特許 7113631 アクチュエータ、羽根駆動装置、撮像装置及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-28

(45)【発行日】2022-08-05

(54)【発明の名称】アクチュエータ、羽根駆動装置、撮像装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H02K 33/16 20060101AFI20220729BHJP

   G03B 9/10 20210101ALI20220729BHJP

   G03B 9/12 20210101ALI20220729BHJP

【ＦＩ】

H02K33/16 A

G03B9/10 D

G03B9/12

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2018032189

(22)【出願日】2018-02-26

(65)【公開番号】P2019097372

(43)【公開日】2019-06-20

【審査請求日】2021-01-25

(31)【優先権主張番号】P 2017225834

(32)【優先日】2017-11-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137947

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 貴文

(72)【発明者】

【氏名】松久 治可

【審査官】尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１１７４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０９９６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２０２６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３３／１６

Ｇ０３Ｂ ９／１０

Ｇ０３Ｂ ９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１軸の周りに巻回され、前記第１軸に対して垂直方向にある第１平面を形成する第１コイルと、
前記第１軸と平行な第２軸の周りに巻回され、前記第１平面に対して平行な第２平面を形成し、前記第１軸及び前記第２軸に対して垂直な平面に配置された絶縁層を挟んで前記第１コイルと隣接して配置される第２コイルと、
前記第１平面及び前記第２平面に対向して配置されたマグネットを有し、駆動方向に沿って移動する可動子と、を備え、
各コイルの巻回軸方向からみたとき、
前記第１コイルの前記駆動方向に延びる配線領域は、前記第２コイルの前記駆動方向に延びる配線領域と重畳して形成され、
前記第１コイルの前記駆動方向に対して垂直方向に延びる配線領域は、前記第２コイルの前記駆動方向に対して垂直方向に延びる配線領域と異なる領域に形成され、
前記第１コイルと前記第２コイルとは異なる大きさであり、
前記第１コイルの芯部及び前記第２コイルの芯部は、各コイルの巻回軸方向からみたときに一部重畳する共通芯部を有し、前記共通芯部には空間が形成されている、
アクチュエータ。

【請求項2】

前記共通芯部の前記駆動方向の長さは、前記マグネットの前記駆動方向の長さよりも小さい、
請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項3】

前記第１コイル及び前記第２コイルは、それぞれ絶縁基板上に螺旋状に巻回されている、
請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記可動子の位置を検出する位置検出センサをさらに備える、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

前記位置検出センサは、検出した磁気に基づいて前記位置を決定する、
請求項４に記載のアクチュエータ。

【請求項6】

前記位置検出センサは、前記マグネットからの磁気を検出することで前記位置を決定する、
請求項５に記載のアクチュエータ。

【請求項7】

前記位置検出センサは、前記第１コイルの芯部、または前記第２コイルの芯部に配置される、
請求項５または請求項６に記載のアクチュエータ。

【請求項8】

前記位置検出センサは、前記第１コイルの芯部及び前記第２コイルの芯部の軸方向の延長線上の位置に配置される、
請求項５または請求項６に記載のアクチュエータ。

【請求項9】

前記位置検出センサが２以上配置される、
請求項５から請求項８のいずれか１項に記載のアクチュエータ。

【請求項10】

前記位置検出センサは、光学的に前記位置を決定する、
請求項４に記載のアクチュエータ。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のアクチュエータと、
前記可動子の動作に従って動作する光量調整羽根と、を備える羽根駆動装置。

【請求項12】

請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のアクチュエータを備える撮像装置。

【請求項13】

請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のアクチュエータを備える電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一態様は、羽根駆動装置、撮像装置及び電子機器などに搭載されるアクチュエータ等に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話やスマートフォンをはじめとする電子機器は、様々なアクチュエータを備えており、アクチュエータは、利用者の指示や受信した情報に基づいて動作を行う。特に、撮像装置を備える電子機器は、撮像装置において、シャッタ機構、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ、レンズバリア、自動絞り機構等にアクチュエータが利用されている。

【0003】

特許文献１は、コイルが巻かれ内側に一軸方向に沿った振動空間を有するボビンと、コイルを覆い振動空間を一軸方向に延長する外枠体と、ボビン内で振動するマグネットとマグネットの一軸方向一端側に連結されて外枠体内で振動する錘体とを備える可動子と、可動子の一軸方向の振動を弾性支持する弾性部材とを備え、外枠体の内面と対面する錘体の外周面に樹脂層を固定し、樹脂層と外枠体の内面との間にオイル層を介在させた振動アクチュエータについて開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－２８８１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のようなアクチュエータにおいては、アクチュエータの駆動ストロークを大きくしようとすると、駆動ストロークに応じてコイルの巻き数を増加させる必要がある。巻き数を多くすると、コイルの大きさは、コイルの軸方向に垂直な面において、駆動ストローク方向だけでなく、駆動ストロークに垂直方向にも大きくなる恐れがある。特に電子機器に組み込まれるアクチュエータにおいては、動作ストロークが比較的長いアクチュエータであっても、より小型のアクチュエータが求められる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

