(57)【要約】【課題】各種電子機器に搭載され、機器の可動機構部を構成するためのアクチュエータ構造およびそれを用いたアクチュエータブロック、ならびに電子機器に関し、ボイスコイルを用いない構成のものを提供する。【解決手段】略三つ又状に形成され、中央棒状部２４が、前方位置でさらに二股に分岐形成され、その二股先端部２５の各々が、対応する各側辺部２３に対して近接状態で配置された本体部２１を用い、その本体部２１の各側辺部２３に少なくともコイル３１を固定状態で配すると共に、上記二股先端部２５の前端を可動体４１に当接させた構成とし、コイル３１に通電して発生する二股先端部２５の微小動作に伴い上記可動体４１が移動されるものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
後方側が固定部材に固定された磁気を通す二つの棒状部と、少なくとも上記いずれか一方の棒状部に配されたコイルと、上記棒状部のいずれか一方の前方側に当接状態で配された磁気を通す可動体とからなり、上記コイルに通電することにより、上記可動体に当接した側の上記棒状部の微小動作が発生し、それに伴い上記可動体が移動されるアクチュエータ構造。
【請求項２】
可動体として、磁石を除くものが用いられ、上記可動体が棒状部側に付勢されている請求項１記載のアクチュエータ構造。
【請求項３】
可動体が、コイルに通電して得られる電磁石の磁気よりも弱い磁気を帯びたもので構成されるか、または棒状部が、上記電磁石の磁気よりも弱い磁気を帯びたもので構成された請求項１記載のアクチュエータ構造。
【請求項４】
棒状部や可動体が、保持力の小さい材質で構成してある請求項１記載のアクチュエータ構造。
【請求項５】
可動体の棒状部側の表面が、研磨された請求項１記載のアクチュエータ構造。
【請求項６】
三つの個々の棒状部を後方で繋げて構成された三つ又状の本体部が用いられ、その三つ又を繋ぐ後方側の底辺部が固定部材に固定されると共に、その三つ又の側辺の各々にコイルが配され、かつその中央位置に配された中央棒状部が、前方側でさらに二股に分かれて、その二股先端部の各々が、対応する上記各側辺に対し近接状態で配置された請求項１記載のアクチュエータ構造を用いたアクチュエータブロック。
【請求項７】
請求項６記載のアクチュエータブロックにおいて、中央棒状部にも中央コイルがさらに配されたアクチュエータブロック。
【請求項８】
被駆動部材の側面部に、上記被駆動部材の移動方向に合わせて可動体となる部位を所定幅のみで配設すると共に、その可動体に作用し上記可動体を介して上記被駆動部材を上記移動方向に沿って移動させるアクチュエータ構造を付設して構成される可動機構部を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に搭載され、機器の可動機構部を構成するためのアクチュエータ構造およびそれを用いたアクチュエータブロック、ならびに電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ付き携帯電話などが普及し、レンズモジュールを含み各種構成部分への小型化ならびに高機能化の要望が高い。
【０００３】
この種の従来のレンズモジュールとしては、スプリングとボイスコイル等を組み合わせた構成のものが汎用的に用いられ、その従来のレンズモジュールの構成を図６に示す。
【０００４】
従来のレンズモジュールは、図６の断面図に示すように、マグネット２とヨーク３からなるギャップ部内に、下端位置に配されたボイスコイル４が位置するようにレンズ６を固定している支持枠５が配されると共に、その支持枠５とヨーク３との間にスプリング７が介装されてレンズモジュール１として構成されたものとなっている。
【０００５】
