KR101177141B1

KR101177141B1 - 렌즈 구동 장치 및 촬상 장치

Info

Publication number: KR101177141B1
Application number: KR1020060050636A
Authority: KR
Inventors: 도모야 다께이
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2012-08-24
Also published as: CN100533243C; TW200710548A; TWI308990B; CN1877435A; JP2006343506A; KR20060128671A; US7342733B2; US20060279849A1

Abstract

본 발명의 과제는 저소비 전력화를 확보한 후에 가동 렌즈의 이동량의 증가를 도모하는 것이다.

렌즈 홀더(17)에 연결되고 축방향으로 이동 가능하게 된 동력 전달축(18)과, 상기 동력 전달축을 상기 축방향으로 이동 가능하게 지지하는 축지지부(19a)를 갖는 동시에 작동 유체(22)에 봉입된 유체용 케이스(19)를 설치하고, 상기 유체용 케이스의 일부로서 기능하는 동시에 구동 전압이 인가되어 변형되는 압전 소자(21)를 설치하고, 상기 압전 소자의 변형에 수반되는 작동 유체의 변위에 의해 동력 전달축이 축방향으로 이동되어 렌즈 홀더와 가동 렌즈(16)가 소정의 방향으로 이동되도록 하였다.

렌즈 홀더, 축지지부, 유체용 케이스, 가동 렌즈, 작동 유체

Description

렌즈 구동 장치 및 촬상 장치 {LENS ACTUATING DEVICE AND IMAGE PICKUP APPARATUS}

도1은 도2 내지 도9와 함께 본 발명의 최량의 형태를 도시한 것으로, 본 도면은 촬상 장치의 전체 구성을 도시한 블록도.

도2는 주요부의 일부를 단면으로 하여 도시한 정면도.

도3은 가동부가 한쪽으로 이동된 상태의 일부를 단면으로 하여 도시한 정면도.

도4는 가동부가 다른 쪽으로 이동된 상태의 일부를 단면으로 하여 도시한 정면도.

도5는 가동부의 무게 중심과 추력 발생점과의 위치 관계를 나타낸 개념도.

도6은 제1 변형예의 일부를 단면으로 하여 도시한 정면도.

도7은 제2 변형예의 일부를 단면으로 하여 도시한 측면도.

도8은 제2 변형예의 다른 예의 일부를 단면으로 하여 도시한 측면도.

도9는 가동부가 광축 방향으로 이동되는 구성의 일예의 일부를 단면으로 하여 도시한 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 촬상 장치

16 : 가동 렌즈

17, 17A : 렌즈 홀더

18, 18C : 동력 전달축

19, 19B, 19C : 유체용 케이스

19a, 41a, 41b : 축지지부

21 : 압전 소자

22 : 작동 유체

31 : 렌즈 구동 장치

32 : 제1 이동 기구

35 : 제2 이동 기구

[문헌 1] 일본 특허 제3387173호 공보

[문헌 2] 일본 특허 공개 제2000-194026호 공보

본 발명은 렌즈 구동 장치 및 촬상 장치에 대한 기술 분야에 관한 것이다. 상세하게는, 압전 소자의 변형에 수반되는 작동 유체의 변위에 의해 가동 렌즈를 이동하고, 저소비 전력화를 확보한 후에 가동 렌즈의 이동량의 증가를 도모하는 기술 분야에 관한 것이다.

가동 렌즈를 소정의 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 장치는, 비디오 카메라나 스틸 카메라 외에 휴대 전화 등의 각종 촬상 장치에 조립되어 있다. 가동 렌즈는 이것을 유지하는 렌즈 홀더와 함께 가동부를 구성하고, 상기 가동부는 렌즈 구동 장치에 의해 포커스 또는 주밍(zooming)을 위해 광축 방향으로 이동되거나, 흔들림 보정을 행하기 위해 광축 방향과 직교하는 방향으로 이동된다.

이러한 렌즈 구동 장치에는 구동용 코일이나 구동용 마그넷 등에 의해 구성된 후방 액튜에이터를 갖는 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

그런데, 이러한 렌즈 구동 장치에는 구동용 코일이나 구동용 마그넷 등에 의해 구성된 후방 액튜에이터가 마련되어 있으므로 구조가 복잡함과 함께 배치 공간도 커져 촬상 장치의 대형화를 초래한다고 하는 문제가 있다.

또한, 가동부를 그 가동 범위에 있어서 이동시키는 경우 외에 가동부를 원하는 위치로 유지하는 경우에 있어서도 항시 구동용 코일에 통전을 행할 필요가 있어, 그만큼 소비 전력이 크다고 하는 문제가 있다.

그래서, 렌즈 구동 장치로서 구동 전압이 인가되어 변형되는 압전 소자를 이용한 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조). 압전 소자는 소비 전력이 작음과 함께 소형 경량화를 도모할 수 있다고 하는 특징을 갖는다.

