KR101238491B1

KR101238491B1 - 렌즈 유닛

Info

Publication number: KR101238491B1
Application number: KR1020087009360A
Authority: KR
Inventors: 히로요시 호소타
Original assignee: 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어즈 인코포레이티드
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2013-03-04
Also published as: DE112006002859T5; JP4992112B2; KR20080069169A; WO2007055085A1; US7636211B2; US20090141374A1; JPWO2007055085A1

Abstract

본 발명은, 렌즈를 구동하는 렌즈 구동장치와, 광로를 규제하는 광로 규제장치를 가지면서, 렌즈의 구동이 안정된 소형의 렌즈유닛을 제공한다. 이 렌즈 유닛은, 렌즈(3)를 보유지지하는 원형 프레임(4)과, 원형 프레임(4)을 광축(x)을 따라 이동시키는 렌즈 구동장치(9)와, 원형 프레임(4)에 고정되고, 광로 규제 부재(18, 19, 20)를 각각 구동하는 복수의 광로 규제 구동부(11, 12)를 가진 광로 규제장치(5)를 포함한 렌즈 유닛(1)에서, 복수의 광로 규제 구동부(11, 12)를 상호 간격을 벌려 배치하고, 렌즈 구동장치(9)를 복수의 광로 규제 구동부(11, 12) 사이를 관통하도록 배치한다.

Description

렌즈 유닛 {Lens Unit}

본 발명은, 렌즈 유닛에 관한 것으로, 특히 휴대전화 등에 내장되는 소형의 렌즈 유닛에 관한 것이다.

휴대전화나 휴대 정보단말(PDA) 등에는, 렌즈 유닛을 내장하고서 카메라 기능을 가진 것이 많다. 근래에는, 기계식 셔터(mechanical shutter)나 조리개 등의 광로 규제장치 및, 광학 줌이나 초점 조절을 위해 렌즈를 이동하는 렌즈 구동장치를 가진 소형의 렌즈 유닛도 시장에 나와 있다.

광로 규제장치는, 셔터 날개 등의 광로 규제 부재를 구동하기 때문에, 솔레노이드 등의 구동원을 가진 구동부가 커서 무겁게 된다. 일반적으로, 렌즈 구동장치는, 광로 규제장치의 구동부와 간섭을 하지 않도록, 광축(光軸)을 사이에 두고 렌즈의 반대측에 배치된다. 이 때문에, 광로 규제장치의 무게중심(重心)이 렌즈 구동장치로부터 멀어지게 되어, 렌즈의 구동 시에 광로 규제장치의 관성에 의한 비틀림 힘이 작용해서, 렌즈의 구동이 불안정하게 되기가 쉽다고 하는 문제가 있다. 또 광로 규제장치의 구동부와 렌즈 구동장치를, 렌즈의 반대 측에 수용하기 때문에, 공간 효율이 낮고, 렌즈 유닛을 소형화할 수가 없다고 하는 문제가 있었다.

특허문헌 1 : 일본국 특개 2002-6364호 공보

(발명이 해결하고자 하는 과제)

본 발명은, 상기 문제점에 비추어, 렌즈를 구동하는 렌즈 구동장치와, 광로를 규제하는 광로 규제장치를 가지면서, 렌즈의 구동이 안정된 소형의 렌즈 유닛을 제공하는 것을 과제로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 렌즈 유닛은, 렌즈를 보유지지하는 원형 프레임과, 상기 원형 프레임을 광축을 따라 이동시키는 렌즈 구동장치와, 상기 원형 프레임에 고정되고, 광로 규제 부재를 각각 구동하는 복수의 광로 규제 구동부를 가진 광로 규제장치를 포함한 렌즈 유닛으로서, 상기 복수의 광로 규제 구동부는 상호 간격을 벌려 배치되고, 상기 렌즈 구동장치는 상기 복수의 광로 규제 구동부 사이를 관통하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛이다.

