KR100899063B1 - Lens drive device, imaging device, and lens position adjustment method for imaging device - Google Patents
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Abstract
렌즈 구동 장치(10)는 소 직경 렌즈(2a)와 대 직경 렌즈(2b)를 유지하는 렌즈 프레임(3)을 구비하고 있다. 렌즈 프레임(3)에 형성된 광축 방향의 가이드 구멍(35)에는, 가이드 축(4)이 접동 가능하게 계합하고 있다. 렌즈 프레임(3) 중 소 직경 렌즈(2a)를 유지하는 소 직경 프레임부(31)에 인접해서 형성된 코일 유지부(34)에는, 구동용 코일(5)을 권취할 수 있다. 가이드 축(4)과의 사이에서 코일(5)을 끼우도록, 마그네트(7)가 배치되어 있다. 가이드 축(4)은 요크(6)에 고정되어 있고, 이 요크(6)와 가이드 축(4)에 의해, 마그네트(7)를 포함하는 자기 회로의 일부를 구성하고 있다. 렌즈 프레임(3)의 소 직경 프레임부(31)에 인접하는 코일 유지부(34)에 코일(5)을 고정하는 것에 의해, 렌즈 구동 장치(10)의 치수를 작게 하고, 그 결과 렌즈 구동 장치(10)의 소형화 및 경량화를 실현할 수 있다.The lens drive device 10 includes a lens frame 3 holding a small diameter lens 2a and a large diameter lens 2b. The guide shaft 4 is slidably engaged with the guide hole 35 in the optical axis direction formed in the lens frame 3. The driving coil 5 can be wound in the coil holding part 34 formed adjacent to the small diameter frame part 31 holding the small diameter lens 2a among the lens frames 3. The magnet 7 is arrange | positioned so that the coil 5 may be pinched | interposed with the guide shaft 4. The guide shaft 4 is fixed to the yoke 6, and the yoke 6 and the guide shaft 4 constitute a part of the magnetic circuit including the magnet 7. By fixing the coil 5 to the coil holding part 34 adjacent to the small diameter frame part 31 of the lens frame 3, the dimension of the lens drive device 10 is reduced, and as a result, the lens drive device. The miniaturization and weight reduction of (10) can be realized.
Description
본 발명은 렌즈를 광축에 따라 이동시키기 위한 렌즈 구동 장치, 이를 이용한 촬상 장치 및 상기 렌즈 위치 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lens driving device for moving a lens along an optical axis, an imaging device using the same, and a method of adjusting the lens position.
종래, 소형 카메라 등의 촬상 장치에서는, 렌즈를 광축 방향으로 이동하기 위한 액츄에이터로서, DC 모터나 스텝핑 모터가 사용되고 있었다. 그러나 최근, 촬상 장치를 휴대 기기에 탑재하는 용도가 증가하고 있기 때문에, 촬상 장치의 소형화 및 경량화에 대한 요청이 높아지고, 이에 따라, 렌즈 구동 장치의 소형화 및 경량화가 요구되고 있다.Background Art Conventionally, in imaging devices such as miniature cameras, a DC motor or a stepping motor has been used as an actuator for moving a lens in the optical axis direction. However, in recent years, the use of mounting an imaging device in a portable device is increasing, and the request for downsizing and weight reduction of an imaging device is high, and accordingly, the size and weight of a lens drive device are calculated | required.
여기에서, 최근 DC 모터 등에 대신하여, 마그네트나 요크(yoke)로 이루어지는 자기 회로 내에 코일을 배치한 이른바, 보이스 코일(voice coil) 모터가 사용되도록 되어 있다. 이러한 보이스 코일 모터를 사용한 렌즈 구동 장치에서는, 가동부인 렌즈 프레임을 가능한 한 경량화하기 위해서, 렌즈 프레임에 코일을 권취하 고, 고정부에 마그네트 및 요크를 배치하는 것이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1, 2, 3 참조). 구체적으로는, 렌즈 프레임의 전체 주위를 권취하도록 코일을 권취한 것(예컨대, 특허문헌 1 참조)이나, 렌즈 프레임에 마련한 돌기부 등에 코일을 권취한 것(예컨대, 특허문헌 2, 3 참조)이 제안되어 있다.Here, a so-called voice coil motor in which a coil is disposed in a magnetic circuit made of a magnet or a yoke in place of a DC motor or the like has recently been used. In the lens drive apparatus using such a voice coil motor, in order to reduce the lens frame as a movable part as much as possible, it is proposed to wind the coil in the lens frame and to arrange the magnet and the yoke in the fixing portion (for example, Patent Document 1). , 2, 3). Specifically, winding the coil so as to wind up the entire circumference of the lens frame (for example, refer to Patent Document 1), or winding the coil (for example, see
한편, 가동부인 렌즈 프레임에 코일을 권취한 경우의 배선의 번잡함을 해소하기 위해서, 렌즈 프레임에 마그네트를 고정하고, 고정 부분에 코일을 권취하는 것도 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1, 4 참조). 또한, 렌즈 프레임을 광축 방향으로 안내하는 가이드 축을 요크의 일부로서 사용하는 것에 의해 장치 구성을 간단히 하는 것도 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 5 참조).On the other hand, in order to eliminate the wiring clutter when winding a coil to the lens frame which is a movable part, it is also proposed to fix a magnet to a lens frame and to wind a coil to a fixed part (for example, refer patent document 1, 4). . Moreover, it is also proposed to simplify an apparatus structure by using the guide axis which guides a lens frame to an optical axis direction as a part of yoke (for example, refer patent document 5).