그러나, 압전 소자는 인가되는 구동 전압에 대한 변형량(변위량)이 작기 때문에, 광학 설계상 가동 렌즈의 이동량을 크게 할 필요가 있는 경우에는 높은 구동 전압이나 길이가 긴 압전 소자가 필요해져, 소비 전력의 증대나 촬상 장치의 대형 화를 초래하게 된다.

그래서, 본 발명 렌즈 구동 장치 및 촬상 장치는 상기한 문제점을 극복하여, 저소비 전력화를 확보한 후에 가동 렌즈의 이동량의 증가를 도모하는 것을 과제로 한다.

본 발명 렌즈 구동 장치 및 촬상 장치는, 상기한 과제를 해결하기 위해 렌즈 홀더에 연결되고 축방향으로 이동 가능하게 된 동력 전달축과, 상기 동력 전달축을 상기 축방향으로 이동 가능하게 지지하는 축지지부를 가짐과 함께 작동 유체가 봉입된 유체용 케이스를 설치하고, 상기 유체용 케이스의 일부로서 기능함과 함께 구동 전압이 인가되어 변형되는 압전 소자를 설치하고, 상기 압전 소자의 변형에 수반되는 작동 유체의 변위에 의해 동력 전달축이 축방향으로 이동되어 렌즈 홀더와 가동 렌즈가 상기 소정의 방향으로 이동되도록 한 것이다.

따라서, 본 발명 렌즈 구동 장치 및 촬상 장치에 있어서는 작동 유체의 변위에 의해 이동되는 동력 전달축의 이동 방향에 따른 방향으로 가동 렌즈가 이동된다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를 첨부 도면에 따라서 설명한다. 본 발명 촬상 장치는 휴대 전화, 비디오 카메라, 스틸 카메라 등의 동화상 촬영 또는 정지 화상 촬영의 기능을 갖는 각종 촬상 장치에 적용할 수 있고, 본 발명렌즈 구동 장치는 이들 촬상 장치에 조립된 각종 렌즈 구동 장치에 적용할 수 있다.

촬상 장치(1)는, 도1에 도시한 바와 같이 카메라 블록(2), 카메라 DSP(Digital Signal Processor)(3), SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)(4), 매체 인터페이스(5), 제어 블록(6), 조작부(7), LCD(Liquid Crystal Display)(8) 및 외부 인터페이스(9)를 구비하고, 기록 매체(100)가 착탈 가능하게 되어 있다.

기록 매체(100)로서는, 반도체 메모리를 이용한 소위 메모리 카드, 기록 가능한 DVD(Digital Versatile Disk)나 기록 가능한 CD(Compact Disc) 등의 디스크형 기록 매체 등의 다양한 것을 이용할 수 있다.

카메라 블록(2)은 가동부(10), CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자(11), A/D 변환 회로(12), 제1 드라이버(13), 제2 드라이버(14), 타이밍 생성 회로(15) 등을 구비하고 있다.

가동부(10)는, 예를 들어 손 떨림이나 상 흔들림을 보정하기 위한 보정 렌즈 등의 가동 렌즈(16)와 상기 가동 렌즈(16)를 유지하는 렌즈 홀더(17)를 갖고 있다(도2 참조). 렌즈 홀더(17)는 후술하는 유체용 케이스에 지지되고, 상하 방향(도2에 나타내는 Y 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다.

렌즈 홀더(17)에는 동력 전달축(18)이 연결되어 있다. 동력 전달축(18)은 상하 방향으로 긴 환축(丸軸) 형상으로 형성되고, 렌즈 홀더(17)로부터 하방으로 돌출되어 있다.

가동부(10)의 하방에는 유체용 케이스(19)가 배치되어 있다. 유체용 케이스(19)는 상자 형상으로 형성되고, 상면에 상하로 연장되어 원통형을 이루는 축지 지부(19a)를 갖고 있다. 유체용 케이스(19)는 좌우 양측면이 각각 촬상 장치(1) 내에 설치된 고정부(20, 20)에 고정되어 있다. 축지지부(19a)에는 동력 전달축(18)이 미끄럼 이동 가능하게 지지되어 있다.

유체용 케이스(19)의 하면의 일부는 압전 소자(21)에 의해 구성되어 있다. 압전 소자(21)로서는, 예를 들어 철판 등의 금속판의 양면에 한 쌍의 소자(세라믹 소자)가 부착되어 구성된 소위 바이몰프형이 이용되고, 한쪽 소자에 플러스 방향의 구동 전압이 인가되고 다른 쪽 소자에 마이너스 방향의 구동 전압이 인가됨으로써 중앙부가 상방으로 변위하도록 변형되고, 또한 각각의 소자에 상기와는 역방향의 구동 전압이 인가됨으로써 중앙부가 하방으로 변위하도록 변형된다.

또한, 압전 소자(21)로서는 바이몰프형에 한정되는 것은 아니며, 금속판의 한쪽면에만 소자(세라믹 소자)가 부착되어 구성된 소위 유니몰프형을 이용하는 것도 가능하다. 유니몰프형의 압전 소자(20)에 있어서는, 소자에 한쪽 방향으로의 구동 전압이 인가됨으로써 중앙부가 상방으로 변위하도록 변형되고, 역방향으로의 구동 전압이 인가됨으로써 중앙부가 하방으로 변위하도록 변형된다.

