KR102071953B1

KR102071953B1 - 렌즈 구동 장치, 카메라 장치 및 전자 기기

Info

Publication number: KR102071953B1
Application number: KR1020190134268A
Authority: KR
Inventors: 히로시 사토
Original assignee: 신시코 카기 가부시키가이샤
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2020-03-02
Also published as: CN107092068A; KR102039392B1; JP2017146441A; KR20190124190A; CN107092069A; KR102183393B1; CN107092068B; JP6617395B2; CN107092069B; KR20170096949A; CN206450888U; KR20200011533A

Abstract

본 발명은, 소형화할 수 있는 렌즈 구동 장치, 카메라 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 렌즈 구동 장치(18)는, 렌즈 배럴(14, 16)을 내부에 고정하기 위한 렌즈 캐리어(52, 54)와, 상기 렌즈 배럴(14, 16)의 광축 방향으로 상기 렌즈 캐리어(52, 54)를 이동시키기 위한 구동 수단과, 상기 렌즈 캐리어(52, 54)의 이동을 안내하기 위한 안내 수단(116)과, 상기 렌즈 캐리어(52, 54), 상기 구동 수단 및 상기 안내 수단(116)을 수납하는 케이싱(12)을 갖고, 상기 구동 수단은, 상기 렌즈 배럴(14, 16)의 광축 방향으로 신장되어 상기 렌즈 캐리어(52, 54)에 연결되며 상기 케이싱(12)에 지지되는 구동축(62, 62)과, 상기 구동축(62, 62)에 고정되어 상기 구동축(62, 62)을 축 방향으로 진동시키는 진동 부재(60, 60)를 갖고, 상기 렌즈 캐리어(52, 54)는, 상기 렌즈 배럴(14, 16)의 광축 방향과 교차하는 방향으로부터 상기 렌즈 배럴(14, 16)을 삽입 가능하게 하는 개구부(52a, 54a)가 설치되어 있다.

Description

렌즈 구동 장치, 카메라 장치 및 전자 기기{LENS DRIVE DEVICE, CAMERA DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은, 렌즈 구동 장치, 카메라 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.

휴대전화나 스마트폰 등의 전자 기기에는 소형 카메라가 탑재되어 있다. 이러한 종류의 소형 카메라에는 자동 초점 타입인 것이 있다. 자동 초점 타입의 소형 카메라에는 렌즈 배럴(lens barrel)을 구동시키는 렌즈 구동 장치가 설치되어 있다.

특허문헌 1은, 렌즈 배럴을 렌즈 캐리어의 내부에 고정하고, 렌즈 캐리어를 렌즈 배럴의 광축 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정하는 렌즈 구동 장치를 개시한다.

일본국 특개2010-134409호 공보

상기 종래예에 있어서는, 렌즈 배럴의 광축 방향으로 개구되는 개구부를 본체에 형성하고, 이 개구부를 통해서 렌즈 배럴을 광축 방향을 향하여 삽입하고 렌즈 배럴을 렌즈 캐리어에 고정하는 구성으로 되어 있다. 렌즈 배럴과 렌즈 캐리어 사이에는 나사홈을 형성하지 않고 렌즈 배럴을 렌즈 캐리어에 슬라이딩시켜서 삽입하도록 되어 있다. 이 때문에, 상기 특허문헌 1에 있어서는 렌즈 배럴과 렌즈 캐리어의 쌍방에 나사산을 형성할 필요가 없으므로 그만큼 렌즈 구동 장치를 소형화할 수 있다고 기술되어 있다.

그러나, 렌즈 배럴을 광축 방향으로부터 렌즈 캐리어에 슬라이딩시켜서 삽입하는 구성이므로, 렌즈 캐리어의 주위 전체에 렌즈 배럴을 슬라이딩시키는 벽면이 필요해져서 렌즈 캐리어를 작게 할 수 없어 렌즈 구동 장치의 소형화에 대한 걸림돌로 되고 있었다.

본 발명은, 상기 종래의 문제점을 해소하여 소형화할 수 있는 렌즈 구동 장치, 카메라 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 하나의 태양은, 렌즈 배럴을 내부에 고정하기 위한 렌즈 캐리어와, 상기 렌즈 배럴의 광축 방향으로 상기 렌즈 캐리어를 이동시키기 위한 구동 수단과, 상기 렌즈 캐리어의 이동을 안내하기 위한 안내 수단과, 상기 렌즈 캐리어, 상기 구동 수단 및 상기 안내 수단을 수납하는 케이싱을 갖고, 상기 구동 수단은, 상기 렌즈 배럴의 광축 방향으로 신장되어 상기 렌즈 캐리어에 연결되며 상기 케이싱에 지지되는 구동축과, 상기 구동축에 고정되어 상기 구동축을 축 방향으로 진동시키는 진동 부재를 갖고, 상기 렌즈 캐리어는, 상기 렌즈 배럴의 광축 방향과 교차하는 방향으로부터 상기 렌즈 배럴을 삽입 가능하게 하는 개구부가 설치되어 있는 렌즈 구동 장치이다.

바람직하게는, 상기 안내 수단은, 상기 렌즈 배럴을 사이에 두고 상기 구동 수단과 반대측에 설치되어 있다.

바람직하게는, 상기 안내 수단은, 상기 렌즈 배럴의 광축 방향으로 신장되는 안내부와, 상기 렌즈 캐리어에 형성되어 상기 안내부에 맞닿는 피안내부를 갖고, 상기 렌즈 캐리어를 슬라이딩 가능하게 지지한다. 또한, 이 안내부는 상기 케이싱에 설치되어 있어도 된다.

바람직하게는, 상기 안내부 및 상기 피안내부의 적어도 한쪽에는 다른 쪽으로 돌출하는 돌기가 형성되어 있다.