특허문헌 1: 일본 특허공개 제 1994-201975 호 공보(제 3∼4 페이지, 도 10 내지 도 12)Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 1994-201975 (3rd to 4th pages, FIGS. 10 to 12)
특허문헌 2: 일본 특허공개 제 2000-137156 호 공보(제 4 페이지, 도 2)Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-137156 (
특허문헌 3: 일본 특허공개 제 2002-350716 호 공보(제 4 페이지, 도 3)Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 2002-350716 (
특허문헌 4: 일본 특허공개 제 2000-321475 호 공보(제 3 페이지, 도 2)Patent Document 4: Japanese Patent Laid-Open No. 2000-321475 (Second page, Fig. 2)
특허문헌 5: 일본 특허공개 제 1987-88147 호 공보(제 3 페이지, 도 5)Patent Document 5: Japanese Patent Application Laid-Open No. 1987-88147 (3rd page, FIG. 5)
여기서, 카메라 부착 휴대 기기 등에서는 액정 모니터 등의 표시부와 카메라(촬상 소자)가 인접해서 배치되는 것이 일반적이지만, 이러한 배치의 기기에서는 표시부와 카메라가 인접하는 방향(예를 들면, 세로 방향)의 길이를 가능한 한 짧게 할 것이 요구된다. 그러나, 특허문헌 1에 개시되어 있는 것과 같이, 렌즈 프레임의 전체 주위를 권취하도록 코일을 권취하고, 그 코일에 대향하도록 마그네트나 요크를 배치한 것으로는, 렌즈 프레임의 전체 주위에 걸쳐서 장치 치수가 커진다고 하는 문제가 있다.Here, in a portable device with a camera or the like, a display portion such as a liquid crystal monitor and a camera (imaging element) are generally disposed adjacently, but in such an arrangement, the length of the display portion and the camera adjacent to each other (for example, a vertical direction) It is required to keep it as short as possible. However, as disclosed in Patent Literature 1, the coil is wound so as to wind the entire circumference of the lens frame, and the magnet and the yoke are disposed so as to face the coil, so that the device dimensions are increased over the entire circumference of the lens frame. There is a problem.
또한, 특허문헌 2, 3에 개시되어 있는 것과 같이, 렌즈 프레임의 돌기부 등에 코일을 권취하더라도, 코일로의 통전을 실행하기 위한 플렉시블 프린트 기판을 수용하는 공간을 렌즈 프레임의 주위에 마련하지 않으면 안되기 때문에, 역시 렌즈 구동 장치의 장치 치수가 커진다고 하는 문제가 있다.In addition, as disclosed in
또한, 특허문헌 1, 4에 개시되어 있는 것과 같이, 가동부인 렌즈 프레임에 마그네트를 고정했을 경우에는, 렌즈 프레임의 중량이 커지기 때문에 렌즈 프레임을 구동하기 위해서 필요한 구동 전류가 커진다고 하는 문제가 있다. 덧붙여, 렌즈 프레임의 중량 증가에 따라, 렌즈 프레임을 안내하는 가이드 축과 베어링 부분 사이의 마찰 저항이 커지고, 그 결과 필요한 구동 전류가 더욱 커진다고 하는 문제도 있다.In addition, as disclosed in
또한, 특허문헌 5에 개시되어 있는 것과 같이, 렌즈 프레임을 광축 방향으로 안내하는 가이드 축을 자기 회로의 요크로서 사용했을 경우에는, 가이드 축을 권취하도록 코일을 배치하는 것이 되지만, 렌즈와 코일이 서로 간섭하지 않도록 하기 위해서는, 가이드 축과 렌즈와의 거리를 비교적 길게 확보하지 않으면 안되고, 렌즈 프레임의 길이 방향의 치수가 커져 버리는 문제가 있다.In addition, as disclosed in
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해서 실행되는 것으로서, 그 목적은 렌즈 구동 장치를 소형화하고 경량화하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is carried out to solve the above problems, and an object thereof is to reduce the size and weight of the lens driving apparatus.
본 발명에 따른 렌즈 구동 장치는, 제 1 렌즈와 상기 제 1 렌즈보다 외경이 큰 제 2 렌즈를 포함하는 렌즈 그룹과, 상기 렌즈 그룹을 유지하는 렌즈 프레임으로서, 상기 렌즈 그룹의 광축 방향과 대략 평행하게 형성된 가이드 구멍을 갖는 렌즈 프레임과, 상기 가이드 구멍에 접동 가능하게 계합하고, 상기 렌즈 프레임을 상기 광축 방향으로 안내하는 가이드 축을 포함하는 고정부와, 상기 렌즈 프레임에, 상기 가이드 축을 권취하도록 고정된 코일과, 상기 고정부에, 상기 가이드 축과의 사이에서 상기 코일을 끼우도록 고정된 마그네트와, 상기 마그네트를 포함하는 자기 회로의 일부를, 상기 가이드 축과 함께 구성하는 요크를 구비하고, 상기 렌즈 프레임의 상기 제 1 렌즈를 유지하는 부분에 인접하도록, 상기 코일을 배치한 것을 특징으로 한다.A lens driving device according to the present invention is a lens group including a first lens and a second lens having a larger outer diameter than the first lens, and a lens frame for holding the lens group, which is substantially parallel to the optical axis direction of the lens group. And a fixing part including a lens frame having a guide hole formed so as to be slidable, a guide part slidably engaged with the guide hole and guiding the lens frame in the optical axis direction, and fixed to wind the guide axis to the lens frame. A coil, a magnet fixed to the coil between the guide shaft and the guide shaft, and a yoke constituting a part of a magnetic circuit including the magnet together with the guide shaft, wherein the lens The coil is arranged so as to be adjacent to the portion holding the first lens of the frame.
본 발명에 의하면, 코일을 가이드 축의 주위에 권취하는 동시에, 해당 코일을 렌즈 프레임에 있어서 소 직경의 제 1 렌즈를 유지하는 부분에 인접하도록 배치 했으므로, 광축과 가이드 축과의 거리를 짧게 해도, 렌즈와 코일과의 간섭을 피할 수 있고, 그 결과, 렌즈 구동 장치의 치수를 작게 할 수 있다. 즉, 렌즈 구동 장치의 소형화 및 경량화를 실현할 수 있다.According to the present invention, the coil is wound around the guide shaft, and the coil is disposed adjacent to the portion holding the small diameter first lens in the lens frame, so that the distance between the optical axis and the guide shaft is shortened. And interference with the coil can be avoided, and as a result, the dimension of the lens driving apparatus can be reduced. That is, the size and weight of the lens driving device can be realized.