【0007】

本発明の一の手段は、
第１平面を形成する第１コイル（３１）と、
前記第１平面に対して平行な第２平面を形成し、絶縁層を挟んで前記第１コイルと隣接して配置される第２コイル（３２）と、
前記第１平面及び前記第２平面に対向して配置されたマグネット（５３）を有し、駆動方向に沿って移動する可動子（５）と、を備え、
各コイルの巻回軸方向からの平面視において、
前記第１コイルの前記駆動方向に延びる配線領域は、前記第２コイルの前記駆動方向に延びる配線領域と重畳して形成され、
前記第１コイルの前記駆動方向に対して垂直方向に延びる配線領域は、前記第２コイルの前記駆動方向に対して垂直方向に延びる配線領域と異なる領域に形成される、
アクチュエータである。

【0008】

上記構成のアクチュエータによれば、第１コイルと第２コイルとが異なる層に形成されることにより第１コイルと第２コイルとを重畳して配置させることができ、駆動方向に伸びるコイルの配線領域を実質的に広くすることができる。これにより、駆動方向におけるコイルの配線領域を確保しつつ、第１コイル及び第２コイルからなるコイル全体のサイズを小さくすることができ、同じ動作ストロークを有する従来のアクチュエータより小型化することができる。

【0009】

上記アクチュエータにおいて、好ましくは、
前記第１コイル（３１）の芯部及び前記第２コイル（３２）の芯部は、平面視で一部重畳する共通芯部（３４）を有している。

【0010】

上記構成のアクチュエータによれば、第１コイルの電流の向きと第２コイルの電流の向きを同じにして可動子を一方向に移動させる制御を行う構成とすることができる。

【0011】

上記アクチュエータにおいて、好ましくは、
前記共通芯部（３４）の前記駆動方向の長さは、前記マグネット（５３）の前記駆動方向の長さよりも小さい。

【0012】

上記構成のアクチュエータによれば、可動子のマグネットが、基板コイルの中央付近に移動した場合であっても、マグネットは、駆動方向に対して垂直方向に延びる配線領域と少なくとも一部で重畳し、マグネットとコイルとの間でローレンツ力を発生させる構成となる。これにより、マグネットが基板コイルの中央付近に位置している場合においても、可動子に対して駆動力が発生し、適切に動作可能な構成とすることができる。

【0013】

上記アクチュエータにおいて、好ましくは、
前記第１コイル（３１）及び前記第２コイル（３２）は、それぞれ絶縁基板上に螺旋状に巻回されている。

【0014】

上記構成のアクチュエータによれば、第１コイルが配線された絶縁基板及び第２コイルが配線された絶縁基板を積層した構成とすることができるため、薄型化された平板状の基板コイルとすることができる。

【0015】

上記アクチュエータにおいて、好ましくは、
前記可動子の位置を検出する位置検出センサをさらに備える。

【0016】

上記構成のアクチュエータによれば、可動子の位置を高精度に検出することが可能となる。これによって、当該アクチュエータを搭載した機器において、精密な位置調整などの制御を行うことが可能となる。

【0017】

上記アクチュエータにおいて、好ましくは、
前記位置検出センサは、検出した磁気に基づいて前記位置を決定する。

【0018】

上記構成のアクチュエータによれば、アクチュエータに含まれるマグネットまたはコイルなどから発せられる磁気を利用して、可動子の位置を検出することが可能になる。

【0019】

上記アクチュエータにおいて、好ましくは、
前記位置検出センサは、前記マグネットからの磁気を検出することで前記位置を決定する。

【0020】

上記構成のアクチュエータによれば、アクチュエータ内で駆動力を発生させるマグネットを、位置検出用の要素として利用することで、マグネット等の要素を追加することなく、比較的簡易かつ安価な構成で、高精度な位置検出を行うことができる。

【0021】

上記アクチュエータにおいて、好ましくは、
前記位置検出センサは、前記第１コイルの芯部、または前記第２コイルの芯部に配置される。

【0022】

上記構成のアクチュエータによれば、第１コイル及び第２コイルから発せられる磁気の影響を抑制し、主にマグネットから発せられる磁気に基づく位置検出を可能にすることができる。これにより、磁気の重なりを抑制し、より高精度な位置検出を行うことができる。また、コイルの芯部の空間を活用することで、アクチュエータを比較的小型に構成することができる。

