(57)【要約】【課題】モータがレンズの外径方向に大きくはみ出したり、トルク不足になることなく、レンズ駆動ユニットの外形を小さくできるステッピングモータやレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】ステッピングモータ３はレンズ又はレンズ群１の光軸に直交する方向に伸長する回転軸４の両端に第１相５と第２相６が夫々設けられた２相ＰＭ型ステッピングモータであり、第１相５及び第２相６の各々は、コイルが巻線されたコイルボビン１１を有する固定子と当該固定子に所定の間隙を持って対向配置される永久磁石１３を有する回転子とを組み合わせて構成され、回転軸４において対称に配置されている。第１相５と第２相６とは共通の回転軸４であって、当該回転軸４の端部に互いに離間するように配置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻線された固定子と当該固定子に対向配置される永久磁石を有する回転子とを組み合わせてなる第１の相と第２の相とを備える２相のステッピングモータであって、
前記第１の相と第２の相とを共通の回転軸であって、当該回転軸の端部に互いに離間するように配置したことを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記固定子と回転子とが前記回転軸の軸方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
【請求項３】
前記固定子と回転子とが前記回転軸の径方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
【請求項４】
前記第１の相と前記第２の相の間であって、前記回転軸の軸方向の略中央部に出力ギアが配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のステッピングモータ。
【請求項５】
コイルが巻線された固定子と当該固定子に対向配置される永久磁石を有する回転子とを組み合わせてなる第１の相と第２の相とを備え、前記第１の相と第２の相とを共通の回転軸であって、当該回転軸の端部に互いに離間するように配置したステッピングモータと、
前記第１の相と前記第２の相の間であって、前記回転軸の軸方向の略中央部に配置された出力ギアによりレンズ群を光軸方向に進退させるレンズ駆動部とを具備することを特徴とするレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、カメラのフォーカスや焦点距離などの位置合わせにおいてレンズを駆動するために用いるステッピングモータやそれを用いたレンズ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカメラの電動ズームなどのレンズ駆動方法として、ステッピングモータのスクリュー軸の回転により、そのスクリューに噛み合う部材を進退移動させ、その部材に連結されたレンズを駆動する構成（例えば、特許文献１参照）や、別の異なるピッチを持つスクリュー軸を平行に配置し、ステッピングモータの回転によりスクリュー軸の各々に連結された２種類のレンズを異なる量及び方向に進退移動させる構成（例えば、特許文献２参照）が提案、実施されている。これらのレンズ駆動方法は、一般のカメラのレンズ駆動では良く知られた技術であるが、携帯電話などの小型の電子機器においては、ステッピングモータやスクリュー軸がレンズの光軸と平行に配置されるため、薄型化の妨げとなっていた。
【０００３】
また、他のレンズ駆動方法として、レンズのガイド軸に積層圧電素子を配置し、この圧電素子によってガイド軸を軸方向に鋸歯状に微振動させてレンズを保持するホルダを駆動する構成が提案されているが（例えば、特許文献３，４参照）、積層圧電素子は高価であると同時に、高電圧が必要となり現実的ではない。
【０００４】
更に、モータを駆動源としてラックとピニオンからなる機構によりカム溝を有する部材を変位させ、このカム溝に沿ってレンズユニットのピンを進退移動させることで、レンズユニットを光軸方向に駆動する構成も知られている（例えば、特許文献５参照）。しかしながら、モータ軸がレンズの光軸方向となり、レンズユニットの薄型化はモータ軸長に制限され、モータ軸長を短くするとモータのトルクが不足する。また、モータ軸のギア径を大きくすることでトルクを大きくできても、レンズユニット外径の外側にモータが配置されるため、小型化は難しい。一方、図５に示すように、モータ軸４にウォームギア２を設けてモータ５’を光軸に対して直角に配置しても薄型化は可能であるが、ウォームギア２は円筒部材１ａの外周縁部のギア部分に噛み合い、モータ５’は円筒部材１ａの外側に位置するため、モータ５’がレンズ１の外径方向に大きくはみ出し、小型化は難しい。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２３０１９１号公報