실시형태 1Embodiment 1
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 렌즈 구동 장치(10)를 도시하는 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시한 II-II선에 있어서의 렌즈 구동 장치(10)의 단면도(YZ 단면도)이다. 이 렌즈 구동 장치(10)는 촬상 장치(예를 들면, 휴대 전화기에 탑재된 소형 카메라)에 있어서, 단초점 렌즈의 자동 초점 기구(오토 포커스 기구)로서 사용할 수 있다. 구체적으로, 렌즈 구동 장치(10)는 렌즈(2a, 2b)(도 2)를 광축(A)에 따라 이동시키고, 피사체 상을 고체 촬상 소자(91)(도 2)에 결상시키는 것이다.1 is a plan view showing a
도 1 및 도 2에 있어서, 렌즈(2a, 2b)의 광축(A)(도 2)의 방향을 Z 방향으로 하고, 광축(A)에 직교하는 면내에 있어서의 하나의 방향(도 1 및 도 2에 있어서의 좌우 방향)을 Y 방향이라고 한다. 또한, 광축(A)에 직교하는 면내에 있어서 Y 방향에 직교하는 방향을 X 방향이라고 한다. Z 방향에 대해서는, 피사체를 향하는 방향을 상방(즉 +Z 방향)으로 하고, 고체 촬상 소자(91)를 향하는 방향을 하방(즉 -Z 방향)으로 한다.1 and 2, the direction of the optical axis A (FIG. 2) of the
렌즈(2a, 2b) 중, 상측의 렌즈(2a)[소 직경 렌즈(2a)라 함]의 외경은 하측의 렌즈(2b)[대 직경 렌즈(2b)라 함]의 외경보다 작다. 렌즈 구동 장치(10)는 렌 즈(2a, 2b)를 유지하는 렌즈 프레임(3)을 갖고 있다. 이 렌즈 프레임(3)은 렌즈(2a, 2b)를 각각 유지하는 대략 링 형상의 프레임부(31, 32)를 갖고 있다. 대 직경 렌즈(2b)를 유지하는 대 직경 프레임부(32)의 외경은, 소 직경 렌즈(2a)를 유지하는 소 직경 프레임부(31)의 외경보다도 크다. 프레임부(31, 32)는 각각의 중심이 광축(A)과 일치하도록, 광축(A) 방향에 겹치도록 형성되어 있다. Among the
렌즈 프레임(3)은 프레임부(31, 32)에 대하여 Y 방향[렌즈(2a, 2b)의 반경 방향]에 인접하도록 일체로 형성된 지지부(33)를 갖고 있다. 이 지지부(33)는 Y 방향으로 긴 형상을 갖고 있다. 렌즈 프레임(3)의 지지부(33)에는 Z 방향으로 가이드 구멍(35)이 관통하고 있으며, 이 가이드 구멍(35)에는, 가이드 축(4)이 접동 가능하게 관통하고 있다. 가이드 축(4)의 하단은 촬상 장치의 하우징(11)에 고정된 요크(6)의 구멍부에 감합되어 있다. The
가이드 축(4)과 가이드 구멍(35)과의 접동에 의해, 렌즈 프레임(3)은 가이드 축(4)에 따라 Z 방향으로 이동 가능하게 된다. 렌즈 프레임(3)의 Z 방향에 있어서의 이동 가능 범위를 규정하기 위해서, 렌즈 프레임(3)이 +Z 방향의 이동 한계 및 -Z 방향의 이동 한계에 달했을 때에 접촉하는 위치에, 각각 도시하지 않은 스톱퍼(stopper)가 마련되어 있다. 요크(6) 및 가이드 축(4)은 각각 자성 재료에 의해 형성되어 있고, 마그네트(7)를 포함하는 자기 회로(후술)를 구성하고 있다. 또한, 가이드 축(4)은 마그네트(7)의 자력선을 통과시킬 수 있는 범위에서 요크(6)에 감합하고 있으면 좋다. By sliding between the
렌즈 프레임(3)의 지지부(33)의 상측에는, 소 직경 렌즈(2a)를 유지하는 소 직경 프레임부(31)에 대하여 Y 방향으로 인접하도록, 코일 유지부(34)가 형성되어 있다. 코일 유지부(34)에는 가이드 축(4)의 주위를 권취하도록 코일(5)이 권취되어 있다. 코일(5)은 X 방향의 2 변과 Y 방향의 2 변을 갖도록 대략 장방형 형상으로 권취되어 있다. 코일(5)로의 통전에는, 후술하는 실시형태 2에서 설명하는 구성을 이용해도 좋고, 다른 구성을 이용해도 좋다.On the upper side of the
도 3은 도 1에 도시한 렌즈 구동 장치(10)의 일부를 절결하여 도시하는 사시도이다. 도 4는 도 1에 도시한 렌즈 구동 장치(10)를 Y 방향으로 본 배면도이다. 요크(6)는 예컨대, 판 형상 부재를 "コ"자 형상으로 굴곡한 것으로, 상술한 가이드 축(4)의 하단이 고정된 바닥부(63)와, 이 바닥부(63)의 X 방향 양단으로부터 상방으로 연재하는 벽부(61, 62)를 갖고 있다. 벽부(61, 62)의 내측의 면에는, 각각 마그네트(7)가, 코일(5)을 X 방향으로 끼우도록 부착되어 있다. 각 마그네트(7)는 코일(5)의 Y 방향으로 연재하는 변에 대향하고 있다.FIG. 3 is a perspective view showing a part of the
상술한 고체 촬상 소자(91)는 그 패키지(package)가 하우징(11)에 접착제 등에 의해 접착됨으로써, 하우징(11)에 고정되어 있다. 또한, 이 고체 촬상 소자(91)에는 회로 기판(92)이 고정되어, 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 고체 촬상 소자(91)와 회로 기판(92)의 양쪽을 하우징(11)에 접착제로 고정해도 좋고, 회로 기판(92)만을 하우징(11)에 접착제로 고정하고, 고체 촬상 소자(91)를 간접적으로 하우징(11)에 고정해도 좋다.The solid-
렌즈 프레임(3)의 상면에는, 코일(5)보다 상방에 위치하도록, 자성 재료로 구성된 자성편(8)이 고정되어 있다. 이 자성편(8)은 렌즈 프레임(3)이 그 Z 방향 의 이동 가능 범위에 있을 때에는, 항상 마그네트(7)의 Z 방향의 중심 위치보다도 +Z측(즉 피사체 측)에 위치하도록 배치되어 있다. On the upper surface of the
