KR100681606B1

KR100681606B1 - 렌즈 구동 장치

Info

Publication number: KR100681606B1
Application number: KR1020050018046A
Authority: KR
Inventors: 마나부 시라키; 요시아키 다카노
Original assignee: 가부시끼가이샤시코기껜
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2007-02-09
Also published as: KR20060043394A; JP2005352102A

Abstract

본 발명의 과제는, 렌즈 홀더(lens holder)가 안정된 이동 속도로 이동할 수 있고, 또한 장치의 소형화를 도모할 수 있는 렌즈 구동 장치를 얻는 것이다. 본 발명의 렌즈 구동 장치(1)는, 렌즈(2)와, 렌즈(2)를 지지하는 렌즈 홀더(4)와, 렌즈 홀더(4)의 이동을 안내하는 샤프트(shaft)(7a)와, 코일(9)과, 자석(11a∼11f)을 구비하고, 코일(9)에 통전(通電)해서 렌즈 홀더(4)를 샤프트(7a)의 축방향으로 이동시키는 것이며, 렌즈 홀더(4)와 샤프트(7a)와의 사이에는 마찰 저항에 의해 샤프트(7a)에 대한 렌즈 홀더(4)의 이동을 억제하는 이동 억제부(15)를 구성하고 있다.

Description

렌즈 구동 장치{LENS DRIVING APPARATUS}

도 1은 제1실시형태의 렌즈 구동 장치를 나타내고 있으며, (a)는 횡단면도, (b)는 (a)의 샤프트와 렌즈 홀더와의 사이의 주요부를 확대해서 나타내는 단면도.

도 2는 도 1(a)의 A-A 단면도.

도 3은 제1실시형태의 렌즈 구동 장치의 분해 사시도.

도 4는 제2실시형태에 관련하는 렌즈 구동 장치를 나타내며, 샤프트와 렌즈 홀더와의 맞닿음부의 주요부를 확대해서 나타내는 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 렌즈 구동 장치 2: 렌즈

4: 렌즈 홀더 7a, 7b: 샤프트

9: 코일 11a∼11f: 자석

15: 이동 억제부 17: 유체 수용부

19: 점성 유체

본 발명은, 디지털 카메라(digital camera)나 휴대 전화 등에 내장되는 휴대 형 소형 카메라 등에 이용되는 줌 렌즈(zoom lens) 및 오토 포커스 렌즈(auto focus lens)를 구동시키는 렌즈 구동 장치에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는, 렌즈와 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더와, 코일과, 자석과 렌즈 홀더를 지지하는 판스프링을 구비하고, 코일에 전류를 흘려보냄으로써, 판스프링의 가세력(加勢力)에 저항해서 렌즈 홀더를 이동시키는 기술이 개시되어 있다.

(특허 문헌 1)

일본국 특개2003-75712호 공보

그러나, 특허 문헌 1에 기재한 종래기술은, 렌즈 홀더가 판스프링의 가세력에 저항해서 이동하므로, 렌즈 홀더의 이동량에 따라 가세력이 상이하고, 렌즈 홀더의 이동 경로 내에서, 안정된 이동 속도를 얻는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.

또한, 렌즈 홀더의 외측에 돌출 설치되어서 판스프링을 구성하고 있기 때문에, 판스프링이 방해가 되어서 장치의 소형화를 도모하기 어렵다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 렌즈 홀더가 안정된 이동 속도로 이동할 수 있고, 또한 장치의 소형화를 도모할 수 있는 렌즈 구동 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1에 기재된 발명은, 렌즈와, 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더와, 렌즈 홀더에 형성된 삽입 통과 구멍에 삽입 통과되어 렌즈 홀더의 이동을 안내하는 샤프트와, 렌즈 홀더에 고정된 코일과, 원통 형상의 외측 요크와, 외측 요크의 내주측에 설치된 자석을 구비하고, 코일에 통전해서 렌즈 홀더를 샤프트의 축방향으로 이동시키는 렌즈 구동 장치로서, 렌즈 홀더와 샤프트와의 사이에는 마찰 저항에 의해 샤프트에 대한 렌즈 홀더의 이동을 억제하는 이동 억제부를 구성하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재한 발명에 있어서, 이동 억제부는, 샤프트의 주위에 설치된 유체 수용부와, 유체 수용부에 충전된 점성 유체를 구비하고, 유체 수용부는 샤프트의 길이 방향 양단부(兩端部)가 샤프트에 밀착되어 유체 수용부에 수납되어 있는 점성 유체가 유체 수용부로부터 바깥으로 누설되지 않도록 샤프트와의 사이를 수밀(水密)로 유지하고 있으며, 점성 유체가 샤프트 주면(周面)에 접촉하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재한 발명에 있어서, 점성 유체는 실리콘 오일(silicone oil)이며, 유체 수용부는 실리콘 고무인 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재한 발명에 있어서, 유체 수용부는 샤프트의 외주면(外周面)과 유체 수용부의 내벽면(內壁面)과의 각각에 맞닿는 스프링을 설치하고 있으며, 스프링이 탄성력에 의해 샤프트의 외주면에 압접(壓接)하고 있는 것을 특징으로 한다.