바람직하게는, 상기 피안내부는 상기 렌즈 캐리어에 광축 방향으로 설치한 관통 구멍이며, 상기 안내부는 상기 관통 구멍에 삽입 관통되어 상기 케이싱에 고정된 안내축이다.

바람직하게는, 상기 피안내부는 상기 렌즈 캐리어에 광축 방향으로 관통해서 설치한 노치이며, 상기 안내부는 상기 노치에 삽입 관통되어 상기 케이싱에 고정된 안내축이다.

바람직하게는, 상기 안내 수단은, 상기 광축 방향으로 신장되는 안내홈과, 상기 안내홈과 상기 렌즈 캐리어 사이에 배치한 볼을 갖는다.

바람직하게는, 상기 렌즈 캐리어는 지지 기구를 통해서 상기 구동축에 지지되고,

상기 지지 기구는, 상기 렌즈 캐리어에 설치되어 상기 구동축과 마찰 접촉하도록 상기 구동축을 협지(挾持)하는 협지 부재와, 상기 렌즈 캐리어에 설치되어 상기 협지 부재를 상기 구동축을 향해서 가압하는 가압부를 갖는다.

바람직하게는, 렌즈 배럴의 광축 방향에는, 굴곡 광축의 광학계를 형성하는 광학 부재가 배치되어 있다.

본 발명의 다른 태양은, 렌즈 구동 장치와, 상기 렌즈 배럴을 통과한 광을 받아들이는 화상 센서를 구비한 카메라 장치이다.

본 발명의 또 다른 태양은, 상기한 카메라 장치를 갖는 전자 기기이다.

본 발명에 따르면, 렌즈 배럴의 광축 방향과 교차하는 방향으로부터 상기 렌즈 배럴을 삽입 가능하게 하는 개구부를 렌즈 캐리어에 설치했으므로, 렌즈 캐리어의 크기를 작게 할 수 있어 렌즈 구동 장치, 카메라 장치 및 전자 장치를 소형화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 카메라 장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 카메라 장치를 나타내며 도 1의 A-A선 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 카메라 장치를 나타내며 도 1의 B-B선 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 이용한 액추에이터의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 이용한 액추에이터의 단면과 구동 회로를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 지지 기구 및 그 주변을 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 있어서 도 3의 C-C선 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 액추에이터의 진동 부재 및 그 주변을 나타내는 사시도.
도 9의 (a), (b)는 각각 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 다른 안내 수단을 간략화해서 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 또 다른 안내 수단을 간략화해서 나타내는 단면도.

본 발명의 일 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1 내지 도 3에 있어서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 카메라 장치(10)가 나타나 있다. 카메라 장치(10)는, 예를 들면 휴대전화나 스마트폰 등의 전자 기기에 이용되는 자동 초점식의 소형 카메라 장치로서 사용된다.

카메라 장치(10)는 일방향으로 길게 형성된 직방체 형상의 케이싱(12)을 갖는다.

이 케이싱(12) 내에는, 후술하는 줌용의 렌즈 배럴(14)과 포커스용의 렌즈 배럴(16), 및 이들 렌즈 배럴(14) 및 렌즈 배럴(16)을 각각 구동시키는 렌즈 구동 장치(18, 18)가 각각 설치되어 있다.

또한, 도 1에 있어서는 알기 쉽게 하기 위하여 케이싱(12)은 이점 쇄선으로 나타나 있다.

또한, 이 렌즈 배럴(14, 16)의 광축은 일치하도록 설치되어 있으며, 이 명세서에 있어서는 도 1에 나타내는 바와 같이, 렌즈 배럴(14, 16)의 광축 방향의 한쪽을 앞, 다른 쪽을 뒤, 렌즈 배럴(14, 16)의 광축 방향에 대해서 직교하는 일방향의 한쪽을 위, 다른 쪽을 아래, 또한 이것과 직교하는 일방향의 한쪽을 왼쪽, 다른 쪽을 오른쪽이라 칭한다. 또한, 렌즈 배럴(14, 16)의 광축을 단순히 광축이라 칭하는 경우가 있다.

케이싱(12)은, 기부(基部)가 되는 제 1 부재(20)와, 제 1 측면(22) 및 제 2 측면(24)을 구성하는 제 2 부재(32)와, 제 3 측면(26)을 구성하는 제 3 부재(33)와, 제 4 측면(28)을 구성하는 제 4 부재(34)와, 제 5 측면(30)을 구성하는 제 5 부재(36)를 갖는다.

제 1 부재(20)는 카메라 장치(10)의 길이 방향 일단에 설치되어 있다. 이 제 1 부재(20)의 상면에는 수광창(受光窓)(38)이 형성되어 있다. 이 수광창(38)의 아래쪽에는 프리즘 렌즈(40)가 배치되어 있다. 프리즘 렌즈(40)는 굴곡 광축의 광학계를 형성하는 것이며, 예를 들면 45°로 형성된 반사면(42)을 갖고, 위쪽으로부터 수광창(38)을 통해서 받아들여진 광을 반사면(42)에 의해 반사시켜, 카메라 장치(10)의 길이 방향으로 유도하도록 되어 있다. 또한, 이 제 1 부재(20)에는 프리즘 렌즈(40)에 연속해서 제 1 중간 렌즈(44)가 배치되어 있다. 이 제 1 부재(20)에는 제 2 부재(32), 제 3 부재(33) 및 제 4 부재(34)의 일단이 고정되어 있다. 또한, 제 5 부재(36)는 제 2 부재(32), 제 3 부재(33) 및 제 4 부재(34)의 타단에 고정되어 있다.