유체용 케이스(19)의 내부에는 소정의 점도를 갖는 작동 유체(22)가 봉입되어 있다.

촬상 소자(11)는, 도1에 도시한 바와 같이 제2 드라이버(14)로부터의 구동 신호에 따라서 동작하고, 가동 렌즈(16)를 거쳐서 취입된 피사체의 화상을 취입하고, 제어 블록(6)에 의해 제어되는 타이밍 생성 회로(15)로부터 출력된 타이밍 신호를 기초로 하여 취입된 피사체의 화상(화상 정보)을 전기 신호로서 A/D 변환 회 로(12)에 송출한다.

또한 촬상 소자(11)는 CCD에 한정되는 것은 아니며, 촬상 소자(1l)로서 예를 들어 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등의 다른 소자를 사용할 수도 있다.

A/D 변환 회로(12)는 입력된 전기 신호로서의 화상 정보에 대해, CDS(Correlated Double Sampling) 처리를 행한 양호한 S/N비의 유지, AGC(Automatic Gain Control) 처리를 행한 이득의 제어, A/D(Analog/Digital) 변환을 행한 디지털 신호로서의 화상 데이터의 생성 등을 행한다.

제1 드라이버(13)는 제어 블록(6)의 후술하는 CPU의 지령을 기초로 하여 압전 소자(21)에 대해 구동 신호를 송출한다.

제2 드라이버(14)는 타이밍 생성 회로(15)로부터 출력된 타이밍 신호를 기초로 하여 촬상 소자(11)에 대해 구동 신호를 송출한다.

타이밍 생성 회로(15)는 제어 블록(6)에 의한 제어에 따라서 소정의 타이밍을 제공하는 타이밍 신호를 생성한다.

카메라 블록(2)에는 가동부(10)의 Y 방향에 있어서의 변위량을 검출하는 검출 수단(23)이 마련되어 있다. 검출 수단(23)으로서는, 예를 들어 MR(Magneto Resistance) 센서 등의 자기적인 검출 수단이나 홀 소자 등을 갖는 광학적인 검출 수단이 이용되고 있다. 검출 수단(23)에 의해 검출된 검출 결과는, 제어 블록(6)의 후술하는 CPU에 가동부(10)의 위치 정보로서 입력된다.

카메라 DSP(3)는 A/D 변환 회로(12)로부터 입력된 화상 데이터에 대해, AF(Auto Focus), AE(Auto Exposure), AWB(Auto White Balance) 등의 신호 처리를 행한다. AF, AE, AWB 등의 신호 처리가 행해진 화상 데이터는 소정의 방식으로 데이터 압축되고, 제어 블록(6)을 거쳐서 기록 매체(100)에 출력되고, 상기 기록 매체(100)에 파일로서 기록된다.

카메라 DSP(3)에는 SDRAM 제어기(24)가 설치되고 상기 SDRAM 제어기(24)의 지령에 의해 SDRAM(4)에 대해 고속으로 데이터의 읽고 쓰기가 행해진다.

제어 블록(6)은 CPU(Central Processing Unit)(25) RAM(Random Access Memory)(26), 플래시 ROM(Read Only Memory)(27), 시계 회로(28) 등의 각 부분이 시스템 버스(29)를 거쳐서 접속되어 구성된 마이크로 컴퓨터이고, 촬상 장치(1)의 각 부분을 제어하는 기능을 갖는다.

CPU(25)는 제1 드라이버(13)나 타이밍 생성 회로(15)를 거쳐서 제2 드라이버(14) 등에 지령 신호를 송출하고, 이들 각 부분을 동작시킨다. CPU(25)에는 검출 수단(23)에 의해 검출된 가동부(10)의 위치 정보가 입력되고, CPU(25)에 의해 입력된 위치 정보를 기초로 하여 제1 드라이버(13)에 대해 지령 신호가 출력된다.

RAM(26)는 처리의 도중 결과를 일시 기억하는 등, 주로 작업 영역으로서 이용된다.

플래시 ROM(27)에는 CPU(25)에 있어서 실행하는 다양한 프로그램이나 각 처리에 필요해지는 데이터 등이 기억된다.

시계 회로(28)는 현재 년월일, 현재 요일, 현재 시간, 촬영 일시 등을 출력하는 회로이다.

조작부(7)는 촬상 장치(1)의 하우징에 설치된 터치 패널이나 제어 키 등이며, 조작부(7)에 대한 조작에 따른 신호가 CPU(25)에 입력되고, 상기 CPU(25)에 의해 입력한 신호를 기초로 하여 각 부분에 지령 신호가 송출된다.

LCD(8)는, 예를 들어 하우징에 설치되어 시스템 버스(29)에 접속된 LCD 제어기(30)에 의해 제어된다. LCD(8)에는 LCD 제어기(30)의 구동 신호를 기초로 한 화상 데이터 등의 각종 정보가 표시된다.