이하에, 첨부 도면을 참조해서, 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 도 1∼도 3에는, 본 발명의 제1실시형태가 나타나 있다. 또한, 도 1은 본 실시형태의 렌즈 구동 장치를 나타내고 있으며, (a)는 횡단면도, (b)는 (a)의 샤프트와 렌즈 홀더와의 사이의 주요부를 확대해서 나타내는 단면도, 도 2는 도 1(a)의 A-A 단면도, 도 3은 렌즈 구동 장치의 분해 사시도를 각각 나타내고 있다. 또한, 도 3에서 는, 자석 및 내측 요크(yoke)의 일부가 외측 요크로부터 돌출한 상태를 나타내고 있다.

본 실시형태에 관련하는 렌즈 구동 장치(1)는, 코일 가동형의 렌즈 구동 장치이며, 렌즈(2)와, 렌즈(2)를 지지하는 렌즈 홀더(4)와, 렌즈 홀더(4)의 이동을 안내하는 1쌍의 샤프트(7a, 7b)를 구비하고 있다.

또한, 렌즈 구동 장치(1)에는 원통 형상의 외측 요크(3)를 구비하고 있으며, 외측 요크(3)의 내주(內周)에 자석(11a∼11f)을 배치하고 있다. 그리고, 자석(11a∼11f)과 렌즈 홀더(4)에 설치된 코일(9)과의 사이에 내측 요크(13a, 13b)를 설치하고 있다.

외측 요크(3)의 일단측(一端側) 개구부(3b)에는 스페이서(spacer)(5)가 설치되어 있다. 이 스페이서(5)는, 내측 요크(13a, 13b)의 단부(端部)가 개별적으로 지지되는 1쌍의 원호 형상의 슬릿(slit)(5a, 5b)과, 1쌍의 샤프트(7a, 7b)의 단부를 지지하는 1쌍의 원형의 지지 구멍(5c, 5d)과, 스페이서(5)의 중앙에 형성된 원형 형상의 관통 구멍(5e)을 구비하고 있다.

자석(11a∼11f)은, 외측 요크(3)의 내주(內周)를 따라 6개가 설치되어 있다. 이 경우, 자석(11a∼11f)은 인접하는 자석끼리 그 표면 및 이면(裏面)의 극성(極性)이 서로 상이하게 되어 있다.

렌즈 홀더(4)에는 코일(9)이 고착(固着)되어 있다. 이 코일(9)은 렌즈 홀더(4)의 외주(外周)를 따라 설치되어 있다. 또한, 렌즈 홀더(4)에는 횡단면이 원형의 샤프트(7)의 삽입 통과 구멍(4a, 4b)이 형성되어 있다. 또한, 렌즈 홀더(4)는 코일(9)의 내주측(內周側)과의 사이에서 원호 형상의 슬릿(4c, 4d)을 형성하고 있으며, 슬릿(4c, 4d) 내에서 원호 형상의 내측 요크(13a, 13b)를 지지하고 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 렌즈 홀더(4)와 샤프트(7a)와의 사이에 형성된 삽입 통과 구멍(4a)에, 마찰 저항에 의해 샤프트(7a)에 대한 렌즈 홀더(4)의 이동을 억제하는 이동 억제부(15)를 구성하고 있다. 이 이동 억제부(15)는, 샤프트(7a)의 주위에 설치된 유체 수용부(17)와, 유체 수용부(17)에 충전된 점성 유체(19)를 구비하고 있다.