제 2 부재(32), 제 3 부재(33) 및 제 4 부재(34)로 구성된 제 1 측면(22), 제 2 측면(24), 제 3 측면(26) 및 제 4 측면(28)은 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 단면 사각 형상의 프레임을 구성하고 있다. 즉, 제 1 측면(22)은, 예를 들면 하면(저면)이며 이 제 1 측면(22)으로부터 제 2 측면(24)이 90°로 되도록 일체로서 세워올려져 있다. 또한, 제 3 측면(26)은, 예를 들면 상면이며 제 2 측면(24)으로부터 90°로 되도록 연속해 있다. 제 4 측면(28)은 제 3 측면(26)으로부터 90°로 되도록 아래쪽을 향해 있으며, 당해 제 4 측면(28)의 하단에서 하면인 제 1 측면(22)에 고정되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 측면(22) 내지 제 4 측면(28)에 둘러싸인 공간 내에는, 제 1 중간 렌즈(44)로부터 길이 방향을 향해서 줌용의 렌즈 배럴(14), 제 2 중간 렌즈(46) 및 포커스용의 렌즈 배럴(16)이 배치되어 있다. 또한 포커스용의 렌즈 배럴(16)의 배후(背後)에는 화상 센서(48)가 배치되어 있다. 이 화상 센서(48)는 제 5 부재(36)에 형성된 화상 센서 부착 구멍(50)(도 3에 나타냄)에 감입(嵌入)되어 고정되어 있다.

제 1 중간 렌즈 배럴(44), 줌용의 렌즈 배럴(14), 제 2 중간 렌즈 배럴(46) 및 포커스용의 렌즈 배럴(16)은 하나의 광축을 따라 배치되며, 프리즘 렌즈(40)를 통해서 받아들여진 광을 화상 센서(48)에 결상하도록 되어 있다.

렌즈 구동 장치(18, 18)는 줌용의 렌즈 캐리어(52)와 포커스용의 렌즈 캐리어(54)를 갖는다. 줌용의 렌즈 캐리어(52)와 포커스용의 렌즈 캐리어(54)는 각각 사각 형상의 프레임으로서 형성되며, 줌용의 렌즈 배럴(14)과 포커스용의 렌즈 배럴(16)을 각각 내부에 고정하고 있다. 줌용의 렌즈 캐리어(52)와 포커스용의 렌즈 캐리어(54)는, 제 1 측면(22) 내지 제 4 측면(28)에 둘러싸인 공간 내에서 카메라 장치(10)의 길이 방향(광축 방향)으로 이동 가능하도록 지지되어 있다.

또한, 제 2 중간 렌즈 배럴(46)은 제 2 중간 렌즈용 지지체(56)에 지지되어 있되, 줌용의 렌즈 배럴(14), 포커스용의 렌즈 배럴(16)과는 달리 케이싱(12)에 고정되어 있다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 렌즈 캐리어(52, 54)에는 렌즈 배럴(14, 16)을 삽입 가능하게 하는 개구부(52a, 54a)가 형성되어 있다. 이 개구부(52a, 54a)들은 렌즈 배럴(14, 16)의 광축과 교차하는 방향, 예를 들면 위쪽을 향해서 개구되어 있다. 이 개구부(52a, 54a)들은, 조립 시에는 제 3 부재(33)의 부착 전에 이 개구부(52a, 54a)들을 통해서 렌즈 배럴(14, 16)을 위쪽으로부터 렌즈 캐리어(52, 54)에 삽입하도록 되어 있다.

또한, 렌즈 구동 장치(18, 18)는 구동 수단으로서 액추에이터(58, 58)를 갖는다. 액추에이터(58, 58)는 도 4에 나타내는 바와 같이 예를 들면 바이모르프형의 압전식(壓電式)의 것이며, 진동 부재(60)와, 이 진동 부재(60)에 고정된 구동축(62)을 갖는다. 구동축(62, 62)은 광축 방향으로 신장되어 렌즈 캐리어(52, 54)에 연결되며 케이싱(12)에 지지된다. 또한, 후술하는 바와 같이 구동축(62, 62)은 진동 부재(60, 60)에 의해서 축 방향으로 진동한다. 진동 부재(60)는 각각 2개의 사각형의 평판 형상의 압전 소자(64, 66)를 갖는다. 이 압전 소자(64, 66)의 사이에는, 마찬가지로 사각형의 평판 형상의 전극판(68)이 개재되어 있다. 즉, 압전 소자(64, 66)와 전극판(68)은 서로의 판면을 맞춰서 고착되어 있다. 압전 소자(64, 66)의 표리면(表裏面)에는 도 5에 나타내는 바와 같이 전극층(70, 72)이 형성되어 있다. 구동축(62)은 한쪽의 압전 소자(64)의 전극층(70)에 접착제(74)를 통해서 고착되어 있다. 전극판(68)은 탄성을 갖는 예를 들면 금속판으로 구성되어 있다. 이 전극판(68)으로부터는 통전용 접속부(76)가 사각형의 1개의 변의 대략 중앙으로부터 돌출해서 형성되어 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 진동 부재(60)의 표면에 노출되는 전극층(70, 72)은 예를 들면 전원 제어부(78)의 플러스측에 접속되고, 전극판(68)은 통전용 접속부(76)를 통해서 전원 제어부(78)의 마이너스측(접지)에 접속되어 있다. 한쪽의 전극층(70)과 전극판(68) 사이에 펄스 전압을 반복해 인가하면, 한쪽의 압전 소자(64)에 통전되어서 이 한쪽의 압전 소자(64)가 신축하고, 진동 부재(60)는 일방향을 향해서 보울(bowl) 형상으로 변형하는 것과 전극판(68)의 탄성으로 급속하게 원래의 평판 형상으로 되돌아가려는 것을 반복한다. 그에 수반해 구동축(62)도 축 방향으로 미소한 왕복 이동을 반복한다. 다른 쪽의 전극층(72)과 전극판(68) 사이에 펄스 전압을 반복해 인가하면, 다른 쪽의 압전 소자(66)가 신축하고, 진동 부재(60)는 타방향을 향해서 보울 형상으로 변형하는 것과 전극판(68)의 탄성으로 급속하게 원래의 평판 형상으로 되돌아가려고 하는 것을 반복한다. 그에 수반해 구동축(62)도 축 방향으로 미소한 왕복 이동을 반복한다.

