(57)【要約】【課題】  カメラモジュールの耐衝撃性を格段に向上させる。【解決手段】アクチュエータ部と、シャッタ羽根とを備え、回転体表面には第１の出力軸、第２の出力軸が形成され、シャッタ羽根には第１の長穴、第２の長穴が形成され、第１の出力軸は第１の長穴に、第２の出力軸は第２の長穴にそれぞれ挿入するとともに、第１の位置のとき、第１の出力軸の中心とシャッタ羽根回転軸の中心とを通る第１の直線と、第１の出力軸の中心と回転体回転軸の中心とを通る第２の直線との交わる角度が略直角であり、第２の位置のとき、第２の出力軸の中心とシャッタ羽根回転軸の中心とを通る第３の直線と、第２の出力軸の中心と回転体回転軸の中心とを通る第４の直線との交わる角度が略直角であり、回転体の回転運動を、第１、第２の出力軸を介してシャッタ羽根に伝えて、第１と第２の位置にシャッタ羽根を可動させることを特徴とするシャッタ装置。【選択図】図１
2008216447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体回転軸で回転可能に支持される、永久磁石からなる回転体と、コイルに通電することで励磁された磁束の流れを、コイル芯の一端からコイル芯の他端に導き、前記磁束の流れの途中に設けられた、前記回転体を内包する回転体孔とを含むステータと、を有するアクチュエータ部と、
カメラの露光用開口部を覆った第１の位置から、前記カメラの露光用開口部から外れた第２の位置まで、シャッタ羽根回転軸を支点として可動するシャッタ羽根と、を備え、
前記シャッタ羽根と対向する回転体表面に立設された第１の出力軸を、前記シャッタ羽根に形成された第１の長穴に、前記回転体表面に立設された第２の出力軸を前記シャッタ羽根に形成された第２の長穴にそれぞれ挿入するとともに、
前記第１の位置のとき、前記第１の出力軸の中心と前記シャッタ羽根回転軸の中心とを通る第１の直線と、前記第１の出力軸の中心と前記回転体回転軸の中心とを通る第２の直線との交わる角度が略直角であり、
前記第２の位置のとき、前記第２の出力軸の中心と前記シャッタ羽根回転軸の中心とを通る第３の直線と、前記第２の出力軸の中心と前記回転体回転軸の中心とを通る第４の直線との交わる角度が略直角であり、
前記回転体の回転運動を、前記第１、第２の出力軸を介して前記シャッタ羽根に伝えて、前記第１と第２の位置に前記シャッタ羽根を可動させる
ことを特徴とするシャッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話に用いられるカメラモジュールのシャッタ羽根や絞り羽根などの羽根部材をアクチュエータ装置で駆動するようにしたカメラ用のシャッタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
その技術分野においては、カメラ用のシャッタ装置を含めたカメラモジュールの耐衝撃性要求は高いものになってきている。そのような中、シャッタ装置として、回転体を有したアクチュエータとシャッタ羽根による構成を特徴とするカメラモジュールが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載のカメラモジュールに用いられたシャッタ装置について説明する。図９は、従来のシャッタ装置を用いたカメラモジュールの平面図である。従来のシャッタ装置は、径方向２極に着磁された永久磁石からなる回転体１０７と、コイル１０９、ステータ１１７、シャッタ羽根１０３とで構成されている。
【０００４】
そして、回転体１０７は回転体回転軸１０５で回転可能に支持され、回転体１０７はステータ１１７の一端と他端の間に配置される。コイル１０９は通電することで磁束を発生させることができ、発生した磁束はステータ１１７の一端から他端に流れる。
【０００５】
また、回転体１０７の表面には出力軸１１１が立設され、出力軸１１１はシャッタ羽根１０３に設けられた長穴１１３に挿入されている。
【０００６】
そして、シャッタ羽根１０３は、シャッタ羽根回転軸１１９を支点として可動するものであり、その可動範囲は、開口部１１５を覆った第１の位置から開口部１１５から外れた第２の位置までである。シャッタ羽根１０３が開口部１１５から外れた第２の位置にあるときは、撮像センサー（図示せず）に光が入射可能な状態を示している。
【０００７】
そして、コイル１０９に通電することで発生した磁束と、回転体１０７の磁束とにより、吸引反発力が生じ、回転体回転軸１０５を中心として回転体１０７は回転する。
【０００８】