【0023】

上記アクチュエータにおいて、好ましくは、
前記位置検出センサは、前記第１コイルの芯部及び前記第２コイルの芯部の軸方向の延長線上の位置に配置される。

【0024】

上記構成のアクチュエータによれば、第１コイル及び第２コイルから発せられる磁気の影響を抑制し、主にマグネットから発せられる磁気に基づく位置検出を可能にすることができる。これにより、磁気の重なりを抑制し、より高精度な位置検出を行うことができる。また、コイルの芯部に位置検出センサを配置する構成と比較すると、位置検出センサの大きさにかかわらず、コイルの大きさを任意に決定可能であるため、スペースに関する設計の自由度を高めた構成にすることができる。

【0025】

上記アクチュエータにおいて、好ましくは、
前記位置検出センサが２以上配置される。

【0026】

上記構成のアクチュエータによれば、移動距離が比較的長い本発明のようなアクチュエータであっても、精度良く位置を検出可能な構成とすることができる。

【0027】

上記アクチュエータにおいて、好ましくは、
前記位置検出センサは、光学的に前記位置を決定する。

【0028】

上記構成のアクチュエータによれば、マグネットやコイルの配置に影響されることなく、任意の場所に位置検出センサを配置することが可能となるため、スペースに関する設計の自由度を高めた構成にすることができる。

【0029】

本発明の一の手段は、
上述のいずれかのアクチュエータと、
前記可動子の動作に従って動作する光量調整羽根と、を備える
羽根駆動装置である。

【0030】

上記構成の羽根駆動装置によれば、従来構成より小型なアクチュエータを用いているため、より小型化された構成とすることができる。

【0031】

本発明の一の手段は、
上述のアクチュエータのうち、いずれかのアクチュエータを備える
撮像装置及び電子機器を含む。

【0032】

上記構成の撮像装置または電子機器によれば、従来構成より小型なアクチュエータを用いているため、より小型化された構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】図１は、実施形態のアクチュエータを含む羽根駆動装置の分解斜視図である。

【図2】図２は、実施形態のアクチュエータを含む羽根駆動装置のシャッタ羽根が開いた状態における平面図である。

【図3】図３は、実施形態のアクチュエータを含む羽根駆動装置のシャッタ羽根が開いた状態における正面図である。

【図4】図４は、実施形態のアクチュエータを含む羽根駆動装置のシャッタ羽根が閉じた状態における平面図である。

【図5】図５は、実施形態のアクチュエータを含む羽根駆動装置のシャッタ羽根が閉じた状態における正面図である。

【図6】図６は、図２のVI‐VI線における断面図である。

【図7】図７は、Ｙ方向視野における、基板コイルとマグネットの配置について概略的に示す図である。

【図8】図８は、Ｚ方向視野における、基板コイルとマグネットの配置について概略的に示す図である。

【図9】図９は、実施形態のアクチュエータを有する撮像装置について示す図である。

【図10】図１０は、実施形態のアクチュエータを有する電子機器について示す図である。

【図11】図１１は、変形例１のアクチュエータを含む羽根駆動装置の分解斜視図である。

【図12】図１２は、変形例１のアクチュエータを含む羽根駆動装置のシャッタ羽根が開いた状態における平面図である。

【図13】図１３は、図１２のVII‐VII線における断面図である。

【図14】図１４は、変形例１のアクチュエータにおいて、Ｙ方向視野の、基板コイルとマグネットの配置について概略的に示す図である。

【図15】図１５は、変形例１のアクチュエータにおいて、Ｚ方向視野の、基板コイルとマグネットの配置について概略的に示す図である。

【図16】図１６は、変形例２のアクチュエータにおいて、Ｙ方向視野の、基板コイルとマグネットの配置について概略的に示す図である。

【図17】図１７は、変形例２のアクチュエータにおいて、Ｚ方向視野の、基板コイルとマグネットの配置について概略的に示す図である。

【図18】図１８は、変形例３のアクチュエータを含む羽根駆動装置の断面図である。

【図19】図１９は、変形例３のアクチュエータにおいて、Ｙ方向視野の、基板コイルとマグネットの配置について概略的に示す図である。

【図20】図２０は、変形例３のアクチュエータにおいて、Ｚ方向視野の、基板コイルとマグネットの配置について概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．変形例
（１）変形例１
（２）変形例２
（３）変形例３
（４）まとめ
３．補足事項

【0035】

＜１．実施形態＞
本実施形態のアクチュエータは、絶縁層を挟んで層状に配置された第１コイル及び第２コイルを有することにより、一層からなるコイルを用いたアクチュエータと比較して、より小型化された構成となっている。以下、本実施形態のアクチュエータについて具体的に説明する。