또한, 이 실시형태에 있어서는 액추에이터(58, 58)로서 바이모르프형의 압전 액추에이터를 이용했지만 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 유니모르프형이나 적층형과 같은 다른 형식의 압전 액추에이터나 정전식의 액추에이터를 이용해도 된다. 또한, 압전 소자(64, 66)나 전극판(68)의 형상도 사각형일 필요는 없으며 예를 들면 원형이어도 상관없다.

도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이 액추에이터(58, 58)는, 케이싱(12) 내에 있어서 구동축(62, 62)이 길이 방향으로 서로 방향이 다르도록, 렌즈 캐리어(52, 54)와 제 4 측면(28) 사이에 형성된 공간에 배치되어 있다. 렌즈 캐리어(52, 54)는 후술하는 지지 기구(80, 80)를 통해서 구동축(62, 62)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다.

렌즈 캐리어(52, 54)를 사이에 두고 구동 수단인 액추에이터(58, 58)의 반대측에 있어서는, 안내 수단(116)으로서, 제 1 측면(22)과 제 2 측면(24) 사이의 모서리부와 제 2 측면(24)과 제 3 측면(26) 사이의 모서리부에는 안내부(82, 84)가 형성되어 있다. 이 실시형태에 있어서는, 안내부(82)는 위쪽 및 오른쪽(제 4 측면(28) 방향)으로 돌출해 있다. 또한, 안내부(84)는 아래쪽 및 오른쪽(제 4 측면(28) 방향)으로 돌출해 있다. 안내부(82, 84)는 케이싱(12)의 길이 방향인 광축 방향을 따라 형성되어 있다.

단, 본 실시형태에 있어서는, 안내부(82)는 제 2 중간 렌즈 유지체(56)의 부분에는 형성되어 있지 않으며, 제 2 중간 렌즈 유지체(56)의 전후 부분이 안내부(82) 사이에 끼워지도록 되어 있어, 제 2 중간 렌즈 유지체(56)의 케이싱(12)에 대한 위치 결정이 이루어져 있다.

한편, 렌즈 캐리어(52, 54)에는 안내부(82, 84)에 대응해서 피안내부(86, 88)가 제 2 측면(24)측의 상하 모서리부에 형성되어 있다. 이 실시형태에 있어서는, 피안내부(86, 88)는 안내부(82, 84)의 돌출에 대응한 오목홈(90, 92)이 길이 방향으로 형성되며, 안내부(82, 84)와 피안내부(86, 88)에 의해 레일이 구성되어 있다. 또한, 오목홈(90, 92)의 상하면에는 돌기(94, 96)가 안내부(82, 84)를 향해서 돌출하도록 형성되어 있다. 돌기(94, 96)는 예를 들면 반구 형상이며, 렌즈 캐리어(52, 54)의 각각 복수 개소(이 실시형태에 있어서는 피안내부(86, 88)를 따른 2개소)에 형성되어 있다.

전술한 안내부(82, 84)의 상하면에는 피안내부(86, 88)의 돌기(94, 96)의 선단이 맞닿는다. 렌즈 캐리어(52, 54)는 제 2 측면(24)의 상하 모서리부에 형성된 안내부(82, 84) 사이에 끼워지도록 해서 케이싱(12)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 지지된다. 따라서, 렌즈 캐리어(52, 54)는 각각 구동축(62, 62)을 중심으로 하는 회전 동작(피안내부(86, 88)에 있어서의 상하 방향의 동작)이 규제된다. 또한, 제 2 측면(24)과 렌즈 캐리어(52, 54)는 평행하며 거의 간극이 없어 렌즈 배럴(14, 16)과 구동축(62, 62)이 나열되는 방향(도 2, 도 3에서는 좌우 방향)의 폭을 작게 할 수 있다. 또한, 피안내부(86, 88)는 돌기(94, 96)의 선단만이 맞닿으므로, 렌즈 캐리어(52, 54)의 케이싱(12)과의 접촉 면적이 작아, 렌즈 캐리어(52, 54)와 케이싱(12) 사이에 생기는 마찰을 작게 해서 렌즈 캐리어(52, 54)를 케이싱(12)의 길이 방향인 광축 방향으로 안내할 수 있다.

돌기(94, 96)와 안내부(84, 86)는, 렌즈 캐리어(52) 또는 렌즈 캐리어(54)가 전술한 회전 동작을 하려고 할 때에 맞닿도록 약간 간극을 두고 설치하는 편이 항상 맞닿도록 설치하는 것보다도 바람직하다. 돌기(94, 96)의 마모 방지와 불필요한 구동 저항을 억제할 수 있다. 물론, 항상 맞닿게 해도 상관없다. 또한, 렌즈 캐리어(52, 54)를 사이에 두고 지지 기구(80, 80)의 반대측의 케이싱(12)의 모서리부에 안내부(82, 84)를 형성하고 있기 때문에, 렌즈 캐리어(52, 54)에 규제 범위 내에서 전술한 회전 동작이 있어도 렌즈(14, 16)의 중심이 동작하는 양은 그보다도 작다.