외부 인터페이스(9)는 시스템 버스(29)에 접속되어 있다. 외부 인터페이스(9)를 거쳐서 외부 기기(200), 예를 들어 외부의 퍼스널 컴퓨터와 접속하여 이 퍼스널 컴퓨터로부터 화상 데이터를 수취하여 기록 매체(100)에 기록하거나, 기록 매체(100)에 기록되어 있는 화상 데이터를 외부의 퍼스널 컴퓨터 등에 출력할 수 있다. 또한, 기록 매체(100)는 시스템 버스(29)에 접속된 매체 인터페이스(5)를 거쳐서 제어 블록(6)에 접속된다.

또한, 외부 인터페이스(9)에 외부 디바이스(200), 예를 들어 통신 모듈을 접속함으로써 예를 들어 인터넷 등의 네트워크에 접속하여 상기 네트워크를 통해 다양한 화상 데이터나 그 밖의 정보를 취득하고, 이들 데이터나 정보를 기록 매체(100)에 기록하거나, 기록 매체(100)에 기록되어 있는 데이터를 네트워크를 통해 목적으로 하는 상대편에 송신하거나 할 수 있다.

또한, 외부 인터페이스(9)는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1324, USB(Universal Serial Bus) 등의 유선용 인터페이스로서 설치하는 것도 가능하고, 또한 광이나 전파에 의한 무선용 인터페이스로서 설치하는 것도 가능하다.

한편, 기록 매체(100)에 기록된 화상 데이터는 사용자에 의해 행해진 조작부(7)에 대한 조작에 따른 조작 신호를 기초로 하여 기록 매체(100)로부터 판독되고, 매체 인터페이스(5)를 거쳐서 카메라 DSP(3)로 송출된다.

카메라 DSP(3)는 기록 매체(100)로부터 판독되어 입력된 압축되어 있는 화상 데이터에 대해 데이터 압축의 해동 처리(신장 처리)를 행하고, 해동 후의 화상 데이터를 시스템 버스(29)를 거쳐서 LCD 제어기(30)로 송출한다. LCD 제어기(30)는 이 화상 데이터(1)를 기초로 한 화상 신호를 LCD(8)로 송출한다. LCD(8)에는 화상 신호를 기초로 한 화상이 표시된다.

이상과 같이 구성된 촬상 장치(1)에 있어서, 동력 전달축(18), 유체용 케이스(19), 압전 소자(21), 작동 유체(22) 및 검출 수단(23)은 가동부(10)의 이동 제어를 행하는 렌즈 구동 장치(31)의 구성 요소가 된다(도1 참조).

촬상 장치(1)에 있어서, 상기한 바와 같이 검출 수단(23)에 의해 검출된 가동부(10)의 위치 정보를 기초로 하여 CPU(25)로부터 제1 드라이버(13)에 대해 지령 신호가 출력되면, 제1 드라이버(13)로부터 압전 소자(21)에 대해 구동 신호가 출력되고, 도시하지 않은 전원 회로로부터 압전 소자(21)에 대해 구동 전압이 인가되어 상기 압전 소자(21)가 변형된다.

예를 들어, 압전 소자(21)의 중앙부가 상방으로 변위하도록 변형되면, 작동 유체(22)는 유체면이 상승하는 방향으로 변위되어 동력 전달축(18)이 작동 유체(22)에 의해 압박되어 상방으로 이동되고, 상기 동력 전달축(18)의 이동에 수반 하여 가동부(10)가 상방으로 이동된다.

반대로, 압전 소자(21)의 중앙부가 하방으로 변위하도록 변형되면, 작동 유체(22)는 유체면이 하강하는 방향으로 변위되어 동력 전달축(18)이 하방으로 이동되고, 상기 동력 전달축(18)의 이동에 수반하여 가동부(10)가 하방으로 이동된다. 이 때, 유체용 케이스(19) 내는 일정한 압력 상태로 유지되도록 부압이 발생되고, 이 부압에 의해 동력 전달축(18)이 유체용 케이스(19) 내에 인입되어 하방으로 이동된다.

상기한 바와 같이 가동부(10)가 광축 방향에 직교하는 방향(상하 방향)으로 이동됨으로써, 손 떨림이나 상 흔들림에 의해 발생되는 흔들림을 보정하는 흔들림 보정이 행해진다.

이상에 기재한 바와 같이, 촬상 장치(1)에 있어서는 렌즈 구동 장치(31)에 압전 소자(21)를 이용하고 있으므로, 기구의 간소화나 경량화를 도모할 수 있음과 함께 렌즈 구동 장치(31)의 배치 공간이 작아도 되므로 소형화를 도모할 수 있다.

특히, 가동부(10)가 가동 렌즈(16), 렌즈 홀더(17) 및 동력 전달축(18)에 의해서만 구성되어 있고, 마그넷이나 구동 코일 등의 구동 부품을 가동 부분에 필요로 하지 않으므로, 가동부(10)가 경량이 되어 렌즈 구동 장치(31)의 경량화 및 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 작동 유체(22)를 이용하여 압전 소자(21)의 변위량을 가동부(10)에 전달하고 있으므로, 압전 소자(21)의 변위량을 확대하여 가동부(10)에 전달하는 것이 가능해져 저소비 전력화를 확보하면서 가동 렌즈(16)의 이동량의 증가를 도모할 수 있다.

