0057] レンズ枠体 130は、本体側を略筒状に形成している。そして、その本体の外周に、回り止めのための溝部 131と、駆動部 111に連係させる連係部 132とを張り出させて形成し、本体中央の貫通孔 133にレンズ 102を装着している。また、略筒状の本体側の下部は光軸 Lを中心に細径に形成し、外周との境を環状の段差面 134に形成している。

[0058] つまり、支持体 101のガイドレール 114に対向する位置に、それと嵌め合う形状の溝部 131を形成し、連係部 132には凹部 135を形成してあり当該凹部 135内にナツト板 104を嵌め込む構成をとる。さらに、凹部 135には、ガイドピン 105に対向する位置と出力軸 120に対向する位置とに、貫通孔部 136, 137をそれぞれ対応させて設ける。また、出力軸 120に貫通孔部 137を嵌め合わせ、ガイドピン 105には貫通孔部 136を嵌め合わせるとともに、ガイドレール 114に対して溝部 131を嵌め合わせることにより、当該レンズ枠体 130を光軸方向に移動可能に装着している。なお、貫通孔部 137の内径は、出力軸 120のリードスクリュー 103の外径よりも大きく形成してあり、両者の嵌め合いは互いに干渉しなレ、設定になってレ、る。

[0059] 凹部 135内に配置するナット板 104は、凹部 135に対応した長板形状に形成してある。そして、そのナット板 104には、ガイドピン 105が嵌め合う長孔 145と、出力軸 1 20のリードスクリュー 103が嚙み合うネジ条孔 143とを、それぞれ対応する位置に設けている。凹部 135に装着した状態のナット板 104には、その上面つまり図 8に示す蓋板 110との間に上バネ部材 106を配置して抑えるとともに、裏側についても、連係部 132と前ブラケット 121との間に下バネ部材 107を配置して抑えている。これにより、ナット板 104は、図 8に示すように、レンズ枠体 130に一体に組み付いている。

[0060] したがって、このナット板 104は、ステッピングモータの出力軸 120に設けたリードスクリュー 103と噴み合レ、、出力軸 120の正逆回転に伴ってナット板 104つまりレンズ枠体 130がガイド方向に移動する。そして、支持体 101側の撮像素子に対しては光軸 Lに整列したレンズ 102の位置関係に応じて結像ポイント（焦点）が変化し、フォーカス動作が行える。

[0061] この場合、光軸 Lに対して出力軸 120が平行であるため、リードスクリュー 103と嚙み合うナット板 104の直線動作はそのまま直ちに光軸 (L)方向での直線動作になり、回転動作から直線動作への変換が直接的な一段の変換動作になるので効率がよい。したがって、駆動源を低出力のもので構成でき、小型化の面で有利である。

[0062] 長孔 145は、長手をガイドピン 105と出力軸 120とを含む仮装面に沿う向きとする。

そして、長孔 145の長手サイズは出力軸 120の回転ブレを見込んだ所定長さに設定し、長孔 145の短手サイズはガイドピン 105の外径に所定の隙間値をカ卩えた寸法に設定している。

[0063] このように、ナット板 104の長孔 145は、長手をガイドピン 105と出力軸 120とを含む仮装面に沿う向きにするので、ステッピングモータの組み付け誤差等により出力軸 12 0に回転のブレがあっても、ナット板 104のネジ条孔 143での回転ブレは長孔 145ではガイドピン 105を中心とする横ブレになり、ナット板 104を載せた連係部 132側には伝わらない。すなわち、ステッピングモータの組み付け誤差を許容でき、回転ブレがレンズ枠体 130側に伝達することを防止できる。また、長孔 145の短手サイズ側の隙間値は、例えば 0. 05mm程度に設定するので、出力軸 120の回転動作に伴うナット板 104の回転遊びを制限でき、その結果、レンズ枠体 130の移動を高い精度で行えることになる。

[0064] ところで、レンズ枠体 130の移動はガイドピン 105,ガイドレール 114により光軸（L) 方向にガイドしているが、撮像素子から離れる方向では、筒状の本体側の天面が蓋板 110の裏面に接触するところが限界（上限)であり、撮像素子に近づく方向では、前述した段差面 134が貫通孔 113の周縁面 108に接触するところが限界（下限）になっている。つまり、レンズ枠体 130では段差面 134に連なる細径部分は支持体 101 の貫通孔 113よりも小径に形成してあり、撮像素子に近づいた場合には当該細径部分が貫通孔 113に嵌め合レ、、段差面 134が周縁面 108に接触する設定になっている。つまり、本実施の形態では、この段差面 134が、本発明の接触面を構成し、周縁面 108が本発明の受け面を構成する。

[0065] したがって、落下等による衝撃が作用することで、その衝撃を加えた際に、レンズ枠体 130は図 9 (a)に示す通常の可動範囲に位置する状態から瞬間的にズレ動き、図 9 (b)に示すように、段差面 (接触面） 134が支持体 101の周縁面 (受け面） 108に打ち当たる。このとき、段差面 (接触面） 134は重心と略同芯の領域であることから、その打ちた当たった際には、当該周縁面 (受け面） 108に対して傾きなく全域で接触することになる。そして、レンズ枠体 130の重心と略同芯の広い領域が打ち当たるので、衝撃をスムーズに広く分散させることができる。このため、落下等の衝撃に対する耐性を高くすることができる。