回転体１０７表面には出力軸１１１が一体で立設されているため、回転体１０７が回転をすることで出力軸１１１も回転運動行い、出力軸１１１はシャッタ羽根１０３に設けられた長穴１１３に摺動可能に挿入されているため、出力軸１１１は長穴１１３の内壁を押し、この押す力によりシャッタ羽根１０３はシャッタ羽根回転軸１１９を中心とした回転運動を行うことができる。
【０００９】
従って、シャッタ羽根１０３が開口部１１５を覆った第１の位置から開口部１１５を外れた第２の位置まで回転運動をすることができる。なお、シャッタ羽根１０３の第１の位置は、第１のピン１２１に接することで位置決めされ、回転体１０７の回転は停止保持される。また、シャッタ羽根１０３の第２の位置は第２のピン１２３に接することで位置決めされ、回転体１０７の回転は停止保持される。
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−７２１７４号公報（第３−６頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、この特許文献１に記載の従来のシャッタ装置は、下記に記載の問題点を有する。
【００１２】
この構成においては、一枚のシャッタ羽根１０３がシャッタ羽根回転軸１１９中心によって片持ち梁状に支持されているために、開口部１１５を覆った位置に保持されていたシャッタ羽根１０３は外部からの衝撃によって、開口部１１５から外れた位置に移動したり、又、逆に開口部１１５から外れた位置に保持されていたものが、開口部１１５を覆った位置に移動してしまうという問題があった。
【００１３】
図９に示すように、開口部１１５から外れた位置にシャッタ羽根１０３がある状態で、シャッタ羽根１０３に外力Ｆが加わったとき、シャッタ羽根１０３はシャッタ羽根回転軸１１９を中心として回転する力がシャッタ羽根１０３に作用し、その力はシャッタ羽根１０３に設けられた長穴１１３の内壁によって出力軸１１１を押す力として伝達する。この時の力をｆとする。
【００１４】
そして、シャッタ羽根回転軸１１９の中心と出力軸１１１の中心とを通る直線１２５と、回転体回転軸１０５の中心と出力軸１１１の中心とを通る直線１２７との交わる角度をθ０としたとき、θ０は０＜θ０＜９０で鋭角であることから、シャッタ羽根１０３を回転させる力ｆによって回転体１０７を回転体回転軸１１９中心に回転させる力はｆ×ｃｏｓθ０となり、０＜θ０＜９０であるからｆ×ｃｏｓθ０≠０となり、回転体１０７を回転させるトルクが生じてしまう。
【００１５】
その結果、シャッタ羽根１０３が開口部１１５を外れた位置に保持されていたものが、開口部１１５を覆った位置に移動したり、開口部１１５を覆った位置にあったものが、開口部１１５を外れた位置に保持されてしまうという問題があった。
【００１６】
そこで本発明は電磁駆動のアクチュエータ部を用いたシャッタ装置において上記問題を解決し、耐衝撃性を向上させたシャッタ装置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】
【００１７】
本発明は、上記目的を達成するために、基本的には、下記に記載されたような技術構成を採用するものである。
【００１８】
本発明のシャッタ装置は、回転体回転軸で回転可能に支持される、永久磁石からなる回転体と、コイルに通電することで励磁された磁束の流れを、コイル芯の一端からコイル芯の他端に導き、磁束の流れの途中に設けられた、回転体を内包する回転体孔とを含むステータと、を有するアクチュエータ部と、カメラの露光用開口部を覆った第１の位置から、カメラの露光用開口部から外れた第２の位置まで、シャッタ羽根回転軸を支点として可動するシャッタ羽根と、を備え、シャッタ羽根と対向する回転体表面に立設された第１の出力軸を、シャッタ羽根に形成された第１の長穴に、回転体表面に立設された第２の出力軸をシャッタ羽根に形成された第２の長穴にそれぞれ挿入するとともに、第１の位置のとき、第１の出力軸の中心とシャッタ羽根回転軸の中心とを通る第１の直線と、第１の出力軸の中心と回転体回転軸の中心とを通る第２の直線との交わる角度が略直角であり、第２の位置のとき、第２の出力軸の中心とシャッタ羽根回転軸の中心とを通る第３の直線と、第２の出力軸の中心と回転体回転軸の中心とを通る第４の直線との交わる角度が略直角であり、回転体の回転運動を、第１、第２の出力軸を介してシャッタ羽根に伝えて、第１と第２の位置に前記シャッタ羽根を可動させることを特徴とするシャッタ装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シャッタ羽根に加わる外力が回転体を回転させる力として作用せず、