이와 같은 구성에 의하면, 광로 규제장치 중에서 질량이 큰 광로 규제 구동부를 간격을 벌려 배치하고서, 렌즈 구동장치를 그 사이를 관통하도록 배치함으로써, 광로 규제 부재의 무게중심(重心)이 렌즈 구동장치에 가까운 위치로 된다. 이에 의해, 렌즈 구동장치에 큰 비틀림 힘이 작용하지 않기 때문에, 렌즈 구동장치는 렌즈를 안정되게 이동시킬 수 있다. 또, 원형 프레임에 돌출형성되어, 렌즈 구동장치에 의해 직접 구동되는 부재를, 광로 규제장치와 렌즈의 같은 측에 겹쳐 배치하게 됨으로써, 공간 효율이 높아, 렌즈 유닛을 소형화할 수 있게 된다.

또, 본 발명의 렌즈 유닛에서, 상기 광로 규제 부재는 2개를 갖고, 상기 광로 규제 구동부는, 상기 광축과 상기 렌즈 구동장치를 잇는 선을 사이에 두고 배치되어 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 2개의 광로 규제 부재 및 렌즈 구동장치는, 렌즈의 직경방향에 나란하지 않기 때문에, 모두 렌즈의 가까이에 배치될 수 있다. 이에 의해, 렌즈 유닛은, 렌즈의 직경방향으로 길어지지 않아, 소형으로 된다. 또, 이 배치에 의하면, 렌즈나 원형 프레임의 중심이 렌즈 구동장치에 가까워져, 렌즈 구동장치가 이동시키는 구성요소를 총합(總合)한 무게중심이 렌즈 구동장치에 가깝게 될 수 있기 때문에, 렌즈 구동장치에 의한 구동이 보다 더 안정되게 된다.

또, 본 발명의 렌즈 유닛에서, 상기 광로 규제 부재는, 셔터와 조리개여도 좋다.

이 구성에 의하면, 가장 요구가 높은 광로 규제 부재인 셔터와 조리개를 갖추되, 렌즈 구동장치를 사이에 끼우도록 양자의 구동부를 배치함으로써, 효과적으로 광로 규제장치의 무게중심을 렌즈 구동장치에 가깝게 할 수가 있다.

또, 본 발명의 렌즈 유닛에서, 상기 렌즈 구동장치는, 압전 액츄에이터이어도 좋다.

압전 액츄에이터는, 나사 이송기구 등에 비해, 구동하는 요소의 비틀림의 영향을 받아 이동량이 변화하기 쉽다. 따라서, 본 발명은, 렌즈 구동장치로서 압전 액츄에이터를 이용하는 경우에, 보다 효과가 나타난다.

(발명의 효과)

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 광로 규제장치의 구동부를 간격을 벌려 배치하고, 그 사이에 렌즈 구동장치를 배치하기 때문에, 광로 규제장치의 무게중심이 렌즈 구동장치에 가깝게 되어, 렌즈 구동장치가 렌즈를 이동할 때에, 큰 비틀림 힘이 작용하지 않아, 안정된 구동이 가능하다. 그리고, 렌즈 구동장치와 광로 규제장치를 렌즈의 같은 쪽에 배치하기 때문에, 공간 효율이 높아, 렌즈 유니트가 소형화될 수 있게 된다.

도 1은, 본 발명의 1실시형태의 렌즈 유닛의 정면도,

도 2는 도 1의 렌즈 유닛의 단면도,

도 3은, 도 1의 렌즈 유닛의 내부 구성의 개략도이다.

(부호의 설명)

1 - - - 렌즈 유닛

3 - - - 렌즈

4 - - - 원형 프레임

5 - - - 광로 규제장치

8 - - - 피구동부

9 - - - 압전 액츄에이터(렌즈 구동장치)

11 - - - 셔터 구동부(광로 규제 구동부)

12 - - - 조리개 구동부(광로 규제 구동부)

18, 19 - - - 셔터 날개(광로 규제 부재)

20 - - - 조리개 날개(광로 규제 부재)

이하, 본 발명의 실시예에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명의 1실시형태인 렌즈 유닛(1)을 나타내고, 도 2는 렌즈 유닛(1)의 도 1의 A-A 단면을 나타낸다. 렌즈 유닛(1)은, 하우징(2) 중에, 복수의 렌즈(3)를 보유지지하는 원형 프레임(4)이 수용되어 있다.

