(57)【要約】【課題】  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を適正に設定できてアライメント工程を減らすことができ、超小型カメラに適用が好ましいアクチュエータユニットを提供すること【解決手段】  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。【選択図】        図２
2005080412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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アクチュ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したことを特徴とするアクチュエータユニット。
【請求項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、かつアクチュエータユニットの薄厚方向から挟み込むように形成されることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動体を可動させるアクチュ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アクチュエータユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュ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、例えば特許文献１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を噛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Ｌ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を設けて、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４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に組み付けしている。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との噛み合いを適正に調整するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特許２７２１４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、そうした従来のレンズ駆動ユニットその他の光学系のアクチュ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、モータ９１の組み付けにはこれを支持する取り付け板９２が必要であり、しかも、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い。従って、当該部材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の組み付けでは、出力軸２９を光軸Ｌに対して整列させるアライメント調整が必要であり、これには手間がかかり煩雑であり、しかも、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く、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アクチュエータユニットを薄厚で小型化することへの要求が特に高い。
【０００９】
この発明は上記した課題を解決するもので、その目的は、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ア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アクチュ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】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明に係るアクチュエータユニットは、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アクチュエータユニットである。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た。
【００１１】
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、かつアクチュエータユニットの薄厚方向から挟み込むように形成されることである。
【００１２】
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ッ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。
【発明の効果】
【００１３】
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く、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る。このため、ア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ったが、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図２は、本発明の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アクチュエータユニットは、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、扁平型ステッピングモータ５０の出力軸２９は、アクチュ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。
【００１５】
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号公報や特開平７−１６３１２６号公報などに開示されている。
【００１６】
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、貫通孔の内周面に直接雌ねじを形成するか、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３０′が出力軸２９の軸方向に沿って往復移動する。
【００１７】
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１０′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２１，２１間の距離は、スペーサ部５１の厚みにより精度良く規定される。また、このようにスペーサ部５１によりヨーク板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部分に荷重がかかったとしても、ヨーク２１，２１間の距離が変動することが無く、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。
【００１８】
そして、可動体３０′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、アクチュエータユニットは、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、後述するごとく、支持体１０′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３０′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。
【００１９】
もちろん、図示省略するが、可動体３０′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３０′は、支持体１０′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１０′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１０′の各部の取り合いを適正に設定できる。このため、ア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かりでなく、支持体１０′への取り付け部分（スペーサ部５１）を扁平型ステッピングモータ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。
【００２０】
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１０に一体に組み付ける構成になっている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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が噛み合って磁極（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。
【００２４】
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く、上記した本形態に限定されない。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く、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。
【００２５】
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。したがっ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，姿勢もアライメントすることになる。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
位置決めピン２７は個別の部品を用いるのではなく、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。
【００３０】
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４を配置している。リードナット４は、上側に図示しないバ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。
【００３１】
したがって、このリードナット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と噛み合い、出力軸２９の正逆回転に伴ってリードナット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。
【００３２】
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、アライメント工程を減らすことができる。
【００３３】
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、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。
【００３４】
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、アクチュエータユニットの薄厚方向から挟み込むように形成されるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、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。
【００３５】
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く、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。
【００３６】
本発明に係るアクチュエータユニットは、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く、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。
【００３７】
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噛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、前記リードスクリュ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。
【００３８】
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。
【００３９】
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っており、光軸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、アライメント工程を減らすことができる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】レンズ駆動ユニットの従来例を示す側面図である。
【図２】本発明に係るアクチュ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】本発明に係るアクチュ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一実施の形態を分離して示す斜視図である。
【図４】レンズ部の組み付けを示す斜視図である。
【図５】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】本発明に係るアクチュ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。
【符号の説明】
【００４４】
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
５  ガイドピン
１０  支持体
１１  駆動部
１２  レンズ部
１３，１５，３３  貫通孔
１４  張り出し部
１６  切り欠き部
１７  ロータ
１８  ステータコイル
１９  前ブラケット
２０  後ブラケット
２１  ヨーク板
２２  フランジ板
２３  軸受け
２４  凸部
２５  鉄芯
２６  小孔
２７  位置決めピン
２８  孔部
２９  出力軸
３０  レンズ枠体
３０′  可動体
３１  ガイド部
３２  連係部
３４  貫通孔部
３５  凹部
５０  扁平型ステッピングモータ
５１  スペーサ部
【図１】
2005080412.tif 000003
【図２】
2005080412.tif 000004
【図３】
2005080412.tif 000005
【図４】
2005080412.tif 000006
【図５】
2005080412.tif 000007
【図６】
2005080412.tif 000008