또한, 제 1 측면(22) 및 제 3 측면(26)에 서로 대향하는 안내부(82, 84)가 형성되어도 된다. 그때, 각각의 렌즈 캐리어(52, 54)에 형성된 피안내부(86, 88)(돌기(94, 96))가 안내부(82, 84)에 맞닿으며, 각각의 렌즈 캐리어(52, 54)를 안내부(82, 84) 사이에 끼워서 안내하는 것이 바람직하다. 즉, 안내부(82, 84)로서 상하면을 형성하고 피안내부(86, 88)를 그 상하면에 맞닿게 하도록 해도 된다. 이 경우, 안내부(82, 84)는 각각 제 1 측면(22) 및 제 2 측면(24) 그리고 제 2 측면(24) 및 제 3 측면(26) 사이의 모서리부에 설치할 필요는 없으며, 제 1 측면(22) 및 제 3 측면(26)에 서로 대향해서 설치하면 된다.

어떻게 해도, 안내 수단으로서 렌즈 배럴(14, 16)을 사이에 둔 구동축(62)의 반대측으로 렌즈 캐리어(52, 54)로부터 아암을 연장시킨 구조로 하고 있지 않으므로, 좌우 방향의 치수를 작게 할 수 있어 렌즈 구동 장치(18)를 소형화할 수 있다.

지지 기구(80)는 줌 렌즈측 및 포커스 렌즈측 모두 마찬가지의 구조를 갖는다. 예를 들면 포커스 렌즈측에 대하여 설명한다. 도 2 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 지지 기구(80)는 포커스용의 렌즈 캐리어(54)로부터 제 4 측면(28)측으로 블록 형상으로 돌출한 지지부(98)가 렌즈 캐리어(54)와 일체로 형성되어 있다. 이 지지부(98)에는 구동축(62)측으로 V자 형상으로 개방된 지지홈(100)이 구동축(62)과 평행하게 형성되어 있다. 또한, 지지부(98)에는 지지홈(100)으로부터 연속해서 제 4 측면(28)측으로 돌출한 감합부(嵌合部)(102, 102)가 상하로 형성되어 있다. 이 감합부(102, 102)에는 각각 감합홈(104, 104)이 형성되어 있다.

협지 부재(106, 106)는, 각각 감합부(102, 102)의 감합홈(104, 104)에 끼워 맞추는 감합편부(108, 108)와, 상하의 감합편부(108, 108)의 사이에 설치된 협지부(110, 110)를 갖는다. 협지부(110, 110)는 구동축(62)측이 오목한 대략 반원 형상으로 형성되어 있다. 이 협지부(110, 110)의 사이에 구동축(62)이 끼워져 있다. 협지부(110, 110)는 구동축(62)과는 단면 방향 각각 상하 2점(합계 4점)에서 접촉해 있다. 또한, 제 4 측면(28)측의 협지부(110)는 압압 부재(112)의 가압부(120)에 의해 구동축(62)측으로 밀어붙여져 있다. 그 때문에, 상측의 감합편부(108) 또는 하측의 감합편부(108)의 적어도 한쪽은 서로 떨어져 있다.

압압 부재(112)는 위쪽으로부터 보았을 때 C자 형상으로 형성된 계지부(114)가 설치되어 있다. 한편, 지지부(98)의 상면에는 위쪽으로 돌출한 돌출부(118)가 형성되며, 이 돌출부(118)를 계지부(114)가 돌출부(118)의 양측으로부터 끼워 넣어서 돌출부(118)의 주위에 계지되어 압압 부재(112)를 지지부(98)에 고정하고 있다. 이와 같이, 지지부(98)의 돌출부(118)를 압압 부재(112)의 계지부(114)가 감입하여 고정하도록 했으므로, 지지부(98)의 위쪽으로의 돌출을 적게 해 카메라 장치(10)의 상하 방향의 폭을 작게 할 수 있다. 또한, 압압 부재(112)는 계지부(114)로부터 아래쪽으로 연장되는 평판 형상의 가압부(120)가 형성되며, 이 가압부(120)의 탄성에 의해 협지부(110)가 구동축(62)을 사이에 끼우고 있다. 이와 같은 지지 기구(80)의 구성에 의해 렌즈 캐리어(54)가 구동축(62)에 적정한 마찰을 가지고 지지되도록 되어 있다.

또한, 각각의 구동축(62, 62)은, 예를 들면 근원 부분과 선단 부분의 2개소에서 각각 케이싱(12)에 진동 가능하도록 탄성체로 이루어지는 부시(탄성 부재)(122)를 통해서 케이싱(12)에 지지되어 있다.

즉, 도 7에도 나타내는 바와 같이 부시(122)는, 전후 양측에 배치된 플랜지부(124, 124)와, 당해 플랜지부(124, 124) 간에 배치된 맞물림부(126)를 갖는다. 맞물림부(126)는 예를 들면 둘레 방향이 둥근 오목부로서 형성되어 있다. 이 부시(122)의 중심에는 삽입 구멍(128)이 형성되며, 이 삽입 구멍(128)에 구동축(62)이 삽입 구멍(128)을 벌리도록 해서 삽입되어 있다. 그리고, 진동 부재(60)로부터 먼 쪽의 부시(122)와 구동축(62)은 접착 고정되지만, 가까운 쪽의 부시(122)와 구동축(62)은 접착되지 않는다.