そして、その動作としては、ボイスコイル４に上方向の電磁力が働くように電流を流して、その電磁力とスプリング７の復元力が釣り合う位置に、支持枠５つまりレンズ６を移動させることができるものであった。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−２０７７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のレンズモジュールにおいては、そのアクチュエータ構造としてなる部分が、マグネット２、ヨーク３およびボイスコイル４で構成され、かつその配置位置としても、筒状の外周全周で配置されるものであるため、全体形状が大きくなり、これを搭載する側の機器側においても取付面積として広い面積が必要となるという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ボイスコイルを用いることなくコンパクトに構成できるアクチュエータ構造およびそれを用いたアクチュエータブロック、ならびに電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、後方側が固定部材に固定された磁気を通す二つの棒状部と、少なくとも上記いずれか一方の棒状部に配されたコイルと、上記棒状部のいずれか一方の前方側に当接状態で配された磁気を通す可動体とからなり、上記コイルに通電することにより、上記可動体に当接した側の上記棒状部の微小動作が発生し、それに伴い上記可動体が移動されるアクチュエータ構造としたものである。
【００１１】
この構成であれば、従来のようにボイスコイルを用いずに構成されているため、コンパクトに構成でき、使用機器側の取付面積の低減化などにも寄与できるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、可動体として、磁石を除くものが用いられ、上記可動体が棒状部側に付勢されているものであり、コイルへの通電を停止した際を含めて可動体の位置が保たれるものにできるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、可動体が、コイルに通電して得られる電磁石の磁気よりも弱い磁気を帯びたもので構成されるか、または棒状部が、上記電磁石の磁気よりも弱い磁気を帯びたもので構成されたものであり、別の構成部材を用いることなく、コイルへの通電を停止した際を含めて可動体の位置が保たれるものにできるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、棒状部や可動体が、保持力の小さい材質で構成してあるものであり、長期に亘って使用しても可動体のスムーズな移動状態が維持できるものが実現できるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、可動体の棒状部側の表面が、研磨されたものであり、摩擦力が少なくなる分、可動体の移動が滑らかになるという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の発明は、三つの個々の棒状部を後方で繋げて構成された三つ又状の本体部が用いられ、その三つ又を繋ぐ後方側の底辺部が固定部材に固定されると共に、その三つ又の側辺の各々にコイルが配され、かつその中央位置に配された中央棒状部が、前方側でさらに二股に分かれて、その二股先端部の各々が、対応する上記各側辺に対し近接状態で配置された請求項１記載のアクチュエータ構造を用いたアクチュエータブロックとしたものである。
【００１７】
当該アクチュエータブロックであっても、ボイスコイルを用いることなく構成してあるため、コンパクトな構成のものにでき、しかも可動体を上下方向などの対向方向にそれぞれ移動できるものが実現できるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項６記載のアクチュエータブロックにおいて、中央棒状部にも中央コイルがさらに配されたアクチュエータブロックとしたものであり、中央コイルを含めて通電し、本体部での磁気を高めて可動体の移動量を大きくさせたり、または磁気を打ち消しあうように通電したりすることなどもでき、それらを組み合わせて可動体の移動制御が幅広くできるようになるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項８に記載の発明は、被駆動部材の側面部に、上記被駆動部材の移動方向に合わせて可動体となる部位を所定幅のみで配設すると共に、その可動体に作用し上記可動体を介して上記被駆動部材を上記移動方向に沿って移動させるアクチュエータ構造を付設して構成される可動機構部を備えた電子機器であり、可動機構部の構成が、従来のものよりもコンパクトなものにでき、機器の小型・軽量化などを図ることができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