원형 프레임(4)에는, 광로 규제장치(5)가 부분적으로 삽입하도록 해서 고정되어 있다. 원형 프레임(4)에 보유지지된 렌즈(3)는, 촬상 소자(6)에 결상(結像)을 한다. 또, 원형 프레임(4)은, 하우징(2)에 설치된 매달림 축(7)에 슬라이드 가능하게 걸어 맞춰져 있고, 광로 규제장치(5)와 겹쳐지도록 길이를 늘인 피구동부(8)를 갖고 있다. 피구동부(8)는, 압전 액츄에이터(렌즈 구동장치; 9)에 마찰에 의해 걸려져, 광축(x)과 평행하게 이동하도록 되어 있다. 그리고, 원형 프레임(4)은, 위치 센서(10)에 의해 광축(x) 방향의 위치를 검출할 수 있도록 되어 있다.

광로 규제장치(5)는, 일단이 원형 프레임(4) 중에 삽입되어, 원형 프레임(4)의 내부에서 뒤에 설명하는 광로 규제 부재에 의해 광로(光路)를 좁힌다거나 차단하거나 한다. 또, 광로 규제장치(5)는, 상기 광로 규제 부재를 구동하기 위해, 원 형 프레임(4)의 밖에 위치하는 2개의 광로 규제 구동부(11, 12)를 갖고 있다. 광로 규제 구동부(11, 12)는, 렌즈(3)의 직경방향에 대해 직각인 방향으로 상호 사이를 벌려 배치되어 있다. 광로 규제장치(5)는, 광로 규제 구동부(11, 12)의 배치에 맞추어, 광로 규제 구동부(11, 12)의 사이를 절결(切缺)한 것 같은 형상으로 형성되어 있다.

압전 액츄에이터(9)는, 2개의 광로 규제 구동부(11, 12) 사이의 광로 규제장치(5)의 절결부분을 관통하도록 배치되어 있다. 압전 액츄에이터(9)는, 하우징(2)에 고정된 추(錘; 13)와, 추(13)에 일단이 고정된 압전소자(14)와, 압전소자(14)의 타단에 일단이 고정된 원주상의 구동축(15)과, 원형 프레임(4)의 피구동부(8)와 함께 구동축(15)을 사이에 넣어 피구동부(8)를 구동축(15)에 마찰로 걸려지게 하는 억제부재(16)로 이루어져 있다. 억제부재(16)는, 나선스프링(17)에 의해 피구동부(8)와의 사이에 구동축(15)을 잡아주도록 밀어 붙여져 있다.

압전 액츄에이터(9)는, 압전소자(14)에 비대칭인 변동전압을 인가함으로써 압전소자(14)를 광축(x) 방향으로 비대칭 속도로 신축시키고, 이 압전소자(14)의 신축에 의해 구동축(15)를 광축(x) 방향으로 비대칭으로 진동시킨다. 피구동부재(8)는, 구동축(15)이 완만하게 이동할 때는, 구동축(15)에 마찰에 의해 걸려진 채 함께 이동하지만, 구동축(15)이 급하게 이동할 때는, 자신의 관성에 의해 그 장소에 머물도록 해서 구동축(15)에 대해 미끄러져 이동한다. 압전소자(14)에 인가하는 전압의 파형을 바꿔줌으로써, 피구동부(8)의 구동축(15)에 대한 이동방향 및 이동량을 제어할 수가 있다. 이와 같이 해서, 압전 액츄에이터(9)는, 피구동부(8)를 매개로, 렌즈(3)를 가진 원형 프레임(4)을 광로 규제장치(5)와 함께 광축(x) 방향으로 이동시킬 수가 있다.