【特許文献２】
特開２００２−１６２５５５号公報
【特許文献３】
特開平１１−９５０８２号公報
【特許文献４】
特開２００２−１０７６１２号公報
【特許文献５】
特開２００２−２７７７２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記事情によって、機器の小型化のため、レンズを駆動するアクチュエータとしては、軸方向の長さが短い薄型のものが望まれている。また、アクチュエータには、一般部材を使用でき、安価で特殊な駆動を必要としないことも要求される。更に、アクチュエータとしてモータを用いる場合には、単純に薄型化してもトルク不足にならないことも必要である。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、モータがレンズの外径方向に大きくはみ出したり、トルク不足になることなく、レンズ駆動ユニットの外形を小さくできるステッピングモータやレンズ駆動装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るステッピングモータは、コイルが巻線された固定子と当該固定子に対向配置される永久磁石を有する回転子とを組み合わせてなる第１の相と第２の相とを備える２相のステッピングモータであって、前記第１の相と第２の相とを共通の回転軸であって、当該回転軸の端部に互いに離間するように配置した。
【０００９】
また、好ましくは、前記固定子と回転子とが前記回転軸の軸方向に配置されている。
【００１０】
また、好ましくは、前記固定子と回転子とが前記回転軸の径方向に配置されている。
【００１１】
また、好ましくは、前記第１の相と前記第２の相の間であって、前記回転軸の軸方向の略中央部に出力ギアが配置されている。
【００１２】
また、本発明に係るレンズ駆動装置は、コイルが巻線された固定子と当該固定子に対向配置される永久磁石を有する回転子とを組み合わせてなる第１の相と第２の相とを備え、前記第１の相と第２の相とを共通の回転軸であって、当該回転軸の端部に互いに離間するように配置したステッピングモータと、前記第１の相と前記第２の相の間であって、前記回転軸の軸方向の略中央部に配置された出力ギアによりレンズ群を光軸方向に進退させるレンズ駆動部とを具備する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な一実施形態につき、添付の図面を参照して説明する。
【００１４】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１は本発明に係る実施形態のステッピングモータを含むレンズ駆動装置の主要な要素を示す図である。図２は本発明に係る第１の実施形態のステッピングモータの主要な要素を示す側断面図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、レンズ又はレンズ群１の外周縁部には円周方向に溝部が形成された円筒状の変位部１ａが設けられており、この変位部１ａがアクチュエータとしてのステッピングモータ３の回転軸４に設けられたウォームギア（出力ギア）２に噛み合うことにより、レンズ又はレンズ群１を光軸方向（図では紙面に対して法線方向）に進退移動させる。
【００１７】
ステッピングモータ３は高さｈ（回転軸４の径方向の寸法）が４ｍｍ程度の薄型で幅ｄがレンズ外径と略同じかわずかに大きい寸法で、２相の固定子と回転子とを分離し、レンズ又はレンズ群１の光軸に直交する軸線方向Ｌに伸長する回転軸４の両端に第１相５と第２相６が夫々設けられた２相ＰＭ型（Ｐａｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｔｙｐｅ）ステッピングモータである。第１相５及び第２相６の各々は、コイルが巻線されたコイルボビン１１を有する固定子（ステータ）と当該固定子に所定の間隙を持って対向配置される永久磁石１３を有する回転子（ロータ）とを組み合わせて構成され、回転軸４において対称に配置されている。
【００１８】
第１相５と第２相６とは共通の回転軸４であって、当該回転軸４の端部に互いに離間するように配置されている。
【００１９】
回転軸４の両端部は、軸受７を介して支持部材８により軸支されている。固定子は、複数の極歯を持つ磁性体からなる内ヨーク１６と外ヨーク１７と、これら内外ヨーク１６，１７の複数の極歯部分で挟むように配置されたコイルボビン１１とで構成されている。これら内外ヨーク１６，１７の各極歯は、永久磁石１３の磁極に対して所定角度で安定した位置となるように配置され、第１相５における固定子と回転子の相互の位置関係（励磁時の安定位置、無励磁時の安定位置、ステップ角度など）と第２相６における固定子と回転子の相互の位置関係とが実質的に同一となるように構成されている。