従来の構成に比べて、カメラモジュールの耐衝撃性を格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のシャッタ装置を用いたカメラモジュールの構成について説明する。図１から図８は、実施例におけるシャッタ装置を示す。以下、図に基づいて具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、実施例のシャッタ装置を用いたカメラモジュールの構成を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のａａ’における断面図を示している。本実施例のシャッタ装置を用いたカメラモジュールは、基台３１上に鏡筒２５が保持され、鏡筒２５の上面側に開口部９、第１のピン４１、第２のピン４３、シャッタ装置２３を有し、鏡筒２５の内部には複数のレンズ２９、開口部９から入射する光を光学像として撮像するためのＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像センサー１３及び赤外線除去フィルター３３を内挿し、ＩＣ部品やコンデンサなどの部品が実装されているフレキシブルプリント基板（図示せず）が周辺に配置されている。
【００２２】
ここで、シャッタ装置２３について詳しく説明する。図２はシャッタ装置２３の分解斜視図である。
【００２３】
シャッタ装置２３は、シャッタ羽根５とアクチュエータ部１９とが上基板５７、下基板５９とによって挟みこまれて固定され、シャッタ羽根５は、シャッタ羽根回転軸５３、第１の長穴４５、第２の長穴４７を有する。そして、カメラの露光用開口部９を覆った第１の位置から、カメラの露光用開口部９から外れた第２の位置までシャッタ羽根回転軸５３を支点として可動する。
【００２４】
又、アクチュエータ部１９は、永久磁石からなる回転体２１とコイル７が巻回されたコイル芯１５、回転体孔３９とを含むステータ１７とを有し、回転体２１は回転体回転軸３で回転可能に支持され、コイル７に通電することで励磁された磁束の流れはコイル芯１５の一端からコイル芯１５の他端に導かれ、磁束の流れの途中に設けられた回転体孔３９に回転体２１が内包されている。
【００２５】
シャッタ羽根５と対向する回転体２１表面には、第１の出力軸４９及び第２の出力軸５１が立設され、第１の出力軸４９はシャッタ羽根５に形成された第１の長穴４５に、そして第２の出力軸５１はシャッタ羽根５に形成された第２の長穴４７にそれぞれ摺動可能に挿入されている。
【００２６】
回転体２１は回転体回転軸３の一端が下基板５９によって回転自在に支持され、シャッタ羽根５はシャッタ羽根回転軸５３の一端を下基板５９に、他端を上基板５７によって回転自在に支持されている。
【００２７】
なお、コイル芯１５に巻回されたコイル７の端部は、図示しない駆動用基板に電気的に接続されており、コイル７には電圧パルスが印加可能である。
【００２８】
次に、アクチュエータ部１９における磁束の流れ及び回転体の動作について説明する。
図３（ａ）はアクチュエータ部平面図において、回転体２１の位置が第１の状態にある図であり、図３（ｂ）は回転体２１が第１の状態において、コイル７に通電し励磁した第１の励磁状態である。
【００２９】
第１の状態において、回転体回転軸３の中心と第１の磁極３５の最大値を示す点とを通
る直線６９と、回転体回転軸３の中心と回転体２１のN極の最大値を示す点とを通る直線７１とが交差する角度をθａとしたとき、０＜θａ＜９０の範囲になる方向に回転体２１のＮ極の最大値を示す点は保持されており、回転体２１のＳ極の最大値を示す点はＮ極の最大値を示す点と１８０度反対の位置にある。そして、回転体２１はコイル７への通電がない無励磁状態での保持が可能となっている。なお、角度θａは直線６９を基準とし、回転体回転軸３中心に反時計回り方向を正の角度としている。
【００３０】
第１の状態において、コイル７に電圧印加して電流を流し、磁束を発生させ、第１の磁極３５をＮ極、第２の磁極３７をＳ極としたときが第１の励磁状態であり、このとき、第１の磁極３５のＮ極と回転体２１のＮ極とが反発し、第２の磁極３７のＳ極と回転体２１のＳ極とが反発することで回転体２１は回転体回転軸３の中心を回転中心として、反時計方向に回転する回転トルクを得て第２の状態まで移動することができる。なお、回転体２１周辺に記した反時計回転方向の矢印は回転体２１が回転する方向を示してある。
【００３１】
次に、アクチュエータ部１９の回転体２１が第２の状態にある場合を説明する。図４（ａ）はアクチュエータ部平面図において、回転体２１の位置が第２の状態にある図であり、図４（ｂ）は回転体２１は第２の状態において、コイル７に通電し励磁した第２の励磁状態である場合を示す図である。