또한, 압전 소자(21)를 이용하고 있으므로 가동 렌즈(16)를 필요한 위치에 유지할 때에, 항시 구동 전압을 압전 소자(21)에 인가할 필요가 없어 전력 절약화를 도모할 수 있다.

덧붙여, 동력 전달축(18)이 가동부(10)의 방사 방향, 즉 가동 렌즈(16)의 중심을 가로질러 광축 방향에 직교하는 방향에 위치되어 있으므로, 도5에 도시한 바와 같이 추력 발생점(P), 즉 동력 전달축(18)과 가동부(10)의 무게 중심(G)을 연결하는 방향을 가동부(10)의 이동 방향에 일치시키는 것이 가능하다. 따라서, 광축에 직교하는 축을 중심으로 한 모멘트(M, M)가 발생하는 일이 없어 가동부(10)의 안정된 동작 상태를 확보할 수 있다.

또한,「압전 소자(21)의 변형량에 대응하여 변위한 작동 유체(22)의 체적」은「동력 전달축(18)의 축 직경 × 가동부(10)의 이동량」과 동등하다. 따라서, 동력 전달축(18)의 축 직경을 작게 함으로써 압전 소자(21)의 변형량을 한층 확대하여 가동부(10)에 전달하고 상기 가동부(10)의 이동량을 증가시키는 것이 가능하다.

또한, 일반적으로 액튜에이터를 갖는 구동계의 운동 방정식은 이하의 식 (1)에 의해 표시된다.

M?d²x/dt² + C?dx/dt + K?x = Kt/R?E … (1)

M은 가동부의 질량, C는 가동부의 감쇠 계수, K는 가동부의 스프링 상수, Kt 는 추력 상수, R은 전압에 대한 저항치, E는 구동 전압, x는 가동부의 이동량, t는 시간이다.

상기한 운동 방정식 (1)에 있어서는, M 및 K에 의해 정해지는 임계 감쇠 계수(Cc)에 대해 가동부의 감쇠 계수(C)가 C < Cc인 경우에는, 이 구동계가 진동하여 감쇠 계수(C)와 임계 감쇠 계수(Cc)의 차가 클수록 진동이 커지는 것이 알려져 있다.

예를 들어, 압전 소자에 의해 직접 가동 렌즈가 지지되어 있는 구성으로 된 구동계에 있어서는, 가동부의 감쇠 계수(C)는 0이거나, 또는 공기에 의한 감쇠뿐이므로 대략 0이다. 따라서, 제어 회로 등의 보정에 의해 감쇠 계수(C)에 상당하는 성분을 발생시키지 않는 한, 압전 소자에 의해 직접 가동 렌즈가 지지되어 있는 구성으로 된 구동계의 동작 안정성은 낮고, 가동부에 부여되는 외란 등에 대해 진동이 발생되기 쉬워 흔들림 보정 기능에 악영향을 미친다.

그러나, 촬상 장치(1)에 있어서는 작동 유체(22)를 이용하여 압전 소자(21)의 변위량을 가동부(10)에 전달하고 있으므로, 감쇠 계수(C)를 크게 하는 것이 가능해 흔들림 보정 기능의 적정화를 도모할 수 있다.

특히, 상기한 바와 같이 검출 수단(23)에 의해 검출한 검출 결과를 기초로 하여 가동부(10)의 위치 제어를 폐루프 제어에 의해 행하는 경우에 있어서도 제어 안정성을 확보하여 양호한 서보 특성을 얻을 수 있다.

또한, 감쇠 계수(C)는 작동 유체(22)의 종류를 적절하게 변경함으로써 원하는 값을 얻는 것이 가능해, 설계의 자유도의 향상도 도모할 수 있다.

또한, 상기에는 가동부(10)를 Y 방향으로 이동시켜 흔들림 보정을 행하는 예를 나타냈지만, 동력 전달축(18) 및 유체용 케이스(19)를 가동부(10)의 측방에 배치함으로써 가동부(10)를 X 방향(도1 참조)으로 이동시키는 것도 가능하다.

상기에는, 가동부를 광축에 직교하는 1 방향(Y 방향 또는 X 방향)으로만 이동시키는 예를 나타냈지만, 이하에 나타내는 제1 변형예(도6 참조)와 같이 가동부를 광축에 직교하는 2 방향(X 방향 및 Y 방향)을 포함하는 평면 내로 이동시키는 것도 가능하다. 또한, 이하에 나타내는 제1 변형예는 상기한 예와 비교하여 이동 기구가 설치되어 있는 것, 동력 전달축 및 유체용 케이스가 한 쌍 설치되어 있는 것만이 상이하므로, 상기한 예와 비교하여 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명을 하고, 그 밖의 부분에 대해서는 상기한 예에 있어서의 동일한 부분에 부여한 부호와 같은 부호를 부여하여 설명은 생략한다.