케이싱(12)의 제 1 측면(22)(하면)의 내측에는 제 1 지지용 돌출부(130)가 부시(122)의 맞물림부(126)에 대향해서 형성되어 있다. 또한, 케이싱(12)의 제 3 측면(24)(상면)의 내측에는 제 2 지지용 돌출부(132)가 부시(122)의 맞물림부(126)에 대향해서 형성되어 있다. 제 1 지지용 돌출부(130)에는 아래쪽으로 오목한 반원형의 제 1 맞물림홈(134)이 형성되는 한편, 제 2 지지용 돌출부(132)에는 위쪽으로 오목한 반원형의 제 2 맞물림홈(136)이 형성되어 있다. 그리고, 제 1 지지용 돌출부(130)와 제 2 지지용 돌출부(132)의 선단끼리가 맞닿음과 함께, 부시(122)의 원형의 맞물림부(126)가 반원형의 제 1 맞물림홈(134)과 제 2 맞물림홈(136) 사이에 끼워져, 구동축(62)이 케이싱(12)에 진동 가능하게(특히 구동축(62)의 축 방향으로 대하여) 지지되어 있다.

또한, 케이싱(12) 내에는 줌용의 렌즈 배럴 위치 검출기(138)와 포커스용의 렌즈 배럴 위치 검출기(140)가 설치되어 있다. 각각의 렌즈 배럴 위치 검출기(138, 140)는 같은 구조이며, 카메라 장치(10)의 길이 방향을 따라 다른 자극(磁極)(S극과 N극)을 번갈아 배치한 자극 부재(142, 144)와, 자계 강도를 검지하는 MR 센서(146, 148)(도 6에 MR 센서(148)만을 나타냄)로 구성되어 있다. MR 센서(146, 148)는, 각각 렌즈 캐리어(52, 54)의 지지부(98)의 아래쪽에서 렌즈 캐리어(52, 54)와 일체로 제 4 측면(28)측으로 돌출한 MR 센서 유지부(150, 150)에 고정되어 있다. 자극 부재(142, 144)는 MR 센서(146, 148)에 대향해서 케이싱(12)의 제 1 측면(22)에 고정되어 있다. 각 렌즈 캐리어(52, 54)가 이동하면, MR 센서(146, 148)에 의해 각 렌즈 캐리어(52, 54)의 이동량 및 이동 방향이 자계 강도의 변화로서 검출되고, 검출된 자계 강도의 변화를 나타내는 신호가 MR 센서(146, 148)로부터 출력된다.

한쪽의 MR 센서(146)는 제 1 MR 센서용 플렉서블 배선 기판(이하, 제 1 MR용 FPC라 함)(152)에 접속되어 있다. 제 1 MR용 FPC(152)는, MR 센서(146)에 접속된 제 1 접속부(154)로부터 절곡되어 줌 렌즈측 위쪽으로 연장되고, 제 1 측면(22)이 노칭되어 케이싱(12)의 길이 방향 대략 중앙에 형성된 공간부(156)를 지나 아래쪽으로 연장되며, 또한 제 1 측면(22)의 아래쪽으로부터 제 5 측면(30)측으로 인출되어 있다. 또한, 다른 쪽의 MR 센서(148)는 제 2 MR 센서용 플렉서블 배선 기판(이하, 제 2 MR용 FPC라 함)(158)에 접속되어 있다. 제 2 MR용 FPC(158)는, MR 센서(148)에 접속된 제 2 접속부(160)로부터 절곡되어 포커스 렌즈측 위쪽으로 연장되며, 전술한 공간부(156)에서 제 1 MR용 FPC(152)와 일체로 되어 제 5 측면(30)측으로 인출되어 있다.

전술한 액추에이터(58, 58)의 진동 부재(60, 60)도 마찬가지로 플렉서블 배선 기판이 접속되어 있다. 즉, 도 8에 나타내는 바와 같이, 각각의 진동 부재(60, 60)는 전술한 공간부(156)로 노출되고, 한쪽의 진동 부재(60)에 접속된 제 1 진동 부재용 플렉서블 배선 기판(이하, 제 1 진동 부재용 FPC라 함)(162)은, 한쪽의 진동 부재(60)로부터 아래쪽으로 연장되며, 제 1 측면(22)의 아래쪽으로부터 제 5 측면(30)측으로 인출된다. 또한, 다른 쪽의 진동 부재(60)에 접속된 제 2 진동 부재용 플렉서블 배선 기판(이하, 제 2 진동 부재용 FPC라 함)(164)은, 다른 쪽의 진동 부재(60)로부터 아래쪽으로 연장되며, 제 1 진동 부재용 FPC(162)와 일체로 되어 제 1 측면(22)의 아래쪽으로부터 제 5 측면(30)측으로 인출된다. 제 1 진동 부재용 FPC(162) 및 제 2 진동 부재용 FPC(164)는 3개로 나뉘며, 진동 부재(60)의 구동축(62)측의 전극층(70)에는 제 1 단자부(166)에 의해, 이면측의 전극층(72)에는 제 2 단자부(168)에 의해, 전극판(68)의 통전용 접속부(76)에는 제 3 단자부(170)에 의해 각각 솔더 등을 이용해서 접속되어 있다. 제 1 단자부(166)는 구동축(62)을 고정하는 접착제(74)에 닿지 않도록, 구동축(62)으로부터 떨어진 진동 부재(60)의 모서리부 근방에서 초승달 형상으로 형성되며, 그 원호의 중심이 모서리부로 되도록 배치되어 있다. 제 2 단자부(168)는 진동 부재(60)의 중심 부분에서 원환(円環) 형상으로 형성되어 있다. 제 3 단자부(170)는 통전용 접속부(76)에 대응해서 진동 부재(60)로부터 돌출하며, 통전용 접속부(76)를 둘러싸도록 사각환(四角環) 형상으로 형성되어 있다.