【００３２】
第２の状態において、回転体回転軸３の中心と第２の磁極３７の最大値を示す点とを通る直線７３と、回転体回転軸３の中心と回転体２１のN極の最大値を示す点とを通る直線７１とが交差する角度をθｂとしたとき、０＜θｂ＜９０の範囲になるような方向で回転体２１のＮ極は保持されており、回転体２１のＳ極の最大値を示す点はＮ極の最大値を示す点と１８０度反対の位置にある。そして、回転体２１はコイル７への通電がない無励磁状態での保持が可能となっている。なお、角度θｂは直線７３を基準とし、回転体回転軸３中心に時計回り方向を正の角度としている。
【００３３】
そして、第２の状態において、コイル７に電圧印加して電流を流し、磁束を発生させ、第２の磁極３７をＮ極、第１の磁極３５をＳ極としたときが、第２の励磁状態である。
【００３４】
回転体２１が第２の状態でコイル７が第２の励磁状態においては、第２の磁極３７のＮ極と回転体２１のＮ極とが反発し、第１の磁極３５のＳ極と回転体２１のＳ極とが反発することで回転体２１は回転体回転軸３の中心を回転中心として、時計方向に回転する回転トルクを得て第１の状態まで移動することができる。なお、回転体２１周辺に記した時計回転方向の矢印は回転体２１が回転する方向を示してある。
【００３５】
次に、シャッタ羽根５が第１の位置にある場合を図５を用いて説明する。シャッタ羽根５は、鏡筒（図示せず）に設けられた第１のピン４１に接して回転方向位置決めされており、シャッタ羽根５はシャッタ羽根回転軸５３によって回転自在に支持されており、シャッタ羽根５には第１の長穴４５、第２の長穴４７が設けられている。
【００３６】
第１の長穴４５には、シャッタ羽根５と対向した回転体表面に立設された第１の出力軸４９が摺動可能に挿入されており、第２の長穴４７にはシャッタ羽根と対向した回転体表面に立設された第２の出力軸５１が摺動可能に挿入されている。
【００３７】
この第１の位置においては、回転体２１は第１の状態にあり、シャッタ羽根５は鏡筒に設けられた露光用開口部９を覆った状態であり、開口部９はシャッタ羽根５によって遮光されているため入射光は撮像センサー（図示せず）に届かない状態である。
【００３８】
第１の位置において、第１の長穴４５に挿入されている第１の出力軸４９は、第１の長
穴４５の一端４５ａに位置し、第１の長穴４５の内面に接触した状態である。又、第１の位置において、第２の長穴４７に挿入されている第２の出力軸５１は第２の長穴４７の他端４７ｂに位置し、第２の長穴の内面には接触していない状態である。
【００３９】
次に、シャッタ羽根５が第２の位置にある場合を図６を用いて説明する。シャッタ羽根５は、鏡筒部（図示せず）に設けられた第２のピン４３に接して回転方向位置決めされている。
【００４０】
この第２の位置においては、回転体２１は第２の状態にあり、シャッタ羽根５は鏡筒に設けられた露光用開口部９から外れた状態であり、開口部９はシャッタ羽根５によって遮光されていないため入射光は撮像センサー（図示せず）に届くことができる。
【００４１】
又、第２の位置において、第１の長穴４５に挿入されている第１の出力軸４９は第１の長穴４５の他端４５ｂに位置し、第１の長穴４５の内面には接触していない状態である。そして、第２の長穴４７に挿入されている第２の出力軸５１は第２の長穴４７の一端４７ａに位置し、第２の長穴４７の内面に接触している状態である。
【００４２】
そして、シャッタ羽根５が第１の位置から第２の位置に移動し、第２の位置にあるとき、コイルは第１の励磁を継続することでシャッタ羽根５は第２の位置に安定的に保持され、撮像センサーに入射光が届く状態を維持することができる。
【００４３】
シャッタ羽根５がカメラの露光用開口部９から外れた第２の位置において、カメラのシャッタボタンが押されると、撮像センサーに蓄積されていた電荷が放出されるための信号が制御回路から出され、その後、撮影のための新たな電荷が撮像センサーに蓄積され始める。そして、被写体の輝度に対応した一定時間が経過すると、再び制御回路からの信号によって、シャッタ羽根５がカメラの露光用開口部９を覆った第１の状態に移動する。
【００４４】
シャッタ羽根５の位置が第１の位置において、シャッタ羽根５に外力Ｆが加わった場合についてを図７を用いて説明する。シャッタ羽根５に外力Ｆが加わった場合、シャッタ羽根５はシャッタ羽根回転軸５３を中心とした回転運動を行おうとする。
【００４５】
このとき、第１の長穴４５と第１の出力軸４９とは一端４５ａにおいて接触しており、第２の長穴４７と第２の出力軸５１とは他端４７ｂにおいて接触していないため、シャッタ羽根５に作用した力は、第１の長穴４５の一端４５ａの内面が第１の出力軸４９を押し動かそうとする力ｆ１として伝達することとなる。