유체 수용부(17)는 종단면이 "ㄷ"자 형상으로 되어 있으며, 유체 수용부(17)에서의 샤프트(7a)의 길이 방향 양단부가 샤프트(7a)와의 사이를 수밀로 유지하고 있으며, 점성 유체(19)가 샤프트(7a)의 외주면에 접촉하고 있다. 또한, 점성 유체(19)로서 실리콘 오일을 이용하고 있으며, 유체 수용부(17)에는 실리콘 고무를 이용하고 있다. 점성 유체(19)로서 실리콘 오일을 이용함으로써, 예를 들면, 광유(鑛油)에 비해서 점도의 온도 의존성이 작고, 장치 내의 온도가 높게 된 경우라도, 렌즈 홀더(4)와 샤프트(7a)와의 사이에서 일정한 마찰 저항을 얻을 수 있다. 또한, 유체 수용부(17)를 실리콘 고무로 함으로써, 샤프트(7a)와의 사이의 밀착성이 우수하고, 또한 내구성이 양호하다.

이어서, 본 실시형태에 관련하는 작용을 설명한다. 본 실시형태에 관련하는 렌즈 구동 장치(1)에 있어서, 코일(9)에 전류를 흘려보내면, 그 전류와 자석(11a∼11f)이 형성하는 자계(磁界)에 의해 유기(誘起)되는 전자기력(電磁氣力)에 의해, 코일(9)을 지지하는 렌즈 홀더(4)가 샤프트(7a, 7b)의 축방향을 따라 이동한다. 또한, 렌즈 홀더(4)는, 그 이동 시(時)에 있어서, 점성 유체(19) 및 유체 수용부(17)에 의한 마찰 저항을 받고 있다.

이렇게, 렌즈 홀더(4)가 이동할 때에는, 점성 유체(19) 및 유체 수용부(17)에 의해 생기는 샤프트(7a)와 렌즈 홀더(4)와의 마찰 저항에 의해, 전자기력에 의해 생기는 추진력에 대하여 이동 속도를 작게 할 수 있다. 이렇게, 이동 억제부(15)에 의해 전자기력에 의한 급격한 추진력을 억제할 수 있어, 렌즈 홀더(4)의 안정된 이동 속도를 얻을 수 있다.

또한, 렌즈 홀더(4)와 샤프트(7a)와의 사이에 이동 억제부(15)를 구성하므로, 렌즈 홀더(4)의 크기를 변경하지 않고, 기존의 공간을 이용할 수 있으므로, 이동 억제부(15)를 구성하기 위한 별도의 공간을 필요로 하지 않고, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 유체 수용부(17)의 샤프트(7a)의 길이 방향 양단부(兩端部)가 샤프트(7a)와의 사이를 수밀로 유지하고 있으므로, 유체 수용부(17)에 있어서의 샤프트(7a)의 길이 방향 양단부의 간극(間隙)으로부터 점성 유체(19)가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

이어서 도 4에 있어서, 본 발명의 제2실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 위에서 설명한 제1실시형태와 동일한 작용 효과를 나타내는 부분에는 동일한 부호를 첨부함으로써, 그 부분의 상세한 설명을 생략하고, 이하의 설명에서는 상기의 제1실시형태와 상이한 점을 주로 설명한다.

본 실시형태에 관련하는 렌즈 구동 장치(1)는, 유체 수용부(17) 내에, 탄성력에 의해 샤프트(7a)의 외주면(22)에 압접하는 스프링(21)을 구성하고 있다. 스프링(21)은 종단면이 "V"자 형상을 이룬 막대 형상의 부재로 되어 있으며, 유체 수용부(17) 내의 주변 방향을 따라 복수 개 배치되어 있다.

그리고, 스프링(21)의 양단부(21b)가 유체 수용부(17)의 내주벽(17a)에 맞닿아 있으며, 스프링(21)의 정상부(21a)가 샤프트(7a)의 외주면(22)에 맞닿아 있다. 이 경우, 스프링(21)의 가세력을 변경하는 것만으로, 렌즈 홀더(4)와 샤프트(7a) 사이의 마찰력을 변경할 수 있어, 렌즈 홀더(4)의 이동 속도를 자유롭게 설정할 수 있다.

또한, 본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되는 일 없이, 그 요지를 일탈(逸脫)하지 않는 범위에서 여러가지로 변형해서 실시할 수 있는 것은 언급할 필요도 없다. 예를 들면, 이동 억제부(15)는 한 쪽의 샤프트(7a)와 렌즈 홀더(4)와의 사이에만 구성했지만, 다른 쪽의 샤프트(7b)와 렌즈 홀더(4)와의 사이에 구성해도 좋다.