다음으로 액추에이터(58)에 의해 포커스용의 렌즈 캐리어(54)를 이동시키는 경우에 대하여 설명한다. 전술한 바와 같이, 액추에이터(58)에 펄스 전압을 반복해 인가하면, 진동 부재(60)가 일방향을 향해서 보울 형상으로 변형하는 것과 급속하게 원래의 평판 형상으로 되돌아가려고 하는 것을 반복한다. 그에 수반해 구동축(62)도 축 방향으로 미소한 왕복 이동을 반복한다. 일방측을 향해서 보울 형상으로 변형했을 때에는, 렌즈 캐리어(54)는 지지 기구(80)를 통해서 액추에이터(58)의 구동축(62)과 마찰 접촉하도록 지지되어 있으므로, 렌즈 캐리어(54)는 구동축(62)과 함께 이동한다. 한편, 진동 부재(60)가 급속하게 원래의 평판 형상으로 되돌아가려고 할 때에는 구동축(62)도 역방향으로 고속으로 이동하며, 렌즈 캐리어(54)는 고속이기 때문에 구동축(62)의 동작에 추종할 수 없어, 원래의 위치로는 되돌아오지 못하고 그 위치에 머무른다. 따라서, 렌즈 캐리어(54)는 1개의 동작으로 진동 부재(60)의 변형의 진폭 크기 정도 이동한다. 펄스 전압을 반복해 인가하는 것에 의해 이와 같은 이동을 반복해서 행해 렌즈 캐리어(54)를 원하는 위치까지 이동시킬 수 있다.

이 경우 렌즈 캐리어(54)는, 일방측의 상하 방향 대략 중앙에 설치된 구동축(62)과, 반대측의 상하에 설치된 안내 수단인 케이싱(12)의 안내부(82, 84)에 의해 지지되면서 카메라 장치(10)의 길이 방향으로 안내되므로, 렌즈 캐리어(54)를 안정하게 이동시킬 수 있다.

또한, 줌용의 렌즈 캐리어(52)의 동작도 포커스용의 렌즈 캐리어(54)와 마찬가지이다.

또한, 돌기(94, 96)는 반구 형상으로 했지만 주사위 형상 등의 다른 형상으로 해도 상관없다. 또한, 돌기(94, 96)는 2개소에 설치했지만 1개소여도 상관없고 3개소 이상이어도 상관없다. 또한, 돌기(94, 96)는 금속 등의 다른 부재로 형성해서 렌즈 캐리어(52, 54)에 고착해도 된다. 또한, 돌기(94, 96) 또는 안내부(82, 84)의 적어도 한쪽에 윤활 수단을 사용해도 된다.

또한, 안내부(82, 84)는 각각 모서리부로부터 돌출하는 형상으로 형성되어 있지만, 돌출시키지 않고 예를 들면 제 1 측면(22) 및 제 3 측면(26) 자체를 안내부(82, 84)로 해서 피안내부(86, 88)를 직접 맞닿게 하는 것이어도 된다.

또한, 액추에이터(58, 58)는 구동축(62, 62)이 길이 방향으로 서로 방향이 다르도록 배치했지만, 같은 방향으로 되도록 배치해도 된다. 또한, 액추에이터(58)의 한쪽만을 설치해도 된다.

또한, 케이싱(12)은 제 1 부재(20)에서부터 제 5 부재(36)까지의 5분할로 했지만, 다른 분할 구분이어도 상관없다.

또한, 상기 실시형태에서는, 렌즈 캐리어(52, 54)의 상단은 렌즈 배럴(14, 16)의 상단보다도 위쪽에 있지만, 같은 정도의 높이여도 상관없다. 또한, 다른 안내 수단을 채용하는 것에 의해 렌즈 캐리어(52, 54)를 더 얇게 할 수 있다. 예를 들면, 렌즈 배럴(14, 16)을 사이에 둔 구동축(62, 62)의 반대측으로 렌즈 캐리어(52, 54)로부터 아암을 연장시킨 구조로 해도 된다. 예를 들면, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 렌즈 캐리어(52, 54)로부터 연장된 아암에 광축 방향으로 관통 구멍(172)을 설치하고, 광축 방향으로 신장되는 안내축(174)을 이 관통 구멍(172)에 삽입 관통시켜 케이싱(12)에 고정하는 구성으로 해도 된다. 또한, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(174) 대신에 광축 방향으로 관통한 노치(176)를 설치해도 된다. 또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 안내 수단으로서, 케이싱(12) 또는 렌즈 캐리어(52, 54)의 적어도 한쪽에 광축 방향으로 신장되는 안내홈(180, 182)을 설치하고, 이 안내홈(180, 182) 내에 볼(184, 186)을 배치하는 바와 같은 구성으로 해도 된다. 도 10에서는 왼쪽만을 나타냈지만, 예를 들면 렌즈 캐리어(52, 54)와 액추에이터(58, 58) 사이에 제 1 측면(22)으로부터 직립하는 벽면을 설치하고, 이 벽면과 렌즈 캐리어(52, 54) 사이에 볼을 배치해도 된다.

또한, 상기 실시형태와 같이, 렌즈 배럴(14, 16)의 상방향에는 특별한 부재가 없으므로, 렌즈 배럴(14, 16)을 렌즈 캐리어(52, 54)에 삽입하는 방향으로서는 알맞지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 좌우 방향 또는 하방향으로부터 렌즈 배럴(14, 16)을 삽입하도록 렌즈 캐리어(52, 54)의 개구부(52a, 54a)를 형성해도 된다. 또한, 본 발명은, 렌즈 배럴(14, 16)의 광축 방향과 직교하는 방향으로부터 삽입하는 구성으로 한정되는 것은 아니고, 렌즈 배럴(14, 16)의 광축 방향과 교차하는 방향이면 되며, 예를 들면 광축 방향에 대하여 비스듬하게 렌즈 배럴(14, 16)을 삽입하도록 해도 된다. 또한, 상기 실시형태에 있어서는, 굴곡 광축의 광학계를 형성하는 광학 부재인 프리즘 렌즈(40)를 렌즈 배럴(14, 16)의 광축 방향으로 설치하는 구성으로 되어 있지만, 본 발명은 이와 같은 광학 부재를 설치하고 있지 않은 것도 포함한다.