【００４６】
そして、第１の出力軸４９の中心とシャッタ羽根回転軸５３の中心とを通る直線を第１の直線６１、第１の出力軸４９の中心と回転体回転軸３の中心とを通る直線を第２の直線６３としたとき、第１の直線６１と第２の直線６３との交わる角度θ１が略直角であり、シャッタ羽根回転力ｆ１が第１の出力軸４９に作用して回転体２１を回転させる力はｆ１×ｃｏｓθ１で、θ１＝９０度であることからｆ１×ｃｏｓθ１＝０となり、回転体２１を回転させる力は発生しない。
【００４７】
なお、シャッタ羽根５が第１の位置において、図７における衝撃力Ｆと逆方向から衝撃力が加わった場合は、第１のピン４１によってシャッタ羽根５の回転が防止されている。
【００４８】
シャッタ羽根５の位置が第２の位置において、シャッタ羽根５に外力Ｆ２が加わった場合についてを、図８を用いて説明する。図８矢印方向から外力Ｆ２が加わった場合、シャッタ羽根５は、シャッタ羽根回転軸５３を中心とした回転運動を行おうとする。
【００４９】
このとき、第１の長穴４５と第１の出力軸４９とは他端４５ｂにおいて接触せず、第２の長穴４７と第２の出力軸５１とは一端４７ａにおいて接触しているため、シャッタ羽根５に作用した力は、第２の長穴４７の一端４７ａの内面が第２の出力軸５１を押し動かそうとする力ｆ２として伝達することになる。
【００５０】
そして、第２の出力軸５１の中心とシャッタ羽根回転軸５３の中心とを通る直線を第３の直線６５、第２の出力軸５１の中心と回転体回転軸３の中心とを通る直線を第４の直線６７としたとき、第３の直線６５と第４の直線６７との交わる角度θ２が略直角であり、シャッタ羽根回転力ｆ２が第２の出力軸５１に作用して回転体２１を回転させる力はｆ２×ｃｏｓθ２で、θ２＝９０度であることからｆ２×ｃｏｓθ２＝０となり、回転体２１を回転させる力は発生しない。
【００５１】
なお、図８における外力Ｆ２と逆方向から外力が加わった場合は、第２のピン４３によって回転が防止されている。
【００５２】
この様に、本実施例におけるシャッタ装置を用いたカメラモジュールによれば、シャッタ羽根５が第１の位置または第２の位置にある場合において、シャッタ羽根５に外力が加わっても回転体２１を回転させる力は作用しない。従って、外力によるシャッタ羽根５の誤動作を防止することができ、この結果、カメラモジュールの耐衝撃性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のシャッタ装置を用いたカメラモジュールの斜視図及び断面図である。
【図２】本発明のシャッタ装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の磁束発生手段の第１の状態、第１の励磁状態を説明する図である。
【図４】本発明の磁束発生手段の第２の状態、第２の励磁状態を説明する図である。
【図５】本発明のシャッタ装置における第１の位置である。
【図６】本発明のシャッタ装置における第２の位置である。
【図７】本発明のシャッタ装置の第１の位置における耐衝撃性説明図である。
【図８】本発明のシャッタ装置の第２の位置における耐衝撃性説明図である。
【図９】従来のシャッタ装置の平面図である
【符号の説明】
【００５４】
３    回転体回転軸
５    シャッタ羽根
７    コイル
９    開口部
１３  撮像センサー
１５  コイル芯
１７  ステータ
１９  アクチュエータ部
２１  回転体
２３  シャッタ装置
２５  鏡筒
２９  レンズ
３１  基台
３３  赤外線除去フィルター
３５  第１の磁極
３７  第２の磁極
３９  回転体用孔
４１  第１のピン
４３  第２のピン
４５  第１の長穴
４７  第２の長穴
４９  第１の出力軸
５１  第２の出力軸
５３  シャッタ羽根回転軸
５７  上基板
５９  下基板
６１  第１の直線
６３  第２の直線
６５  第３の直線
６７  第４の直線
【図１】
2008216447.tif 000003
【図２】
2008216447.tif 000004
【図３】
2008216447.tif 000005
【図４】
2008216447.tif 000006
【図５】
2008216447.tif 000007
【図６】
2008216447.tif 000008
【図７】
2008216447.tif 000009
【図８】
2008216447.tif 000010
【図９】
2008216447.tif 000011