明によれば、コイルに通電して可動体に当接させた側の棒状部の微小動作を発生させ、それに伴い上記可動体を移動させる構成であるため、ボイスコイルを用いないコンパクトな構成のものにでき、使用機器側の取付面積の低減化などにも寄与できるアクチュエータ構造およびそれを用いたアクチュエータブロック、ならびに電子機器を提供することができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００２２】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるアクチュエータ構造を用いたアクチュエータブロックの側面図である。
【００２３】
まず、図１を用いて本発明によるアクチュエータ構造を用いて構成したアクチュエータブロックについて説明する。
【００２４】
同図において、２１は、後方側の底辺部２２の両端が、平行関係で各々前方に向かって直線棒状に突出形成された側辺部２３とされ、かつ上記底辺部２２の中央位置からも上記側辺部２３に平行に中央棒状部２４が前方側に突出形成された所謂略三つ又状に形成されている本体部である。その底辺部２２は、移動しないように、図示しない固定部材で固定されている。
【００２５】
そして、その中央棒状部２４は、前方位置でさらに二股に分岐形成されており、その二股先端部２５の各々は、対応する上記各側辺部２３に対して近接状態で配置されている。
【００２６】
このとき二股先端部２５の各々の前端位置は、各側辺部２３の前端位置よりも若干前方側に突出しており、かつその前端形状としては、先細り形状に加工形成してある。
【００２７】
この本体部２１は、鉄などの磁気を通す材質で構成されている。なお、上記の各部位が個々に形成され上記形状で結合されていてもよい。
【００２８】
そして、各側辺部２３と中央棒状部２４の直線部の各々には、コイル３１と中央コイル３２が固定状態で配設されている。
【００２９】
一方、４１は、本体部２１の前方側に配された鉄などの磁気を通す材質からなる板状の可動体で、この可動体４１は、図示はしないが本体部２１側にばねや弾性体などで付勢されており、可動体４１表面に対し、上記中央棒状部２４の二股先端部２５の各前端は所定の圧接状態で接している。
【００３０】
また、側辺部２３の前端は、可動体４１表面に対し若干の隙間を持って対向している。
【００３１】
この可動体４１は、本体部２１における各側辺部２３および中央棒状部２４が並ぶ長手方向側（図１中に記載した矢印方向）にスライド移動可能に配されている。
【００３２】
以上のように、当該アクチュエータブロック５１は構成されるものであり、次にその動作について説明する。なお、以下では、図１に示す下方位置の側辺部２３ならびにそれに装着されたコイル３１を、それぞれ下辺部２３Ａならびに下コイル３１Ａと表記し、同様に、図１に示す上方位置の側辺部２３ならびにそれに装着されたコイル３１を、それぞれ上辺部２３Ｂならびに上コイル３１Ｂと表記して説明する。また、中央棒状部２４の二股先端部２５の下方側を二股下方部２５Ａ、その上方側を二股上方部２５Ｂと表記して説明する。
【００３３】
まず、下コイル３１Ａと中央コイル３２に所定電流を流して、下辺部２３Ａと中央棒状部２４とを磁化させ、下辺部２３Ａ、底辺部２２、中央棒状部２４、二股下方部２５Ａ、可動体４１、下辺部２３Ａとなるループ状に磁気を発生させると、可動体４１が二股下方部２５Ａと下辺部２３Ａに引き寄せられ二股下方部２５Ａに下方側への微小な傾倒動作が発生して、可動体４１に図１における下方側に向かう力の成分が加わり、可動体４１は同図に実線矢印で示す下方側への微小移動をなし、その通電を停止させると、二股下方部２５Ａは元の状態に戻り可動体４１は二股下方部２５Ａに対し滑り当初位置より下方に所定量移動した位置で保持された状態となる。なお、可動体４１の中央棒状部２４側の表面が研磨されたものを用いると、上記の滑る際の摩擦力が少なくなる分、可動体４１の移動が滑らかなものとなる。
【００３４】
上記通電および停止を所定の短時間で繰り返し行うことにより、可動体４１は順次下方に移動されていくようにできる。
【００３５】