【0036】

図１は、本実施形態のアクチュエータを含む羽根駆動装置の分解斜視図である。図２～図３は、それぞれ本実施形態のアクチュエータを含む羽根駆動装置のシャッタ羽根が開いた状態における平面図及び正面図である。図４及び図５は、それぞれ本実施形態のアクチュエータを含む羽根駆動装置のシャッタ羽根が閉じた状態における平面図及び正面図である。図６は、図２のVI‐VI線における断面図である。図７は、Ｙ方向視野における、基板コイル３とマグネット５３の配置について概略的に示す図である。図８は、Ｚ方向視野における、基板コイル３とマグネット５３の配置について概略的に示す図である。

【0037】

＜全体構成＞
図１～６に示されるように、本実施形態の羽根駆動装置１００は、アクチュエータ１と、ベース部材２と、仕切板６と、光量調整羽根であるシャッタ羽根７と、カバー部材８とを有している。アクチュエータ１は、基板コイル３と可動子５とを有している。

【0038】

本実施形態の羽根駆動装置１００は、撮像装置のシャッタ機構を例として説明する。本実施形態において、シャッタ羽根７は、露光用開口を開閉して、不図示の撮像素子が外光に曝される露光時間を調整する光量調整羽根である。

【0039】

＜基板コイル３＞
基板コイル３は、第１コイル３１と、第２コイル３２とを有している。第１コイル３１は、一平面上で巻回され、第１平面を形成する。第２コイル３２は、第１平面とは異なる平面上で巻回され、第１平面に対して平行な第２平面を形成し、絶縁体で層状に形成された絶縁層を挟んで第１コイル３１と隣接して配置される。第１コイル３１及び第２コイル３２は、それぞれ絶縁基板上に印刷によって螺旋状に金属配線を巻回させたプリント配線により形成されていてもよい。また、基板コイル３は、Ｚ軸方向に延びる接続部３３を有する。接続部３３は、第１コイル３１及び第２コイル３２に電力を供給する配線を含み、配線は絶縁体で周囲を覆われている。なお、第１平面及び第２平面は、厚みのない平面を指すものではなく、それぞれ一定の厚みを持って平面状にコイルの配線が配置された構成を指す。

【0040】

図７及び図８に示されるように、コイルの軸方向（Ｙ方向）からの平面視において、第１コイル３１の駆動方向（Ｘ方向）に延びる配線領域の一部は、第２コイル３２の駆動方向に延びる配線領域と重畳して形成される。つまり、第１コイル３１の駆動方向に延びる配線領域と、第２コイル３２の駆動方向に延びる配線領域とは、Ｙ方向において一部が重畳する。第１コイル３１の駆動方向に対して垂直方向（Ｚ方向）に延びる配線領域は、第２コイル３２の駆動方向に対して垂直方向に延びる配線領域と異なる領域に形成される。ここで「配線領域」は、一又は複数の配線が形成される領域であり、この場合コイルの巻回による配線が形成される領域である。「重畳」は絶縁層を挟んで重ねられる意味である。「異なる領域に形成」は、平面視でＺ方向に伸びる、第１コイル３１の配線領域と第２コイル３２の配線領域とが、重ならずに全て異なる領域に形成される場合だけでなく、一部で重なり、一部で異なるように形成される場合を含む。一部で異なるように形成される場合においては、異なる配線領域が、後述する可動子５の移動範囲を広げる効果を有するものであればよい。

【0041】

図７に示されるように、第１コイル３１の芯部及び第２コイル３２の芯部は、Ｙ方向からの平面視で一部重畳する共通芯部３４を有している。本実施形態では、第１コイル３１及び第２コイル３２の中央付近に共通芯部３４を配置して、第１コイル３１及び第２コイル３２に流れる電流の向きを同じにすることにより、可動子５を一方向に移動させる制御を行うことができる。

【0042】

また、本実施形態においては、共通芯部３４の駆動方向の長さは、マグネット５３の駆動方向の長さよりも小さい。これにより、可動子５のマグネット５３は、平面視で基板コイル３の中央付近に移動した場合であっても、マグネット５３の少なくとも一部は、駆動方向に対して垂直方向に延びる配線領域と重畳するため、マグネット５３と基板３との間でローレンツ力が発生することとなる。つまり、可動子５のマグネット５３は、平面視で基板コイル３の中央付近に移動した場合であっても可動子５を駆動することができる。

【0043】

＜可動子５＞
可動子５は、マグネットホルダ５１と、マグネット５３とを有している。マグネットホルダは、マグネット５３を収容すると共に、シャッタ羽根７を作動させるための作動ピン５２を有している。マグネット５３は、永久磁石であって、第１コイル３１の第１平面及び第２コイル３２の第２平面に対向して配置され、駆動方向（Ｘ方向）に沿って、マグネットホルダ５１と共に移動する。