10 : 카메라 장치 12 : 케이싱
14, 16 : 렌즈 배럴 22 : 제 1 측면
24 : 제 2 측면 26 : 제 3 측면
28 : 제 4 측면 30 : 제 5 측면
52, 54 : 렌즈 캐리어 52a, 54a : 개구부
58 : 액추에이터 60 : 진동 부재
62 : 구동축 80 : 지지 기구
82, 84 : 안내부 86, 88 : 피안내부
94, 96 : 돌기 106 : 협지 부재
112 : 압압 부재 116 : 안내 수단
120 : 가압부 122 : 부시(탄성 부재)
130 : 제 1 지지용 돌출부 132 : 제 2 지지용 돌출부
138, 140 : 렌즈 배럴 위치 검출기

Claims

전자 기기에 탑재되는 카메라 장치에 사용되는 렌즈 구동 장치로서, 상기 렌즈 구동 장치는,
렌즈 배럴(lens barrel)을 내부에 고정하기 위한 렌즈 캐리어와,
상기 렌즈 배럴의 광축 방향으로 상기 렌즈 캐리어를 이동시키기 위한 구동 수단과,
상기 렌즈 캐리어의 이동을 안내하기 위한 안내 수단과,
상기 렌즈 캐리어, 상기 구동 수단 및 상기 안내 수단을 수납하는 케이싱을 갖고,
상기 렌즈 캐리어는, 상기 렌즈 배럴의 광축 방향과 교차하는 방향으로부터 상기 렌즈 배럴을 상기 렌즈 캐리어 내에 삽입 가능하게 하는 개구부가 설치되고, 당해 개구부는, 상기 케이싱에 대면하도록 설치됨과 함께,
상기 렌즈 배럴이, 상기 렌즈 캐리어의 상기 개구부에서 상기 렌즈 캐리어에 삽입 장착될 때, 상기 렌즈 배럴이 상기 개구부를 통해 상기 케이싱과 직접 대면하는
렌즈 구동 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 케이싱은, 상기 광축 방향을 법선 방향으로 하는 단면이 사각 형상의 프레임을 형성하고, 상기 프레임은, 사각 형상의 하나의 변을 구성하는 소정의 부재와, 사각 형상의 나머지 세변을 구성하는 다른 부재로 구성되고, 상기 소정의 부재와 상기 렌즈 배럴이 상기 개구부를 통해 직접 대면하는 렌즈 구동 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈 캐리어는 2개이고, 광축이 일치하는 상기 렌즈 배럴을 각각의 내부에 고정하기 위한 것이고,
상기 2개의 렌즈 캐리어는, 각각, 상기 렌즈 배럴의 광축 방향과 교차하는 방향으로부터 상기 렌즈 배럴을 상기 렌즈 캐리어 내에 삽입 가능하게 하는 개구부가 설치되고, 당해 개구부는, 상기 케이싱에 대면하도록 설치됨과 함께,
상기 렌즈 배럴이, 각각의 상기 렌즈 캐리어의 상기 개구부에서 상기 렌즈 캐리어에 삽입 장착될 때, 각각의 상기 렌즈 배럴이 상기 개구부를 통해 상기 케이싱과 직접 대면하는 렌즈 구동 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈 배럴은 상기 케이싱과 직접 대면하는 측에 평면부를 갖고 있고, 상기 렌즈 배럴이, 상기 렌즈 캐리어의 상기 개구부에서 상기 렌즈 캐리어에 삽입 장착될 때, 상기 렌즈 배럴의 상기 평면부가, 상기 개구부를 통해 상기 케이싱과 직접 대면하는 렌즈 구동 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈 배럴이, 상기 렌즈 캐리어의 상기 개구부에서 상기 렌즈 캐리어에 삽입 장착될 때, 상기 렌즈 배럴의 광축 방향을 법선 방향으로 하는 단면에서 봤을 경우, 상기 렌즈 배럴과 직접 대면하는 상기 케이싱은 상기 렌즈 캐리어보다 상기 렌즈 배럴에 근접해 있는 렌즈 구동 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈 배럴의 광축 방향에는, 굴곡 광축의 광학계를 형성하는 광학 부재가 배치되어 있는 렌즈 구동 장치.
렌즈 배럴을 내부에 고정하기 위한 렌즈 캐리어와,
상기 렌즈 배럴의 광축 방향으로 상기 렌즈 캐리어를 이동시키기 위한 구동 수단과,
상기 렌즈 캐리어의 이동을 안내하기 위한 안내 수단과,
상기 렌즈 캐리어, 상기 구동 수단 및 상기 안내 수단을 수납하는 케이싱을 갖고,
상기 렌즈 캐리어는, 상기 렌즈 배럴의 광축 방향과 교차하는 방향으로 개구부를 갖고 있고,
상기 케이싱은, 측면을 이루는 일 부재를 포함하는 렌즈 구동 장치의 제조 방법으로서,
상기 개구부로부터 상기 렌즈 배럴을, 상기 측면을 이루는 일 부재를 제거한 상기 케이싱 내에 수용되어 있는 상기 렌즈 캐리어 내에 삽입하고,
당해 개구부가 상기 케이싱의 측면을 이루는 일 부재에 대면하도록 상기 케이싱의 측면을 이루는 일 부재를 부착하는
렌즈 구동 장치의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 구동 장치와, 상기 렌즈 배럴을 통과한 광(光)을 받아들이는 화상 센서를 구비한 카메라 장치.
제 8 항에 기재된 카메라 장치를 구비한 전자 기기.