제1 변형예에 관한 가동부(10A)는 가동 렌즈(16)와 상기 가동 렌즈(16)를 유지하는 렌즈 홀더(17A)를 갖고 있다. 렌즈 홀더(17A)는 유체용 케이스(19, 19)에 지지되고, 좌우 방향(도6에 나타내는 X 방향) 및 상하 방향(도6에 나타내는 Y 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다.

렌즈 홀더(17A)에는 하방으로 돌출된 축설치부(17a, 17a)와 측방으로 돌출된 축설치부(17b, 17b)가 설치되고, 축설치부(17a, 17a)는 좌우로 이격되어 위치되고, 축설치부(17b, 17b)는 상하로 이격되어 위치되어 있다.

축설치부(17a, 17a) 사이에는 제1 이동 기구(32)가 조립 부착되어 있다. 제1 이동 기구(32)는 좌우로 연장되는 피안내축(33)과 상기 피안내축(33)이 미끄럼 이동 가능하게 지지된 안내 부재(34)로 이루어진다. 안내 부재(34)는 좌우로 연장되는 기초부(34a)와 상기 기초부(34a)의 좌우 양측 모서리로부터 각각 상방으로 돌출된 지지부(34b, 34b)로 이루어진다. 안내 부재(34)의 지지부(34b, 34b)에는 피안내축(33)이 좌우 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 지지되어 있다.

안내 부재(34)의 기초부(34a)에는 하방으로 돌출되도록 하여 동력 전달축(18)이 연결되어 있다.

축설치부(17b, 17b) 사이에는 제2 이동 기구(35)가 조립 부착되어 있다. 제2 이동 기구(35)는 상하로 연장되는 피안내축(36)과 상기 피안내축(36)에 미끄럼 이동 가능하게 지지된 안내 부재(37)로 이루어진다. 안내 부재(37)는 상하로 연장되는 기초부(37a)와 상기 기초부(37a)의 상하 양측 모서리로부터 각각 측방으로 돌출된 지지부(37b, 37b)로 이루어진다. 안내 부재(37)의 지지부(37b, 37b)에는 피안내축(33)이 상하 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 지지되어 있다.

안내 부재(37)의 기초부(37a)에는 측방으로 돌출되도록 하여 동력 전달축(18)이 연결되어 있다.

가동부(10A)의 하방 및 측방에는 각각 유체용 케이스(19, 19)가 배치되어 있다. 유체용 케이스(19, 19)는 각각 촬상 장치(1) 내에 설치된 고정부(38, 38, 39, 39)에 고정되어 있다. 유체용 케이스(19, 19)의 축지지부(19a, 19a)에는 각각 동력 전달축(18, 18)이 미끄럼 이동 가능하게 지지되어 있다.

하방에 위치하는 유체용 케이스(19)의 압전 소자(21)에 대해 구동 전압이 인가되면, 상기 압전 소자(21)는 중앙부가 상방 또는 하방으로 변위하도록 변형되고, 하방에 위치하는 동력 전달축(18)과 가동부(10A)가 일체가 되어 상하 방향(Y 방향)으로 이동된다. 이 때 피안내축(36)이 안내 부재(37)에 안내되어 미끄럼 이동된다.

한편, 측방에 위치하는 유체용 케이스(19)의 압전 소자(21)에 대해 구동 전압이 인가되면, 상기 압전 소자(21)는 중앙부가 좌측 또는 우측으로 변위하도록 변형되고, 측방에 위치하는 동력 전달축(18)과 가동부(10A)가 일체가 되어 좌우 방향(X 방향)으로 이동된다. 이 때 피안내축(33)이 안내 부재(34)에 안내되어 미끄럼 이동된다.

상기한 바와 같이 가동부(10A)가 광축 방향에 직교하는 방향(X 방향 및 Y 방향)을 포함하는 평면 내로 이동됨으로써, 손 떨림이나 상 흔들림에 의해 발생되는 흔들림을 보정하는 흔들림 보정이 행해진다.

이와 같이 제1 변형예에 있어서는, 가동부(10A)를 상하 방향 및 좌우 방향으로 이동시키는 것이 가능하므로, 흔들림 보정의 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

이하에, 제2 변형예를 나타낸다(도7 및 도8 참조). 본 제2 변형예는, 도2 내지 도5에 있어서 나타낸 상기한 예와 비교하여, 유체용 케이스의 배치 위치 및 형상이 다른 것만이 상이하므로, 상기한 예와 비교하여 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명을 하고, 그 밖의 부분에 대해서는 상기한 예에 있어서의 동일한 부분에 부여한 부호와 같은 부호를 부여하여 설명은 생략한다.

제2 변형예에 관한 유체용 케이스(19B)는 제1 봉입부(40)와 제2 봉입부(41)와 연결부(42)로 이루어진다(도7 참조).

제1 봉입부(40)의 표면의 일부는 압전 소자(21)에 의해 구성되어 있다.

제2 봉입부(41)는 제1 봉입부(40)의 하방에 위치되고, 후방 단부가 제1 봉입부(40)와 연결부(42)에 의해 연결되어 있다. 제2 봉입부(41)의 전방 단부에는 축지지부(41a)가 설치되고, 상기 축지지부(41a)는 상방으로 개구되어 있다.