【0044】

図７及び図８に示されるように、マグネット５３は、Ｘ方向に並んだ第１マグネット５３１及び第２マグネット５３２を有している。図７及び図８に示されるように、基板コイル３に対するマグネット５３の配置は、第２マグネット５３２が、駆動方向（Ｘ方向）に対して垂直方向（Ｚ方向）に延びる基板コイル３（第１コイル３１及び第２コイル３２）の配線領域と重畳している。そのため、基板コイル３が通電されると、配線領域に流れる電流によるローレンツ力が第２マグネット５３２に発生する。また、マグネット５３のＸ方向の長さは、共通芯部３４のＸ方向の長さよりも大きい。このため、マグネット５３が基板コイル３の中央付近に位置する場合においても、マグネット５３の少なくとも一部は、駆動方向に対して垂直方向（Ｚ方向）に延びる配線領域と重畳するため、マグネット５３における少なくとも一部にローレンツ力を発生させることができる。

【0045】

＜ベース部材２＞
ベース部材２は、基板コイル３及び可動子５を収納する収納部２３と、不図示の撮像素子の露光のためのベース部材開口２２を有する支持面２１とを有している。ベース部材２の四隅には、後述するベース側スペーサ２６が配置される。ベース側スペーサ２６は、カバー部材８との隙間を画定させる突起である。支持面２１には、作動ピン５２の往復移動により回転動作を行うシャッタ羽根７の中心軸として機能する固定ピン２４が配置される。

【0046】

＜仕切板６＞
仕切板６は、ベース部材２上（ベース部材２とＺ方向に重なる位置）に配置される。仕切板６は、仕切板開口６１と、仕切板ピン穴６２と、仕切板ガイド穴６３と、スペーサ穴６４とを有している。仕切板開口６１は、ベース部材開口２２と同様に、露光のための開口である。仕切板ピン穴６２は、固定ピン２４を貫挿させる穴である。仕切板ガイド穴６３は、作動ピン５２の移動範囲に対応して開口し、作動ピン５２を貫挿される。スペーサ穴６４は、ベース側スペーサ２６を貫挿させると共に、仕切板６の配置位置を画定する。

【0047】

＜シャッタ羽根７＞
シャッタ羽根７は、光量調整羽根であり、仕切板６上であって、仕切版６とカバー部材８との間に配置される。シャッタ羽根７は、シャッタ羽根ピン穴７１と、シャッタ羽根ガイド穴７２とを有している。シャッタ羽根ピン穴７１は、シャッタ羽根７の回転軸部分に開けられ、固定ピン２４が貫挿される。シャッタ羽根ガイド穴７２は、作動ピン５２を貫挿させる穴であり、作動ピン５２の移動により、固定ピン２４を中心としてシャッタ羽根７を回転させる。シャッタ羽根７は、可動子５と共に移動する作動ピン５２により、図２及び図３に示されるシャッタが閉じた状態と、図４及び図５に示されるシャッタが開いた状態とを切り替える。

【0048】

＜カバー部材８＞
カバー部材８は、仕切板６上にシャッタ羽根７を挟んで配置される。カバー部材８は、カバー部材開口８１と、カバー部材ピン穴８２と、カバー部材ガイド穴８３と、留め具８５と、カバー側スペーサ８６とを有している。カバー部材開口８１は、ベース部材開口２２と同様に、露光のための開口である。カバー部材ピン穴８２は、固定ピン２４を貫挿させる穴である。カバー部材ガイド穴８３は、作動ピン５２の移動範囲に対応して開口し、作動ピン５２が貫挿される。留め具８５は、カバー部材８をベース部材２に固定する。カバー側スペーサ８６は、カバー部材８と仕切板６との間の隙間を画定する突起である。カバー部材８は、カバー側スペーサ８６とベース側スペーサ２６とにより、シャッタ羽根７を配置する隙間を確保する。

【0049】

アクチュエータ１では、不図示のドライバ回路が、基板コイル３の第１コイル３１及び第２コイル３２に対して電流を流すと、第１コイル３１及び第２コイル３２とマグネット５３との間にローレンツ力が発生し、マグネット５３とともに可動子５が移動する。また、羽根駆動装置１００では、移動する可動子５は、作動ピン５２を介してシャッタ羽根７を動作させ、シャッタの開状態と閉状態とを切り替える。

【0050】

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ１においては、第１コイル３１と第２コイル３２とが異なる層に形成されることにより、駆動方向に伸びるコイルの配線領域を重畳させることができる。これにより、第１コイル３１及び第２コイル３２からなるコイル全体のサイズを小さくでき、同じ動作ストロークを有する従来のアクチュエータより小型化させることができる。
また、本実施形態の羽根駆動装置１００は、アクチュエータ１を備えることにより、従来のアクチュエータを備えた構成より小型化することができる。

【0051】

また、本実施形態においては、基板コイル３が共通芯部３４を有するため、第１コイル３１の電流の向きと第２コイル３２の電流の向きを同じにして可動子５を一方向に移動させる制御を行うことができる。