도 5는 렌즈 구동 장치(10)의 자기 회로를 설명하기 위한 모식도이며, 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선에 있어서의 단면도(XZ 단면도)에 대응하고 있다. 2개의 마그네트(7)는 가이드 축(4)에 대하여 X 방향에 대칭으로 배치되어 있다. 각 마그네트(7)는 요크(6)에 고정된 면 측이 N극이 되고, 코일(5)에 대향하는 측이 S극이 되도록, X 방향으로 착자되어 있다. 이로써, 코일(5)의 Y 방향의 변이, 마그네트(7)의 S극과 가이드 축(4)과의 사이에 위치한다. 마그네트(7)의 N극으로부터의 자력선은, 요크(6)의 벽부(61, 62) 및 바닥부(63)를 따라 진행하고, 또한 가이드 축(4)을 지나고, 코일 유지부(34) 및 코일(5)을 경유하여, 마그네트(7)의 S극에 도달한다. 코일(5)에 전류를 흘리면, 전류와 마그네트(7)에 의한 자장과의 작용에 의해, 코일(5)에는 가이드 축(4)의 축 방향(즉 Z 방향)의 전자력이 발생한다. 여기에서는, 코일(5)에 +Z 방향(상향)의 전자력이 생기는 방향으로 전류를 흘린다.FIG. 5: is a schematic diagram for demonstrating the magnetic circuit of the
한편, 자성편(8)은 마그네트(7)가 생성하는 자장에 의해, 마그네트(7)의 Z 방향의 중심 위치(즉, 자속 밀도의 가장 높은 위치)를 향해서 항상 힘을 부여받고 있다. 렌즈 프레임(3)의 이동 가능 범위는, 자성편(8)이 마그네트(7)의 Z 방향 중심보다도 항상 +Z 방향측(피사체 측)에 위치하도록 결정되어 있기 때문에, 렌즈 프레임(3)에는 항상 -Z 방향의 가압력이 작용하고 있다. 또한, 큰 가압력을 얻는다는 관점으로부터는, 자성편(8)은 니켈 등의 연자성체로 구성되어 있는 것이 바람직하다.On the other hand, the
코일(5)에 소정 방향의 전류를 흘려보내는 것에 의해 +Z 방향의 전자력이 발생하면, 렌즈 프레임(3)은 자성편(8)이 마그네트(7)로부터 받는 -Z 방향의 가압력에 저항하고, 가이드 축(4)에 따라 +Z 방향으로 이동한다. 코일(5)에 흐르는 전류값을 변화시키는 것으로 전자력의 크기를 변화시킬 수 있고, +Z 방향의 전자력과 -Z 방향의 가압력이 균형이 잡히는 위치까지, 렌즈 프레임(3)을 가이드 축(4)에 따라 이동시킬 수 있다.When an electromagnetic force in the + Z direction is generated by flowing a current in a predetermined direction through the
코일(5)의 전류를 정지하면, +Z 방향의 전자력이 소멸하기 때문에, 자성편(8)이 마그네트(7)로부터 받는 -Z 방향의 가압력에 의해, 렌즈 프레임(3)은 -Z 방향의 이동 한계(도시하지 않는 돌출 앞면에 맞부딪치는 위치)까지 복귀한다.When the current in the
여기에서는, 렌즈 프레임(3)이 -Z 방향의 이동 한계에 있을 때에는, 무한원물체로부터의 광이 렌즈(2a, 2b)에 의해 고체 촬상 소자(91)의 촬상면에 결상하게 되어 있다. 이 상태로부터, 렌즈(2a, 2b)를 +Z 방향(피사체 측)으로 이동시키는 것보다, 보다 가까운 위치에 있는 피사체 상을 고체 촬상 소자(91)에 결상할 수 있다. 그 결과, 무한원으로부터 근접 위치까지의 임의의 피사체를 자동 초점에 의해 촬영하는 것이 가능하게 된다.Here, when the
또한, 도 1에 도시한 것과 같이, 마그네트(7)는 대 직경 렌즈(2b)를 유지하는 대 직경 프레임부(32)의 일부분[부호(32a)로 도시]의 상측에 겹쳐 있다. 그러나, 도 4에 도시하는 바와 같이, 대 직경 프레임부(32)의 해당 부분(32a)과 마그네트(7) 사이에는, 렌즈 프레임(3)의 이동량보다도 조금 큰 빈틈(C)이 형성되어 있기 때문에, 렌즈 프레임(3)이 Z 방향으로 이동해도 마그네트(7)에 접촉하는 일은 없 다.In addition, as shown in FIG. 1, the
다음으로, 실시형태 1에 의한 효과에 대해서 설명한다. 코일(5)을 대 직경 프레임부(32) 또는 소 직경 프레임부(31)의 전체 주위에 권취한 경우에는, 그 코일(5)에 대향하도록 마그네트(7)를 배치해야 하기 때문에, 렌즈 구동 장치의 X 방향의 치수가 커져 버린다. 이에 대하여, 본 실시형태에 따른 렌즈 구동 장치(10)에서는, 도 1에 도시한 것과 같이, 코일(5)이 소 직경 프레임부(31)에 인접하는 코일 유지부(34)에 권취되어 있기 때문에, 마그네트(7)를 대 직경 프레임부(32)의 외경보다도 X 방향 내측에 배치하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 렌즈 구동 장치(10)의 X 방향 치수를 작게 할 수 있다. 즉, 렌즈 구동 장치(10)의 소형화 및 경량화를 실현할 수 있다. Next, the effect by Embodiment 1 is demonstrated. When the
또, 본 실시형태에서는, 코일 유지부(34)가 소 직경 프레임부(31)에 인접해서 형성되어 있기 때문에, 코일 유지부(34)를 대 직경 프레임부(32)에 인접해서 형성했을 경우와 비교하여, 광축(A)에 가까운 위치에 코일(5)을 배치할 수 있다. 또한, 마그네트(7)의 일부가 대 직경 프레임부(32)에 대하여 Z 방향으로 겹쳐 있기 때문에, 더욱 광축(A)에 가까운 위치에 코일(5)을 배치할 수 있다. 그 결과, 렌즈 구동 장치(10)의 Y 방향의 치수를 더욱 작게 할 수 있다.In addition, in this embodiment, since the
또한, 한쌍의 마그네트(7)가 코일(5)을 X 방향으로 끼우도록 배치되어 있기 때문에, 렌즈 구동 장치(10)의 Y 방향의 형상을 더욱 작게 할 수 있다.In addition, since the pair of