유체용 케이스(19B)는 축지지부(41a)를 제외한 부분이 가동부(10)의 후방에 위치되고, 제1 봉입부(40)의 후방면이 촬상 장치(1) 내에 설치된 고정부(43)에 고정되어 있다. 유체용 케이스(19B)의 축지지부(41a)에는 동력 전달축(18)이 미끄럼 이동 가능하게 지지되어 있다.

유체용 케이스(19B)의 압전 소자(21)에 대해 구동 전압이 인가되면, 상기 압전 소자(21)는 중앙부가 상방 또는 하방으로 변위하도록 변형되고, 동력 전달축(18)과 가동부(10)가 일체가 되어 상하 방향으로 이동된다.

이와 같이 제2 변형예에 있어서는, 유체용 케이스(19B)의 축지지부(41a)를 제외한 부분이 가동부(10)의 방사 방향에 배치되지 않으므로, 촬상 장치(1) 내에 있어서의 빈 공간에 유체용 케이스(19B)를 배치하면 되며 촬상 장치(1) 내에 있어서의 공간을 유효하게 활용하는 것이 가능해 촬상 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 동력 전달축(18)이 가동부(10)의 방사 방향에 위치되어 있으므로 추력 발생점, 즉 동력 전달축(18)과 가동부(10)의 무게 중심(G)을 연결하는 방향을 가동부(10)의 이동 방향에 일치시키는 것이 가능하기 때문에 불필요한 모멘트가 발생하는 일이 없어, 촬상 장치(1)의 소형화를 확보한 후에 가동부(10)의 안정된 동작 상태를 확보할 수 있다.

또한, 제2 변형예는 가동부(10)를 상하 방향으로 이동시켜 흔들림 보정을 행하는 예이지만, 본 제2 변형예에 있어서도 동력 전달축(18) 및 유체용 케이스(19B)를 가동부(10)의 측방에 배치함으로써 가동부(10)를 X 방향(좌우 방향)으로 이동시키는 것도 가능하다.

또한, 제1 변형예와 마찬가지로 유체용 케이스(19B, 19B) 등을 가동부(10)의 하방과 측방에 한 쌍 배치함으로써 가동부(10)를 광축에 직교하는 2 방향(XY 방향)을 포함하는 평면 내로 이동시키는 것도 가능하다.

또한, 도8에 도시한 바와 같이 역ㄷ자형으로 형성한 동력 전달축(18C)을 설치함으로써 전체가 가동부(10)의 후방에 배치되는 유체용 케이스(19C)를 구성하는 것도 가능하다. 이 유체용 케이스(19C)에 있어서는, 제1 봉입부(40C)의 상방에 제2 봉입부(41C)가 위치되고, 제1 봉입부(40C)의 하면의 일부가 압전 소자(21)에 의해 구성되고 축지지부(41b)가 하방으로 개방되어 있다.

이와 같이 전체가 가동부(10)의 방사 방향에 배치되지 않는 유체용 케이스(19C)를 구성함으로써 가동부(10)의 방사 방향에 있어서 필요한 공간이 한층 작아지고, 촬상 장치(1) 내에 있어서의 공간을 한층 더 유효하게 활용하는 것이 가능해 촬상 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 제2 변형예에 있어서는 유체용 케이스(19B)의 축지지부(41a)를 제외한 부분 또는 유체용 케이스(19C)의 전체를 가동부(10)의 후방에 배치한 예를 나타냈지만, 유체용 케이스(19B)의 축지지부(41a)를 제외한 부분 또는 유체용 케이스(19C)의 전체가 가동부(10)의 전방에 배치되는 구성으로 하는 것도 가능하다.

상기에는, 가동부(10, 10A)를 광축에 직교하는 방향으로 이동시켜 흔들림 보정을 행하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 가동부를 광축 방향으로 이동시키는 장치에도 적용하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 예를 들어 도9에 도시한 바와 같이 동력 전달축(18)을 전방 또는 후방으로 돌출시켜 상기 동력 전달축(18)이 광축 방향으로 이동되는 구성으로 하면 된다.

또한, 상기에 나타낸 상하 좌우 전후 방향은 설명의 편의상인 것이며, 본 발명의 적용에 있어서는 이들 방향에 한정되는 것은 아니다.

상기한 최량의 형태에 있어서 나타낸 각 부분의 구체적인 형태 및 구조는, 모두 본 발명을 실시할 때의 구체화의 그저 일예를 나타낸 것에 지나지 않으며, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되는 일이 있어서는 안 되는 것이다.