また、それと同様に、上コイル３１Ｂと中央コイル３２に所定電流を流して、上辺部２３Ｂと中央棒状部２４とを磁化させ、上辺部２３Ｂ、底辺部２２、中央棒状部２４、二股上方部２５Ｂ、可動体４１、上辺部２３Ｂとなるループ状に磁気を発生させると、可動体４１が二股上方部２５Ｂと上辺部２３Ｂに引き寄せられ二股上方部２５Ｂに上方側への微小な傾倒動作が発生して、可動体４１に図１における上方側に向かう力の成分が加わり、可動体４１は同図に点線矢印で示す上方側への微小移動をなし、その通電を停止させると、二股上方部２５Ｂは元の状態に戻り可動体４１は二股上方部２５Ｂに対し滑り当初位置より上方に所定量移動した位置で保持された状態となる。
【００３６】
そして、上記通電および停止を所定の短時間で繰り返し行うことにより、可動体４１は、順次上方に移動されていくようにできる。
【００３７】
以上のように、本発明によるアクチュエータ構造を用いて構成したアクチュエータブロック５１は、平板状の可動体４１を上下方向などの対向方向側にそれぞれ移動させることができるものである。その構成としても、ボイスコイルを使用していない構成のものであるため、従来のものよりも外形の小型化が図れたものにできる。
【００３８】
なお、上記に説明したアクチュエータブロック５１は、可動体４１を上下方向のいずれにも移動させるため、本発明によるアクチュエータ構造を二つ備えさせたものを説明したが、その下方側または上方側部分のみの構成として、可動体４１を一つの方向のみに移動させるようにしてもよい。また、その場合においては、必要となるコイルは少なくとも一つあればよい。
【００３９】
そして、上述したように中央コイル３２がさらに付勢されたものにおいては、中央コイル３２を含めて通電し、本体部２１での磁気を高めて可動体４１の移動量を大きくさせたり、または磁気を打ち消しあうように通電したりすることなどもでき、それらを組み合わせて可動体４１の移動制御が幅広くできるようになる。
【００４０】
また、上記のアクチュエータブロック５１は、中央棒状部２４の二股先端部２５が可動体４１に接しているものを説明したが、本体部の側辺部の前端を二股先端部の前端位置よりも突出させ、その側辺部の前端のみを可動体４１に接しさせたものなどとしてもよい。
【００４１】
なお、本体部２１や可動体４１の材質としては、保持力の小さいもので構成しておくと、作動時における可動体４１のスムーズな移動状態などが長期に亘って維持できるものとなる。
【００４２】
また、可動体４１は、後方から付勢されたものとして説明したが、可動体を弱い磁気を帯びたもので構成したり、それとは逆に、本体部２１に永久磁石を組み込んだりして本体部２１そのものを弱い磁気を帯びたもので構成しておけば、上記付勢部材を設けずとも、可動体と本体部とは吸着されて保持され、移動後を含めて可動体の位置が維持されるものにできる。
【００４３】
なお、本体部２１も、上記形状に限定されることはない。例えば、側辺部２３と中央棒状部２４を個々の棒状部として固定部材に固定し、その固定部材を介して電磁石の磁気がループ状としてなる構成や、各側辺部２３ごとに対応する二つの中央棒状部を独立状態で配設したものなどとしてもよい。
【００４４】
次に、レンズモジュールを例として、当該アクチュエータ構造の電子機器への使用事例を説明する。
【００４５】
図２は本発明によるアクチュエータ構造を用いて構成した電子機器の可動機構部としてのレンズモジュールの断面図、図３は同外観斜視図、図４は同分解斜視図である。
【００４６】
同図に示すレンズユニット７１は、レンズ７２を備えた内筒部７３が外筒部７４内に固定され、その外筒部７４が、筐体７０の筒状部７０Ｂ内に軸線方向に移動可能に保持されている。なお、外筒部７４は、回転しないように規制されている。また、筒状部７０Ｂは、可動体４１の配置位置となる部分が軸線方向で切り欠かれている。このレンズユニット７１が、請求項における被駆動部材に相当する。
【００４７】
なお、上記配置状態で、レンズ７２の下方位置に応じた筐体７０内の位置にはイメージセンサなどの撮像素子が配されているが図示は省略する。
【００４８】
そして、上記外筒部７４の外面には、軸線方向に所定幅に形成された可動体４１が固着されている。なお、この可動体４１としては、弱い磁気を帯びたもので構成してある。また、可動体４１の外面は、筒状部７０Ｂに設けられた上記切り欠き部分を介して露出状態になっている。
【００４９】