또한, 렌즈 프레임(3)에 부착된 자성편(8)에 의해, 비통전시에 렌즈 프레임(3)을 소정 위치(-Z 방향의 이동 한계)로 복귀시키는 복원력을 얻을 수 있기 때 문에, 스프링 등을 마련하는 필요가 없어, 렌즈 구동 장치(10)를 더욱 소형화할 수 있다. 덧붙여, 가동측인 렌즈 프레임(3)에 중량이 가벼운 코일을 배치하고 있기 때문에, 렌즈 프레임(3)의 중량을 가볍게 하여, 적은 전류로 렌즈 프레임(3)을 구동하는 것이 가능하게 된다.In addition, since the restoring force for returning the
또한, 본 실시형태에서는, 렌즈(2a, 2b)를 유지하는 프레임부(31, 32)를 권취하도록 보이스 코일 모터 구성 부품(코일, 요크 및 마그네트 등)을 배치할 필요가 없기 때문에, 렌즈(2a, 2b)의 주변의 치수를 작게 할 수 있다. 가동부인 렌즈 프레임(3)을 소형화 및 경량화함으로써, 촬영시의 자세 차이에 의한 구동 전류의 차이(특허문헌 1, 3 참조)도 작아지고, 또한, 가이드 축(4)과 가이드 구멍(35)과의 마찰력도 작아지는 것으로 인해, 보다 작은 구동 전력으로 렌즈(2a, 2b)를 구동하는 것이 가능하게 된다.In addition, in this embodiment, since it is not necessary to arrange voice coil motor component parts (coil, yoke, magnet, etc.) so that the
또한, 본 실시형태에서는, 가이드 축(4)을 자기 회로의 일부로서 사용하고 있기 때문에, 예를 들면 요크(6)에[가이드 축(4)과는 별도] 돌기를 마련하고, 렌즈 프레임(3)에 해당 돌기를 삽입하기 위한 구멍부를 형성했을 경우와 비교하여, 렌즈 프레임(3)을 더욱 소형화할 수 있다.In addition, in this embodiment, since the
실시형태 2
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 렌즈 구동 장치(20)를 도시하는 YZ 단면도이다. 도 7은 도 6에 도시한 렌즈 구동 장치(20)를, 일부를 절결하여 도시하는 사시도이다. 도 6 및 도 7에 있어서, 실시형태 1(도 1 내지 도 5)에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙인다. 이 실시형태 2는 코일(5) 에 전류를 공급하기 위한 리드(12)의 구성에 특징을 갖는 것이다.6 is a sectional view of YZ showing the
리드(12)는 예컨대, 판 형상의 부재이며, 코일(5)의 측면[렌즈(2a, 2b) 측과는 반대측의 면] 및 지지부(33)의 측면에 따라 하방으로 연재하는 측부(12d)와, 측부(12d)의 하단으로부터 렌즈 프레임(3)의 하측으로[코일(5)보다도 내측을 향해서] 절곡된 절곡부(12c)와, 절곡부(12c)의 선단에서 대략 V자 형상으로 복귀된 반환부(12b)를 갖고 있다.The
측부(12d)의 상단(13)(도 7)은, 납땜 등의 도통 가능한 방법에 의해, 코일(5)의 선재(15)에 접속되어 있다. 절곡부(12c)는 Z 방향으로 연재하는 측부(12d)의 하단으로부터 코일(5)의 내측을 향해서 절곡되어 있다. 절곡부(12c)는 대 직경 프레임부(32)를 향해서 대략 Y 방향으로 연재하고, 그 선단은, 대 직경 프레임부(32)의 근방에 도달한다. 반환부(12b)는 절곡부(12c)의 선단에서, YZ 면내에 있어서 V자를 그리도록 하측으로 반환되어 있다. 절곡부(12c) 및 반환부(12b)는 요크(6)의 바닥부(63)와 지지부(33) 사이의 공간에 수용되어 있다. 반환부(12b)는 절곡부(12c)보다도 길고, 하우징(11)의 구멍부(11b)를 관통하여 더 돌출하고, 이 하우징(11)에 접착제(11a) 등에 의해 고정되어 있다. 반환부(12b)의 선단부(12a)는 하방으로 구부릴 수 있어, 땜납(92a) 등을 거쳐서, 혹은 커넥터에 장착하는 등 도통 가능한 방법으로, 회로 기판(92)의 단자(외부 단자)에 접속되어 있다.The upper end 13 (FIG. 7) of the
또한, 도 6 및 도 7에 도시한 구성예에서는, 절곡부(12c)와 반환부(12b)를 렌즈 프레임(3)의 하측에 마련했지만, 렌즈 프레임(3)의 상측에 마련해도 좋다. 또한, 리드(12)는 반드시 하우징(11)에 고정할 필요는 없지만, 촬상 장치에 대하여 고정된 부품[즉, 렌즈 프레임(3)과 같은 가동부가 아닌 것]에 일부가 고정되어 있는 것이 바람직하다.In addition, in the structural example shown in FIG. 6 and FIG. 7, although the bending
본 실시형태에 따른 렌즈 구동 장치(20)에 의하면, 리드(12)가 절곡부(12c)와 반환부(12b)를 갖고 있기 때문에, 렌즈 프레임(3)이 Z 방향으로 이동했을 경우, 절곡부(12c)와 반환부(12b) 사이의 V자의 만곡 각도가 탄성 변형에 의해 변화되는 것에 의해, 렌즈 프레임(3)의 이동에 추종할 수 있다. 이로써, 렌즈 프레임(3)의 Z 방향에 있어서의 이동을 허용하면서, 코일(5)과 회로 기판(92)과의 도통을 확보할 수 있다.According to the
또한, 리드(12)의 절곡부(12c)와 반환부(12b)의 변형을 이용해서 렌즈 프레임(3)의 이동에 따르기 때문에, 렌즈 프레임(3)의 구동의 방해가 되는 것 같은 큰 힘이 리드(12)로부터 렌즈 프레임(3)에 더하여질 일은 없다. 또한, 리드(12)의 일부를 하우징(11)에 고정하고 있기 때문에, 리드(12)와 회로 기판(92)을 접속할 때에, 리드(12)가 부주의하게 이동해버리는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the deformation of the