【0052】

また、本実施形態においては、可動子５のマグネット５３が、基板コイル３の中央付近に移動した場合であっても、マグネット５３は、駆動方向に対して垂直方向に延びる配線領域と少なくとも一部で重畳し、ローレンツ力を発生するため、可動子５を動作させることができる。

【0053】

また、第１コイル３１及び第２コイル３２は、第１コイル３１が配線された絶縁基板、及び第２コイル３２が配線された絶縁基板を積層した構成とすることにより、薄型化された平板状の基板コイル３とすることができる。

【0054】

図９は、本実施形態のアクチュエータ１を有する撮像装置２００について示す図である。撮像装置２００は、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット端末その他の電子機器に搭載される撮像装置２００である。撮像装置２００のアクチュエータ１は、例えばシャッタ機構、ＮＤフィルタ、レンズバリア、自動絞り機構等に適用することができる。

【0055】

撮像装置２００は、本実施形態のアクチュエータ１を備えることにより、従来のアクチュエータを備えた構成より小型化することができる。

【0056】

図１０は、本実施形態のアクチュエータ１を有する電子機器３００について示す図である。電子機器３００は、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末その他の電子機器の一例である。電子機器３００のアクチュエータ１は、例えば電子機器３００に搭載されたカメラの駆動部分に適用することができる。

【0057】

電子機器３００は、本実施形態のアクチュエータ１を備えることにより、従来のアクチュエータを備えた構成より小型化することができる。

【0058】

＜２．変形例＞
次に、本発明における上記実施形態の変形例について説明する。以下の変形例では、マグネット５３に対する可動子５の位置を検出するための位置検出センサとして、ホールセンサ９１、もしくは９３ａ及び９３ｂ、または光学センサをさらに有する構成としている点で、実施形態と異なる。以下の説明では、各変形例について、実施形態との相違点について具体的に説明する。

【0059】

＜（１）変形例１＞
図１１～図１５は、実施形態の変形例１の構成を示す図である。図１１は、アクチュエータの分解斜視図であって、実施形態の図１に対応している。図１２は、アクチュエータにおいて、シャッタ羽根が開いた状態における平面図であって、実施形態の図２に対応している。図１３は、図１２のVII‐VII線における断面図であって、実施形態の図６に対応している。図１４は、Ｙ方向視野における、アクチュエータの基板コイル３とマグネット５３の配置について概略的に示した平面図であって、実施形態の図７に対応している。図１５は、Ｚ方向視野における、アクチュエータの基板コイル３とマグネット５３の配置について概略的に示した平面図であって、実施形態の図８に対応している。

【0060】

本変形例の羽根駆動装置１００は、実施形態と同様に、アクチュエータ１と、ベース部材２と、仕切板６と、光量調整羽根であるシャッタ羽根７と、カバー部材８とを有し、さらにホールセンサ９１を有する。ホールセンサ９１は、本発明の「位置検出センサ」の一具体例である。

【0061】

ホールセンサ９１は、磁界を検出し、検出された磁界を出力することで、周囲に配置された磁石の位置を検出する。ホールセンサ９１は、他の半導体装置または比較器などと共に用いられることで位置センサとして機能する場合があるが、本明細書では、このような他の半導体装置または比較器などの要素を含む構成をホールセンサと称する。

【0062】

ベース部材２のＹ軸＋方向の端面には、凹部９２が形成されている（図１１参照）。ベース部材２の凹部９２には、ホールセンサ９１が収容され、基板コイル３に半田付け等で固定される。ホールセンサ９１が収容された凹部９２は、マグネット５３とともに、基板コイル３を挟むよう配置される（主に図１３～図１５参照）。凹部９２は、第１コイル３１の芯部及び第２コイル３２の芯部の、Ｙ軸方向（軸方向）の延長線上の位置に配置される。ホールセンサ９１は、主にマグネット５３から発せられる磁界の強さを検知することで、ベース部材２に対するマグネット５３の位置を検出する。マグネット５３は可動子５に固定されているため、これによってベース部材２に対する可動子５の位置を検出することができる。

【0063】

なお、ホールセンサ９１は、ベース部材２に固定される代わりに、アクチュエータ１の基板コイル３に固定されてもよい。また、ホールセンサ９１を介して、ベース部材２と基板コイル３とが固定される構成としてもよい。この場合、ホールセンサ９１は、ベース部材２及び基板コイル３の双方に対して固定される。このような構成であっても、基板コイル３に対する可動子５の位置を検出することができる。

【0064】

また、ベース部材２がホールセンサ９１に電力を供給するためのリードフレームを有し、当該リードフレームを介してベース部材２に取り付けられたホールセンサ９１に電力が供給される構成としてもよい。