본 발명 렌즈 구동 장치는, 렌즈 홀더에 유지된 가동 렌즈를 소정의 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 장치이며, 렌즈 홀더에 연결되고 축방향으로 이동 가능하게 된 동력 전달축과, 상기 동력 전달축을 상기 축방향으로 이동 가능하게 지지하는 축지지부를 가짐과 함께 작동 유체가 봉입된 유체용 케이스를 구비하고, 상기 유체용 케이스의 일부로서 기능함과 함께 구동 전압이 인가되어 변형되는 압전 소자를 설치하고, 상기 압전 소자의 변형에 수반되는 작동 유체의 변위에 의해 동력 전달축이 축방향으로 이동되어 렌즈 홀더와 가동 렌즈가 상기 소정의 방향으로 이동되도록 한 것을 특징으로 한다.

따라서, 작동 유체를 이용하여 압전 소자의 변위량을 가동부에 전달하고 있으므로, 압전 소자의 변위량을 확대하여 가동부에 전달하는 것이 가능해져 저소비 전력화를 확보하면서 가동 렌즈의 이동량의 증가를 도모할 수 있다.

청구항 2에 기재한 발명에 있어서는, 상기 렌즈 홀더를 가동 렌즈의 광축 방향에 대해 서로 직교하는 방향으로 이동 가능하게 하는 한 쌍의 이동 기구를 설치하고, 상기 유체용 케이스를 한 쌍 설치하고, 유체용 케이스의 각 축지지부에 광축 방향에 대해 서로 직교하는 방향으로 각각 이동 가능하게 지지되는 한 쌍의 동력 전달축을 설치하고, 상기 한 쌍의 동력 전달축을 각각 상기 한 쌍의 이동 기구를 거쳐서 렌즈 홀더에 연결하였기 때문에 가동부를 광축에 서로 직교하는 2 방향을 포함하는 평면 내로 이동시키는 것이 가능하므로 흔들림 보정의 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 3에 기재한 발명에 있어서는, 상기 유체용 케이스 중 적어도 축지지부 이외의 부분을 가동 렌즈의 방사 방향 이외의 위치에 배치하였으므로, 촬상 장치 내에 있어서의 공간을 유효하게 활용하는 것이 가능해 렌즈 구동 장치가 조립되는 촬상 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명 촬상 장치는 렌즈 홀더에 유지된 가동 렌즈와 상기 가동 렌즈를 소정의 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 장치를 구비한 촬상 장치이며, 렌즈 구동 장치는 렌즈 홀더에 연결되고 축방향으로 이동 가능하게 된 동력 전달축과, 상기 동력 전달축을 상기 축방향으로 이동 가능하게 지지하는 축지지부를 가짐과 함께 작동 유체가 봉입된 유체용 케이스를 구비하고, 상기 유체용 케이스의 일부로서 기능함과 함께 구동 전압이 인가되어 변형되는 압전 소자를 설치하고, 상기 압전 소자의 변형에 수반되는 작동 유체의 변위에 의해 동력 전달축이 축방향으로 이동되어 렌즈 홀더와 가동 렌즈가 상기 소정의 방향으로 이동되도록 한 것을 특징으로 한다.

Claims

렌즈 홀더에 유지된 가동 렌즈를 소정의 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 장치이며,

렌즈 홀더에 연결되고 축방향으로 이동 가능하게 된 동력 전달축과,

상기 동력 전달축을 상기 축방향으로 이동 가능하게 지지하는 축지지부를 가짐과 함께 작동 유체가 봉입된 유체용 케이스를 구비하고,

상기 유체용 케이스의 일부로서 기능함과 함께 구동 전압이 인가되어 변형되는 압전 소자를 설치하고,

상기 압전 소자의 변형에 수반되는 작동 유체의 변위에 의해 동력 전달축이 축방향으로 이동되어 렌즈 홀더와 가동 렌즈가 상기 소정의 방향으로 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 렌즈 홀더를 가동 렌즈의 광축 방향에 대해 서로 직교하는 방향으로 이동 가능하게 하는 한 쌍의 이동 기구를 설치하고,

상기 유체용 케이스를 한 쌍 설치하고,

유체용 케이스의 각 축지지부에 광축 방향에 대해 서로 직교하는 방향으로 각각 이동 가능하게 지지되는 한 쌍의 동력 전달축을 설치하고,

상기 한 쌍의 동력 전달축을 각각 상기 한 쌍의 이동 기구를 거쳐서 렌즈 홀더에 연결한 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 유체용 케이스 중 적어도 축지지부 이외의 부분을 가동 렌즈의 방사 방향 이외의 위치에 배치한 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
렌즈 홀더에 유지된 가동 렌즈와 상기 가동 렌즈를 소정의 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 장치를 구비한 촬상 장치이며,

렌즈 구동 장치는,

렌즈 홀더에 연결되고 축방향으로 이동 가능하게 된 동력 전달축과,

상기 동력 전달축을 상기 축방향으로 이동 가능하게 지지하는 축지지부를 가짐과 함께 작동 유체가 봉입된 유체용 케이스를 구비하고,

상기 유체용 케이스의 일부로서 기능함과 함께 구동 전압이 인가되어 변형되는 압전 소자를 설치하고,

상기 압전 소자의 변형에 수반되는 작동 유체의 변위에 의해 동력 전달축이 축방향으로 이동되어 렌즈 홀더와 가동 렌즈가 상기 소정의 방향으로 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 촬상 장치.