そして、その可動体４１に対応させて上記に説明したアクチュエータブロック５１が配設され、本体部２１の後方側の底辺部２２は、固定部材としてなる筐体７０の固定用突起７０Ａで位置決め固定されている。
【００５０】
なお、当該アクチュエータブロック５１と可動体４１との配置関係などは、上述したとおりであるため詳細な説明は省略する。このとき当該アクチュエータブロック５１は、ボイスコイルなどを用いていないコンパクトな構成のもののため、その配設時に必要な取付面積としても、外筒部７４の外側面部の一部のみに集約して配置でき、使用機器側の取付面積の低減化などにも寄与できる。
【００５１】
当該レンズモジュール７５は、以上のように構成されている。
【００５２】
そして、その動作としては、当該アクチュエータブロック５１のコイル３１などに上述したように通電して可動体４１を軸線方向に所定量移動させ、それにより外筒部７４を軸線方向で移動させ、内筒部７３内のレンズ７２と撮像素子間の距離を変え焦点などを合わせ込むものである。
【００５３】
例えば、図２の状態から外筒部７４つまりレンズユニット７１を上方側に移動させると図５に示す状態となり、外筒部７４は上記移動された位置で停止状態に維持される。当該構成のものは、上記中間位置などでの停止状態から、外筒部７４の軸線方向への移動もできるため、初期位置からの移動時よりも効率よくレンズ７２の位置調整が図れるようにもなる。
【００５４】
以上のように、電子機器の可動機構部としてなる本発明によるアクチュエータ構造を用いて構成したレンズモジュール７５は、全体的に省スペース化が図れ、機器の小型・軽量化などにも寄与できる。
【００５５】
なお、このレンズモジュール７５の変形事例としては、可動体４１を磁化されていないものとし、かつアクチュエータ構造としても可動体４１を上方のみに移動させる構造のものとし、必要に応じて上記アクチュエータ構造を作動させレンズユニット７１を上方に移動させて使用し、その後、コイル３１などへの通電を停止した際、可動体４１が保持されることなく、移動前の基準位置に戻るものなどとしてもよい。
【００５６】
また、当該構成のレンズモジュール７５を同軸状で複数組み合わせ、個々のレンズ位置を調整するようにしてズーム機能を果たす構成のものとしてもよく、この場合にも、当該アクチュエータ構造のものは、コンパクトな構成であるため、省スペースで効率よく構成することができる。
【００５７】
なお、当該アクチュエータ構造は、上記レンズモジュール以外にも様々な電子機器や電子部品における各種可動機構部に活用でき、その用途は、レンズモジュールに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によるアクチュエータ構造およびそれを用いたアクチュエータブロック、ならびに電子機器は、アクチュエータ構造として、コイルに通電して可動体に当接させた側の棒状部の微小動作を発生させ、それに伴い上記可動体を移動させる構成としたため、コンパクトな構成のものにでき、使用機器側の取付面積の低減化などにも寄与できるという特徴を有し、各種電子機器の可動機構部を構成する際等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態によるアクチュエータ構造を用いたアクチュエータブロックの側面図
【図２】同アクチュエータ構造を用いて構成した電子機器の可動機構部としてのレンズモジュールの断面図
【図３】同外観斜視図
【図４】同分解斜視図
【図５】同要部であるレンズユニットを上方側に移動させた状態を示す断面図
【図６】従来のレンズモジュールの断面図
【符号の説明】
【００６０】
２１  本体部
２２  底辺部
２３  側辺部
２３Ａ  下辺部
２３Ｂ  上辺部
２４  中央棒状部
２５  二股先端部
２５Ａ  二股下方部
２５Ｂ  二股上方部
３１  コイル
３１Ａ  下コイル
３１Ｂ  上コイル
３２  中央コイル
４１  可動体
５１  アクチュエータブロック
７０  筐体
７０Ａ  固定用突起
７０Ｂ  筒状部
７１  レンズユニット
７２  レンズ
７３  内筒部
７４  外筒部
７５  レンズモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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