【００２０】
コイルボビン１１には、回転軸４の軸線のまわりにコイルが巻線され、このコイルへの通電をパルス制御することにより極歯の磁極を切り替えて円周方向に着磁された永久磁石１３を所定角度ごとにステップ駆動させる。
【００２１】
内ヨーク１６と外ヨーク１７の極歯の各々は、回転軸４に固定された永久磁石１３の外周面に対向するように軸方向に延びている。固定子と回転子とは回転軸４の軸方向に沿って配列され、コイルボビン１１の内側に永久磁石１３を配置した構成（図２参照）やコイルボビン１１の外側に永久磁石１３を配置した構成（図３参照）で実現される。
【００２２】
ウォームギア２は、第１相５と第２相６の間であって、回転軸４の軸方向の略中央部分に設けられており、ウォームギア２を出力軸としてレンズ又はレンズ群１を光軸方向に進退させるレンズ駆動部を構成している。
【００２３】
［第２の実施形態］
図４は本発明に係る第２の実施形態のステッピングモータの主要な要素を示す図である。
【００２４】
上記第１の実施形態では、固定子と回転子とが回転軸４の軸方向に配置した構成を例示した。これに対して、第２の実施形態では、固定子と回転子とを回転軸４の径方向に配置したものである。
【００２５】
具体的には、図４に示すように、第１相２５及び第２相２６の各々は、回転軸４に固定された回転子の永久磁石２３と、この永久磁石２３の外周面に対して所定の間隙を持って対向配置されるコイルが巻線されたコイルボビン２１とを組み合わせて構成され、回転軸４において対称に配置されている。
【００２６】
ウォームギア２は、第１相２５と第２相２６の間であって、回転軸４の軸方向の略中央部分に設けられており、ウォームギア２を出力軸としてレンズ又はレンズ群１を光軸方向に進退させるレンズ駆動部を構成している。
【００２７】
その他、第１の実施形態と同一の要素には、同一の番号を付して説明を省略する。
【００２８】
なお、上記各実施形態においては、軸受７を支持部材８で支持し回転軸４の両端部を軸支する構成を例示したが、軸受７を固定子で支持しウォームギア２側面の近傍に設けて回転軸４を軸支する構成としてもよい。
【００２９】
また、ウォームギア２の代りに平ギアやリードスクリューなどを用いることができ、更には回転軸に直接これらの加工を施して構成してもよい。
【００３０】
また、上記第１又は第２の実施形態のステッピングモータと、回転軸４の軸方向の略中央部に設けられたウォームギア２によりレンズ又はレンズ群１を光軸方向に進退させるレンズ駆動部とによりレンズ駆動装置を構成して、レンズ又はレンズ群１の進退移動によりカメラのフォーカスや焦点距離などの位置合わせに適用される。
【００３１】
上記実施形態によれば、同軸上に２つのモータを設けた構成とは異なり、１つのモータを２相に分割し、これら第１相５と第２相６、若しくは第１相２５と第２相２６を回転軸４の両端部に左右均等に振り分けて構成したことにより、第１相と第２相の各々から均等なトルクが出力され、トルクステッピングモータ或いはレンズ駆動装置全体の構成をレンズ又はレンズ群１の外径に合わせることができるので、図５の比較例のようにモータ５’がレンズ又はレンズ群１の外径方向に大きくはみ出したり、トルク不足になることなく、レンズ駆動ユニットの外形を小さくできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、モータがレンズの外径方向に大きくはみ出したり、トルク不足になることなく、レンズ駆動ユニットの外形を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のステッピングモータを含むレンズ駆動装置の主要な要素を示す図である。
【図２】本発明に係る第１の実施形態のステッピングモータの主要な要素を示す側断面図である。
【図３】本発明に係る第１の実施形態のステッピングモータの変形例を示す図である。
【図４】本発明に係る第２の実施形態のステッピングモータの主要な要素を示す側断面図である。
【図５】本実施形態の比較例としてのレンズ駆動装置の主要な要素を示す図である。
【符号の説明】
１  レンズ又はレンズ群
１ａ  変位部
２  ウォームギア
３  ステッピングモータ
４  回転軸
５，２５  第１相
６，２６  第２相
７  軸受
８  支持部材
１１，２１  コイルボビン
１３，２３  永久磁石
１６  内ヨーク
１７  外ヨーク
【図１】
2004343895.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004343895.tif 000006
【図５】
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