또한, 본 실시형태에서는, 코일(5)의 선재(15)를 프레임 부재에 권취하고, 그 선재(15)에 리드(12)를 납땜 등에 의해 고정하는 것에 의해, 코일(5)과 리드(12)를 1개의 부분으로서 조립하는 것(부분 조립)이 가능하게 되어, 조립성이 향상한다.In the present embodiment, the
또한, 측부(12d)가 코일(5)의 측면에 따라 Z 방향으로 연재하고 있고, 절곡부(12c) 및 반환부(12b)가 렌즈 프레임(3)의 상측 또는 하측에 위치하고 있기 때문에, 렌즈 구동 장치(10)의 Y 방향 혹은 X 방향의 치수를 크게 할 필요는 없다. 즉, 렌즈 구동 장치(10)를 소형화 및 경량화하는 동시에, 리드(12)의 수납이 곤란하다고 하는 문제(특허문헌 4 참조)를 해소할 수 있다.In addition, since the
또한, 리드(12)의 선단부(12a)가 반환부(12b)로부터 회로 기판(92) 측으로 굴곡되어 있기 때문에, 리드(12)를 회로 기판(92)에 직접 땜납 접속할 수 있다. 이로써, 배선 부품의 부품 점수를 삭감할 수 있다. 그 결과, 하우징(11)으로부터 회로 기판(92)까지의 리드(12)의 폭을 넓히는 등으로 하여, 회로 기판(92)에의 고정 강도를 향상할 수 있다.Further, since the
상술한 설명에서는, 리드(12)를 판 형상 부재로 했지만, 특히 판 형상 부재에 한정하는 것은 아니고, 예를 들면 선재이여도 좋다. 또한, 리드(12)와, 요크(6) 및 자성편(8) 등과의 단락을 방지하기 위해서, 리드(12)에 절연용의 코팅을 실시하고, 혹은 요크(6) 및 자성편(8)의 표면에 절연 시트 등을 마련해도 좋다.In the above description, although the
또한, 도 7에 도시한 예에서는, 절곡부(12c)와 반환부(12b)가 YZ 면내에 있어서 V자를 그리도록 형성되어 있지만, 이러한 구성에 한정하지 않고, 리드(12)의 적어도 일부가, 렌즈 프레임(3)의 상측 또는 하측에 있어서 코일(5)의 내측을 향해서 굴곡되어 있으면 좋다. 예를 들면, 도 8에 도시하는 바와 같이, 절곡부(12c)와 반환부(12b)가 XY 평면을 약간 경사시킨 면내에서 U자를 그리도록 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 절곡부(12c)와 반환부(12b)는 X 방향으로 이간하고 있을 뿐만 아니라, 도면중 화살표(H)로 도시하는 바와 같이 Z 방향으로도 이간하고 있다. 렌즈 프레임(3)이 Z 방향으로 이동했을 경우에는, 절곡부(12c)와 반환부(12b) 사이의 만 곡 부분의 YZ 면내의 각도가 탄성 변형에 의해 변화되는 것에 의해, 렌즈 프레임(3)의 이동에 추종할 수 있다.In addition, in the example shown in FIG. 7, although the
실시형태 3
도 9는 본 발명의 실시형태 3에 따른 렌즈 구동 장치(30)를 도시하는 YZ 단면도이다. 도 10은 도 9에 도시한 렌즈 구동 장치(30)의 가동부를 도시하는 사시도이다. 도 9 및 도 10에 있어서, 실시형태 1(도 1 내지 도 5) 및 실시형태 2(도 6 내지 도 8)에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙인다. 이 실시형태 3은, 코일(5)에 전류를 공급하기 위한 리드(17)의 구성에 특징을 갖는 것이다.9 is a sectional view of YZ showing the
본 실시형태에서는, 실시형태 2와 달리, 코일(5)에 전류를 공급하기 위한 리드(17)가 렌즈 프레임(3)의 +Z 방향 측(피사체 측)에 마련되어 있고, 렌즈 프레임(3)을 -Z 방향으로 가압하고 있다. 리드(7)를 이용하여 렌즈 프레임(3)을 -Z 방향으로 가압하는 구성으로 인해, 본 실시형태 3에서는 자성편(8)(도 2 등)은 사용되고 있지 않다.In the present embodiment, unlike in the second embodiment, a
리드(17)는 예를 들면, 용수철재로 형성되어 있고, 코일(5)의 측면에 따라 대략 상측으로 연재하는 측부(17c)와, 측부(17c)의 상단으로부터 렌즈 프레임(3)의 상측으로[코일(5)의 내측을 향해서] 절곡된 절곡부(17b)와, 절곡부(17b)의 선단에서 대략 V자 형상으로 굴곡되어서 되돌려진 반환부(17a)를 갖고 있다. 측부(17c)의 하단(13)은, 납땜 등의 도통 가능한 방법에 의해, 코일(5)에 접속되어 있다. 절곡부(17b)는 Z 방향으로 연재하는 측부(17c)의 상단으로부터 코일(5)의 내측을 향해서 구부려져 있다. 절곡부(17b)는 소 직경 프레임부(31)를 향해서 대략 Y 방향으로 연재하고, 그 선단은 소 직경 프레임부(31)의 근방에 도달하고 있다. 반환부(17a)는 절곡부(17b)의 선단에서, YZ 면내에 있어서 V자를 그리도록 상측으로 되돌려져 있다. 반환부(17a)는 절곡부(17b)보다도 길고, 하우징(11)의 구멍부(11b)를 관통해서 더욱 돌출되어 있다. 반환부(17a)의 선단은, 도시하지 않은 접속부를 거쳐서, 회로 기판(92)의 단자부(외부 단자)에 고정되어 있다.The
절곡부(17b) 및 반환부(17a)는, 하우징(11)의 상벽(11c)과 렌즈 프레임(3)의 상면과의 사이의 공간에, 절곡부(17b)와 반환부(17a)와의 사이의 V자의 굴곡 각도가 좁아지도록 탄성 변형한 상태에서 수용되어 있다. 이 상태에서, 리드(17)는 절곡부(17b)와 반환부(17a)와의 사이의 V자의 굴곡 각도가 넓어지도록 탄성 변형하려 하여 이 탄성력에 의해, 렌즈 프레임(3)을 -Z 방향으로 가압하고 있다.The