【0065】

＜（２）変形例２＞
図１６及び図１７は、実施形態の変形例２の構成を示す図である。図１６は、Ｙ方向視野における、アクチュエータの基板コイル３とマグネット５３の配置について概略的に示した平面図であって、実施形態の図７に対応している。図１７は、Ｚ方向視野における、アクチュエータの基板コイル３とマグネット５３の配置について概略的に示した平面図であって、実施形態の図８に対応している。

【0066】

本変形例の羽根駆動装置１００は、実施形態と同様に、アクチュエータ１と、ベース部材２と、仕切板６と、光量調整羽根であるシャッタ羽根７と、カバー部材８とを有し、さらに２つのホールセンサ９３ａ及び９３ｂを有する。ホールセンサ９３ａ及び９３ｂは、変形例１と同様に、ベース部材２の凹部９２に配置され、基板コイル３に半田付け等で固定される。ホールセンサ９３ａ及び９３ｂは、可動子５の移動方向であるＸ方向に整列されて配置されている。より具体的には、ホールセンサ９３ａ及び９３ｂは、Ｘ方向における、それぞれ第２コイル３２の芯部の端部近傍に配置される。ホールセンサ９３ａ及び９３ｂは、本発明の「位置検出センサ」の一具体例である。

【0067】

＜（３）変形例３＞
図１８～図２０は、実施形態の変形例３の構成を示す図である。図１８は、本変形例の羽根駆動装置１００の断面図であって、実施形態の図６に対応している。図１９は、Ｙ方向視野における、アクチュエータの基板コイル３とマグネット５３の配置について概略的に示した平面図であって、実施形態の図７に対応している。図２０は、Ｚ方向視野における、アクチュエータの基板コイル３とマグネット５３の配置について概略的に示した平面図であって、実施形態の図８に対応している。

【0068】

本変形例の羽根駆動装置１００は、実施形態と同様に、アクチュエータ１と、ベース部材２と、仕切板６と、光量調整羽根であるシャッタ羽根７と、カバー部材８とを有し、さらにフォトリフレクタ９４ａ及び位置検出テープ９４ｂを有する。フォトリフレクタ９４ａ及び位置検出テープ９４ｂは、光学的に位置を検出する光学センサであって、本発明の「位置検出センサ」の一具体例である。

【0069】

図１８～図２０に示されるように、フォトリフレクタ９４ａは、基板コイル３における、第１コイル３１及び第２コイル３２の芯部に配置される。位置検出テープ９４ｂは、可動子５のマグネット５３の表面に位置しており、例えば粘着剤でマグネット５３に貼り付けられている。位置検出テープ９４ｂには、光の反射率が異なる２種類の帯状の模様が等間隔で刻まれている。フォトリフレクタ９４ａは、４つの端子、発光部９４ａ１、及び受光部９４ａ２を有する。フォトリフレクタ９４ａは、発光部９４ａ１から光を発し、位置検出テープ９４ｂにより反射された光を受光部９４ａ２が検知し、検知された光の強度、または強度の変化に応じて、フォトリフレクタ９４ａと位置検出テープ９４ｂとの相対位置を光学的に検出する。より具体的には、フォトリフレクタ９４ａは、受光部９４ａ２で検出された反射光の変化をカウントすることで、フォトリフレクタ９４ａの受光部９４ａ２に対する位置検出テープ９４ｂの位置を検出する。これにより、フォトリフレクタ９４ａが配置された基板コイル３に対する、位置検出テープ９４ｂが配置されたマグネット５３（可動子５）の位置を検出することができる。

【0070】

＜（４）まとめ＞
本変形例のアクチュエータ１では、可動子５の位置を検出する位置検出センサを有する構成としているため、可動子５の位置を高精度に検出することが可能となる。これによって、アクチュエータ１を搭載した機器において、精密な位置調整などの制御を行うことが可能となる。具体的には、羽根駆動装置１００において、羽根の位置をより精密に調整することが可能となる。

【0071】

なお、上記の変形例では、位置検出センサとして、ホールセンサ９１、もしくは９３ａ及び９３ｂ、またはフォトリフレクタ９４ａ及び位置検出テープ９４ｂを有する構成を具体例として挙げて説明したが、他の位置検出センサを採用してもよい。

【0072】

また、変形例１または２のアクチュエータ１では、ホールセンサ９１、または９３ａ及び９３ｂによって検出された磁気に基づいて位置検出を行っている。これにより、アクチュエータ１に含まれるマグネット５３または基板コイル３から発せられる磁気を利用して、可動子５の位置を検出することが可能となる。

【0073】

また、変形例１または２のアクチュエータ１では、磁気を発生させる構成を追加することなく、駆動力を発生されるためのマグネット５３からの磁気を、ホールセンサ９１、または９３ａ及び９３ｂによって検出することで位置を検出している。よって、マグネット等の要素を追加することなく、比較的簡易かつ安価な構成で、高精度な位置検出を行うことができる。