코일(9)은 렌즈 홀더(4)에 설치해서 코일 가동형의 렌즈 구동 장치(1)로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 자석(11)을 렌즈 홀더(4)에 설치하고, 코일(9)을 외측 요크(3)에 설치해 두어도 좋다.

자석(11)의 수는 6개로 한정되지 않고, 2개 이상이면 좋다.

제2실시형태에 있어서, 스프링(21)은 막대 형상의 부재로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 판 형상의 부재이어도 좋다.

청구항 1에 기재한 발명에 의하면, 렌즈 구동 장치에 있어서, 코일에 전류를 흘려보내면, 그 전류와 자석이 형성하는 자계에 의해 유기되는 전자기력에 의해, 렌즈 홀더가 샤프트의 축방향을 따라 이동한다. 렌즈 홀더가 이동할 때에는, 이동 억제부에 의한 마찰 저항을 받으므로, 전자기력에 의해 생기는 추진력에 대하여 이동 속도를 작게 할 수 있다. 이렇게, 전자기력에 의한 급격한 추진력을 이동 억제부로 억제할 수 있어, 렌즈 홀더의 안정된 이동 속도를 얻을 수 있다.

또한, 렌즈 홀더와 샤프트와의 사이에 마찰 저항부를 구성하므로, 예를 들면, 렌즈 홀더의 외측에 판스프링을 설치하는 경우에 비해서, 공간에 방해가 되지 않고, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 렌즈 홀더와 샤프트와의 사이에 마찰 저항부를 구성하므로, 샤프트의 축방향 전체에 걸쳐서 이동 억제부에 의한 마찰 저항을 받으므로, 렌즈 홀더의 이동 경로 내에서 안정된 이동 속도를 얻을 수 있다.

청구항 2에 기재한 발명에 의하면, 청구항 1에 기재한 발명과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 동시에, 유체 수용부의 샤프트의 길이 방향 양단부가 샤프트와의 사이를 수밀로 유지하고 있으므로, 샤프트의 길이 방향 양단부의 간극으로부터 점성 유체가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

청구항 3에 기재한 발명에 의하면, 청구항 2에 기재한 발명과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 동시에, 점성 유체로서 실리콘 오일을 이용함으로써, 예를 들면, 광유(鑛油)에 비해서 점도의 온도 의존성이 작고, 장치 내의 온도가 높아졌을 경우라도, 렌즈 홀더와 샤프트와의 사이에서 일정한 마찰 저항을 얻을 수 있다.

또한, 유체 수용부를 실리콘 고무로 함으로써, 샤프트와의 사이에서의 밀착성이 우수하고, 또한 내구성이 좋다.

청구항 4에 기재한 발명에 의하면, 청구항 2에 기재한 발명과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 동시에, 유체 수용부에 탄성력에 의해, 샤프트의 외주면에 압접하는 스프링을 구성했으므로, 스프링의 가세력을 변경하는 것만으로, 렌즈 홀더와 샤프트 사이의 마찰력을 임의로 변경할 수 있다.

Claims

렌즈와, 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더(lens holder)와, 렌즈 홀더에 형성된 삽입 통과 구멍에 삽입 통과되어 렌즈 홀더의 이동을 안내하는 샤프트(shaft)와, 렌즈 홀더에 고정된 코일과, 원통 형상의 외측 요크와, 외측 요크의 내주측에 설치된 자석을 구비하고, 코일에 통전(通電)해서 렌즈 홀더를 샤프트의 축방향으로 이동시키는 렌즈 구동 장치로서, 렌즈 홀더와 샤프트와의 사이에는 마찰 저항에 의해 샤프트에 대한 렌즈 홀더의 이동을 억제하는 이동 억제부를 설치한 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 이동 억제부는, 샤프트의 주위에 설치한 유체 수용부와, 유체 수용부에 충전된 점성 유체를 구비하고,

상기 유체 수용부는, 샤프트 길이 방향 양단부(兩端部)가 샤프트에 밀착되어, 유체 수용부에 수용되어 있는 점성 유체가 유체 수용부로부터 바깥으로 누설되지 않도록 샤프트와의 사이를 수밀(水密)로 유지하고 있으며, 점성 유체가 샤프트 주면(周面)에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
제2항에 있어서, 점성 유체는 실리콘 오일이며, 유체 수용부는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
제2항에 있어서, 유체 수용부는 샤프트의 외주면(外周面)과 유체 수용부의 내벽면(內壁面)의 각각에 맞닿는 스프링을 설치하고 있으며, 스프링이 탄성력에 의해 샤프트의 외주면에 압접(壓接)하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.