코일(5)에 전류가 흐르지 않고 있을 때에는, 리드(17)의 가압력 때문에, 렌즈 프레임(3)은 -Z 방향의 이동 한계에 있다[즉, -Z 방향의 스톱퍼(stopper)에 접촉하고 있음]. 코일(5)에 전류를 흘리면, 실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 코일(5)의 전류와 마그네트(7)에 의한 자장에 의해 +Z 방향의 전자력이 생긴다. 이 +Z 방향의 전자력과, 리드(17)의 탄성에 의한 -Z 방향의 가압력이 균형이 잡히는 위치까지 렌즈 프레임(3)이 +Z 방향으로 이동하고, 피사체 상이 고체 촬상 소자(91)에 결상한다. 코일(5)의 전류를 정지했을 경우에는, 리드(17)의 -Z 방향의 가압력에 의해, 렌즈 프레임(3)은 -Z 방향의 이동 한계로 복귀한다.When no current flows in the
이와 같이, 본 실시형태에 따른 렌즈 구동 장치(30)에 의하면, 리드(17)의 탄성을 이용해서 렌즈 프레임(3)의 가압력을 발생시키고 있기 때문에, 자성편(8)(도 2 등)이 불필요해진다. 따라서, 상술한 실시형태 2의 효과에 더하여, 부품점수를 삭감하고, 촬상 장치를 더욱 소형화할 수 있다.As described above, according to the
실시형태 4
도 11은 본 발명의 실시형태 4에 따른 렌즈 구동 장치(40)를 Y 방향으로 본 배면도이다. 도 11에 있어서, 실시형태 1(도 1 내지 도 5)에서 설명한 구성 요소와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙인다. 실시형태 4는 촬상 장치의 조립 공정 등에 있어서, 마그네트(7)의 Z 방향 위치를 조정하는 것에 의해, 렌즈(2a, 2b)의 고체 촬상 소자(91)에 관한 상대 위치의 조정을 실행하도록 한 것이다.11 is a rear view of the
상술한 실시형태 1에 따른 렌즈 구동 장치(10)(도 1 내지 도 5)에서는, 자성편(8)이 마그네트(7)의 Z 방향 중심보다도 항상 +Z측에 있도록, 렌즈 프레임(3)의 이동 가능 범위가 정해지고 있다. 이에 대하여, 본 실시형태에 따른 렌즈 구동 장치(40)에서는, 자성편(8)이 마그네트(7)의 Z 방향 중심의 +Z측에도 -Z측에도 위치할 수 있도록 렌즈 프레임(3)의 이동 가능 범위가 정해져 있다.In the lens drive device 10 (FIGS. 1 to 5) according to the first embodiment described above, the
자성편(8)은 자속 밀도도 가장 높은 마그네트(7)의 Z 방향 중심을 향해서 가압되기 때문에, 이 Z 방향 중심(안정 위치라고 함; C)에 있는 상태에서 가장 안정된다. 즉, 코일(5)에 전류가 흐르지 않고 있을 때에는, 자성편(8)이 안정 위치(C)에 있는 상태에서 렌즈 프레임(3)이 정지한다. 자성편(8)이 안정 위치(C)로부터 +Z 방향으로 이동했을 경우에는, 그 이동량에 따라, 자성편(8)은 마그네트(7)로부터 -Z 방향으로 가압력을 받는다. 또한, 자성편(8)이 안정 위치(C)로부터 -Z 방향 으로 이동했을 경우에는, 그 이동량에 따라, 자성편(8)은 마그네트(7)로부터 +Z 방향으로 힘을 받는다. 그 때문에, 마그네트(7)의 Z 방향 위치를 조정하면[즉, 안정 위치(C)를 변화시킴], 렌즈 프레임(3)의 이동 범위를 전체적으로 +Z 방향 또는 -Z 방향으로 이동시킬 수 있다.Since the
여기서는, 렌즈 구동 장치(40)를 포함하는 촬상 장치를 조립할 때에, 예를 들면 렌즈(2a, 2b)의 초점면을 고체 촬상 소자(91)의 촬상면에 대하여 정확하게 일치시키기 위해서, 마그네트(7)의 Z 방향 위치를 조정한다. 이 조정에 의해, 가령 렌즈(2a, 2b)나 고체 촬상 소자(91)의 제조 오차가 있을 경우라도, 렌즈(2a, 2b)의 초점면을 고체 촬상 소자(91)의 촬상면에 정확하게 일치시킬 수 있다. 또한, 고체 촬상 소자(91)의 소형화에 따라 초점 심도가 엄해졌을 경우이여도 대응할 수 있다.Here, when assembling the imaging device including the
구체적으로는, 촬상 소자의 제조 공정에 있어서, 한쌍의 마그네트(7)를, 요크(6)의 벽부(61, 62)에 대하여, 자기적인 흡인력을 이용해서 고정(임시 고정)한다. 이 상태에서, 렌즈(2a, 2b)의 초점면의 위치 등을 측정하면서, 조정 지그(18)를 이용하여 마그네트(7)를 Z 방향으로 이동시킨다. 여기에서는, 마그네트(7)가 요크(6)의 벽부(61, 62)에 자기적으로 흡착된 상태를 유지하면서, 마그네트(7)를 벽부(61, 62)에 따라 Z 방향으로 비키어 놓도록 이동시킨다. 렌즈(2a, 2b)의 초점면이 고체 촬상 소자(91)의 촬상면에 정확하게 일치한 곳에서, 마그네트(7)를 벽부(61, 62)에 접착제를 이용하여 고정(본 고정)한다. 접착제는, 각 마그네트(7)의 벽부(61, 62)에 고정되는 면을 권취하도록 도포해도 좋고, 마그네트(7)와 벽부(61, 62) 사이에 주입해도 좋다. 마그네트(7)와 벽부(61, 62) 사이에 접착제를 주입할 경우에는, 접착제를 따라 넣기 위한 홈을 벽부(61, 62)에 형성해 두어도 좋다.Specifically, in the manufacturing process of the imaging element, the pair of
이와 같이, 본 실시형태 4에 의하면, 마그네트(7)의 Z 방향 위치를 조정하는 것에 의해, 렌즈(2a, 2b)의 고체 촬상 소자(91)에 관한 상대 위치의 조정(초점 조정)을 실행할 수 있으므로, 렌즈 프레임(3)에 초점 조정용의 나사나 링 캠을 마련할 필요가 없어지고, 그 결과, 렌즈 구동 장치(40)를 보다 한층 소형화할 수 있다.As described above, according to the fourth embodiment, adjustment of the relative position (focus adjustment) of the solid-