【0074】

また、変形例１または２のアクチュエータ１では、ホールセンサ９１、または９３ａ及び９３ｂを、第１コイル３１の芯部、または第２コイル３２の芯部に配置する構成とすることができる。このような構成にすると、第１コイル３１及び第２コイル３２から発せられる磁気の影響を抑制し、主にマグネット５３から発せられる磁気に基づく位置検出を可能にすることができる。これにより、磁気の重なりを抑制し、より高精度な位置検出を行うことができる。また、基板コイル３の芯部の空間を活用することで、アクチュエータ１を比較的小型に構成することができる。

【0075】

また、変形例１または２のアクチュエータ１では、ホールセンサ９１、または９３ａ及び９３ｂを、第１コイル３１の芯部及び第２コイル３２の芯部の軸方向（Ｙ方向）の延長線上に配置している。このような構成にすると、第１コイル３１及び第２コイル３２から発せられる磁気の影響を抑制し、主にマグネット５３から発せられる磁気に基づく位置検出を可能にすることができる。これにより、磁気の重なりを抑制し、より高精度な位置検出を行うことができる。また、基板コイル３の芯部にホールセンサ９１、または９３ａ及び９３ｂを配置する構成と比較すると、ホールセンサの大きさにかかわらず、基板コイル３の大きさを任意に決定可能であるため、スペースに関する設計の自由度を高めた構成にすることができる。

【0076】

また、変形例２のアクチュエータ１では、２つのホールセンサ９３ａ及９３ｂを有する構成としているため、移動距離が比較的長い本発明のようなアクチュエータ１であっても、精度良く位置を検出可能な構成とすることができる。特に変形例２では、ホールセンサ９３ａ及び９３ｂを、移動方向に沿って配列しているため、長い移動範囲において精度良く位置を検出することができる。

【0077】

また、変形例３のアクチュエータ１では、位置検出センサとして、光学センサであるフォトリフレクタ９４ａ及び位置検出テープ９４ｂを有する構成としているため、マグネット５３や基板コイル３の配置に影響されることなく、任意の場所に位置検出センサを配置しやすい構成とすることができる。これによって、スペースに関する設計の自由度を高めた構成にすることができる。

【0078】

なお、変形例３のフォトリフレクタ９４ａ及び位置検出テープ９４ｂは、光学センサとしての一例であって、このような光学センサに限定されるものではない。光学センサとしては、例えば、光学式のエンコーダ、またはフォトインタラプタなどの種々の構成を採用可能である。

【0079】

＜３．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、同様の技術思想に基づいて当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

【0080】

実施形態では、光量調整羽根の一例としてシャッタ羽根７を挙げていたが、光量調整羽根はシャッタ羽根に限定されるものではなく、絞り用の羽根などを含む。つまり、光量調整羽根は、撮像素子に照射される光の量（光量）を調整したり、撮像素子が光に曝される時間をしたりする部材を含む。また、光量調整羽根は、透過光量を調整したり、透過光の波長を調整したりする機能を有する、均一濃度のＮＤフィルタ、グラデーションＮＤフィルタ、及び赤外線カットフィルタなどを含む。この場合、光量調整羽根は、露光開口の全体を覆う状態と開放する状態とで切り替えられる。

【0081】

上記実施形態では、アクチュエータを羽根駆動装置に適用する場合について説明したが、アクチュエータは羽根駆動装置以外の装置に適用することができる。

【0082】

また、上記実施形態では本発明で特徴的な部分のみについて説明したが、本発明のアクチュエータは、従来のアクチュエータが有する種々の構成をさらに備えている。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明のアクチュエータは、羽根駆動装置、撮像装置及び電子機器に好適に利用される。

【符号の説明】

【0084】

１…アクチュエータ
２…ベース部材
２１…支持面
２２…ベース部材開口
２３…収納部
２４…固定ピン
２６…ベース側スペーサ
３…基板コイル
３１…第１コイル
３２…第２コイル
３３…接続部
３４…共通芯部
５…可動子
５１…マグネットホルダ
５２…作動ピン
５３…マグネット
５３１…第１マグネット
５３２…第２マグネット
６…仕切板
６１…仕切板開口
６２…仕切板ピン穴
６３…仕切板ガイド穴
６４…スペーサ穴
７…シャッタ羽根（光量調整羽根）
７１…シャッタ羽根ピン穴
７２…シャッタ羽根ガイド穴
８…カバー部材
８１…カバー部材開口
８２…カバー部材ピン穴
８３…カバー部材ガイド穴
８５…留め具
８６…カバー側スペーサ
９１、９３ａ、９３ｂ…ホールセンサ
９２…凹部
９４ａ…フォトリフレクタ
９４ｂ…位置検出テープ
１００…羽根駆動装置
２００…撮像装置
３００…電子機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】