[0066] この場合、駆動機構は、回転する出力軸 120に設けたリードスクリュー 103にナット板 104を嚙み合わせた構成なのでシンプルであり、小型化に適している。また、ナット板 104は、ガイドピン 105との連係が切り欠き等ではなぐ長孔 145に嵌め合わせる連係としたため、落下等の衝撃によりレンズ枠体 30が瞬間的にズレ動くようなことがあつても、ナット板 104はガイドピン 105から外れることがない。そして、衝撃の解除に伴レ、レンズ枠体 130が元の位置に戻り、このため、各部の取り合い関係をそのまま保持でき、信頼性が高い。その結果、超小型カメラなどの光学装置に好ましく適用することができる。

[0067] なお、試作品を製作して落下衝撃試験を行ったところ、衝撃耐性が充分に高く得られることを確認した。これは、本発明に係るァクチユエータユニットを適用した携帯機器を試作し、その試作品に対して落下衝撃試験を行ったもので、試作した携帯機器は重量が 150gであり、これを 1. 8mから落下させた。その結果、試作品は各部に損傷がなぐ正常に動作することを確認した。

[0068] なおまた、この第 2の実施の形態は、図 2から図 5等に示した第 1の実施の形態に組み込むことができる。

図面の簡単な説明

[0069] [図 1]は、レンズ駆動ユニットの従来例を示す側面図である。

[図 2]は、本発明に係るァクチユエータユニットの概念 (概略構成)を説明する側面図である。 [図 3]は、本発明に係るァクチユエータユニットの一例であるレンズ駆動ユニットの好適な第 1の実施の形態を分離して示す斜視図である。

[図 4]は、レンズ部の組み付けを示す斜視図である。

[図 5]は、レンズ駆動ユニットの一部を切断して示す斜視図である。

[図 6]は、本発明に係るァクチユエータユニットの別の概略構成概念を説明する側面図である。

[図 7]本発明に係るァクチユエータユニットの好適な第 2の実施の形態を分離して示す斜視図である。

[図 8]ァクチユエータユニットの一部を切断して示す斜視図である。

[図 9]落下等による衝撃が加わった際の動きを説明する断面図である。

符号の説明

1 撮像素子

2 レンズ

3 リードスクリュー

4 リードナット板

リードナット

5 ガイドピン

8 可動機構

10, icy 支持体

11 駆動部

12 レンズ部

13, 15， 33 貫通孑し

14 張り出し部

16 切り欠き部

17 ロータ

18 ステータコィノレ

19 前ブラケット

20 後ブラケットヨーク板フランジ板軸受け

凸部

鉄芯

小孔

位置決めピン孔部

出力軸

レンズ枠体可動体ガイド部連係部

' 連結部

' a ； αΜ孑し貫通孔部凹部

扁平型ステツヒスぺーサ部1 支持体

2 レンズ

3 リードスクリュ4 ナット板

5 ガイドピン6 上パネ部材7 下パネ部材8 周縁面（受け面)0 蓋板 111 駆動部

112 レンズ部

113, 133 貫通孔

114 ガイドレール

120 出力軸

121 前ブラケット

122 後ブラケット

130 レンズ枠体（可動体)

131 溝部

132 連係部

134 段差面 (接触面）

135 凹部

136, 137 貫通孔部

143 ネジ条孔

145 長孔

L 光軸

Claims

請求の範囲

[1] 可動体と、その可動体を移動させる可動機構と、その可動機構の駆動源となる扁平型ステッピングモータと、これらを固定するための支持体から構成された光学系のァクチユエータユニットであって、

前記扁平型ステッピングモータは、櫛歯状の極歯が対向するように配置されたョークと、その極歯平面に対し対向するように多極着磁された永久磁石を装着したロータ力なるクローポール型ステッピングモータであり、 A相， B相コイルを前記ロータを挟んで両側に配置するように構成され、

少なくとも 1つ以上の対となる前記ヨークを前記支持体の一部に挟み込むようにして固定したことを特徴とするァクチユエータユニット。

[2] 前記扁平型ステッピングモータのステータヨークは、前記櫛歯状の極歯が前記ロータの磁極に対向し、かつァクチユエータユニットの薄厚方向力も挟み込むように形成されることを特徴とする請求項 1に記載のァクチユエータユニット。

[3] 駆動源となるステッピングモータを支持体に固定し、当該ステッピングモータの出力軸に設けたリードスクリューにナット板を嚙み合わせるとともに、前記ナット板は可動体に連係し、前記出力軸の回転動作に伴って前記ナット板を送り移動するァクチユエ一タユニットであって、

前記可動体は、略筒状の本体の下部に同芯状に接触面を設け、

当該本体から張り出す連係部の上に前記ナット板を載せるとともに、パネ部材を配置して抑えることにより前記連係部に対して前記ナット板を一体に組み付け、前記支持体力延びるガイドピンが前記連係部を貫いて前記ナット板と連係する配置とし、前記接触面に対応する受け面を前記支持体の底部に設けて、前記ガイドピンのガイドにおいて前記接触面が前記受け面に接触する位置が下限になる設定とすることを特徴とするァクチユエータユニット。

[4] 前記ナット板は、落下等の衝撃により前記可動体が瞬間的にズレ動くような際であつても、前記ガイドピンとの連係が外れない連係手段を備えることを特徴とする請求項 3に記載のァクチユエータユニット。

[5] 前記ナット板は、前記リードスクリューと嚙み合うネジ条孔と前記ガイドピンが通る長孔を有し、

前記ガイドピンと前記出力軸とは平行に位置し、前記ガイドピンと前記出力軸とを含む仮想面に対して、前記長孔の長手を前記仮想面に沿う向きにすることを特徴とする請求項 3または 4に記載のァクチユエータユニット。