또한, 상술한 조정 지그(18)는 촬상 장치와는 별도로 준비된 것이지만, 촬상 장치에 이러한 조정 지그(18)를 탑재해도 좋다.In addition, although the above-mentioned
상술한 실시형태 1 내지 4에서는, 2개의 렌즈(2a, 2b)를 사용하였지만, 렌즈의 수는 2개에 한정하지 않고, 3개 이상이여도 좋다. 이 경우, 코일(5)을, 렌즈 프레임(3) 중, 최대 직경의 렌즈 이외의 렌즈를 유지하는 부분에 인접해서 배치하면, 상술한 렌즈 구동 장치의 소형화 한다는 효과를 얻을 수 있다.In Embodiments 1 to 4 described above, two
또한, 상술한 실시형태 1 내지 4에서는, 코일(5)의 X 방향 양측에 2개의 마그네트(7)를 마련했지만, 마그네트(7)의 수는 2개에 한정하지 않고, 코일(5)의 한쪽의 측에 1개만 마련해도 좋다.In addition, although the two
또한, 상술한 실시형태 2, 3에서는, 리드(12)를 렌즈 프레임(3)에 대하여 Z 방향의 한쪽의 측에서 굴곡 또는 만곡시키는 구성을, 실시형태 1에서 설명한 렌즈 구동 장치[코일(5)이 렌즈 프레임(3)의 소 직경 프레임부(31)에 인접한 코일 유지부(34)에 고정되어 있음]에 적용하고 있지만, 다른 렌즈 구동 장치에 적용해도 좋다.In addition, in
또한, 상술한 실시형태 4에서는, 마그네트(7)의 Z 방향 위치를 조정하는 것 에 의한 조정 방법을, 실시형태 1에서 설명한 렌즈 구동 장치에 적용하고 있지만, 실시형태 2에서 설명한 렌즈 구동 장치에 적용해도 좋다. 또한, 해당 조정 방법을 실시형태 1, 2 이외의 렌즈 구동 장치에 적용해도 좋다.In addition, in
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 렌즈 구동 장치의 평면도,1 is a plan view of a lens driving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 렌즈 구동 장치의 측단면도,2 is a side sectional view of a lens driving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 렌즈 구동 장치의 사시도,3 is a perspective view of a lens driving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 따른 렌즈 구동 장치의 배면도,4 is a rear view of the lens driving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 렌즈 구동 장치의 자기 회로를 도시하는 단면도,5 is a sectional view showing a magnetic circuit of the lens driving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 렌즈 구동 장치의 측단면도,6 is a side sectional view of a lens driving apparatus according to
도 7은 본 발명의 실시형태 2에 따른 렌즈 구동 장치의 사시도,7 is a perspective view of a lens driving apparatus according to
도 8은 본 발명의 실시형태 2의 변형예에 따른 렌즈 구동 장치의 사시도,8 is a perspective view of a lens driving apparatus according to a modification of
도 9는 본 발명의 실시형태 3에 따른 렌즈 구동 장치의 측단면도,9 is a side sectional view of a lens driving apparatus according to
도 10은 본 발명의 실시형태 3에 따른 렌즈 구동 장치의 사시도,10 is a perspective view of a lens driving apparatus according to
도 11은 본 발명의 실시형태 4에 따른 렌즈 구동 장치의 배면도.11 is a rear view of the lens driving apparatus according to
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10, 20, 30, 40: 렌즈 구동 장치 2a: 소 직경 렌즈10, 20, 30, 40:
2b: 대 직경 렌즈 3: 렌즈 프레임2b: large diameter lens 3: lens frame
31: 소 직경 프레임부 32: 대 직경 프레임부31: small diameter frame portion 32: large diameter frame portion
33: 지지부 34: 코일 유지부33: support portion 34: coil holding portion
4: 가이드 축 5: 코일4: guide shaft 5: coil
6: 요크 61, 62: 벽부6:
63: 바닥부 7: 마그네트63: bottom 7: magnet
8: 자성편 11: 하우징8: magnetism 11: housing
12, 17: 리드 12a: 선단부12, 17: Lead 12a: Tip
12b, 17a: 반환부 12c, 17b: 절곡부12b, 17a: return
12d, 17c: 측부 18: 조정 지그12d, 17c: side 18: adjustment jig
91: 고체 촬상 소자 92: 회로 기판91: solid-state imaging device 92: circuit board
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