도 3에, 렌즈 유닛(1)의 광로 규제장치(5)의 내부 구성을 간단히 나타내었다. 광로 규제장치(5)는, 광로를 차단할 수 있는 2매의 셔터 날개(광로 규제 부재; 18, 19)와, 광로를 미세하게 규제할 수가 있는 조리개 날개(광로 규제 부재; 20)를 갖고 있다. 광로 규제장치(5)의 광로 규제 구동부(11)는, 셔터 날개(18, 19)를 구동하는 예컨대 솔레노이드로 된 셔터 구동부이고, 광로 규제 구동부(12)는, 조리개 날개(20)를 구동하는 예컨대 솔레노이드로 된 조리개 구동부이다.

다음에는, 이상과 같이 렌즈 유닛(1)을 구성한 것에 의한 효과를 설명한다.

렌즈 유닛(1)의 원형 프레임(4)을 광축(x) 방향으로 구동하기 위한 피구동부(8)는, 원형 프레임(4)에 앞 끝이 삽입된 광로 규제장치(5)와 같은 쪽에, 광로 규제장치(5)와 광축(x) 방향으로 겹쳐지도록 배치되어 있다. 이와 같이, 원형 프레임(4)의 두께에 비해 얇은 광로 규제장치(5)와 피구동부(8)를 겹쳐지게 함으로써, 렌즈 유닛(1)의 투영면적을 작게 하고 있다.

또, 광로 규제장치(5)의 질량은, 셔터 광로 규제 구동부(11)와 조리개 광로 규제 구동부(12)의 2곳에 그 대부분이 집중되어 있다. 본 실시형태와 같이, 셔터 구동부(11)와 조리개 구동부(12) 사이에 압전(壓電) 액츄에이터(9)를 배치함으로써, 압전 액츄에이터(9)가, 광로 규제장치(5)의 무게중심에 가까운 위치를 구동하게 된다. 이에 의해, 광로 규제장치(5)의 관성력이, 압전 액츄에이터(9)가 구동할 때에, 비틀림 힘으로 작용하지 않아, 구동이 안정되게 된다.

또, 셔터 구동부(11)와 조리개 구동부(12)가 렌즈(3)의 광축(x)과 압전 액츄에이터(9)를 잇는 직경방향의 직선을 직각으로 사이에 끼우도록 배치함으로써, 원형 프레임(4)과 압전 액츄에이터(9) 사이에 광로 규제 구동부(11 또는 12)가 위치하지 않게 된다. 이에 의해, 원형 프레임(4)과 압전 액츄에이터(9)의 거리가 짧아져, 원형 프레임(4) 및 렌즈(3)의 중심이 압전 액츄에이터(9)에 가깝게 되기 때문에, 원형 프레임(4) 및 렌즈(3)의 관성력이, 압전 액츄에이터(9)에 의한 구동 시에, 비틀림 힘으로 작용하지 않아, 구동이 안정되게 된다.

당연히, 압전 액츄에이터(9)에 작용하는 비틀림 힘은, 압전 액츄에이터(9) 가 구동하는 렌즈(3), 원형 프레임(4) 및, 광로 규제장치(5)를 총합한 관성에 의해 야기되기 때문에, 압전 액츄에이터(9)는 렌즈 유닛(1)을 대형화하지 않는 범위에서, 렌즈(3), 원형 프레임(4) 및 광로 규제장치(5)의 전체의 무게중심에 가능한 한 가까운 위치에 설치할 수 있도록, 셔터 광로 규제 구동부(11)와 조리개 광로 규제 구동부(12)를 배치하는 것이 좋다.

Claims

렌즈를 보유지지하는 원형 프레임과,

상기 원형 프레임을 광축을 따라 이동시키는 렌즈 구동장치와,

상기 원형 프레임에 고정되어, 광로 규제 부재를 각각 구동하는 복수의 광로 규제 구동부를 가진 광로 규제장치를 포함한 렌즈 유닛에 있어서,

상기 복수의 광로 규제 구동부는, 상호 간격을 벌려 배치되고,

상기 렌즈 구동장치는, 상기 복수의 광로 규제 구동부 사이를 관통하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛.
제1항에 있어서, 상기 광로 규제 부재는 2개를 갖고, 상기 광로 규제 구동부는, 상기 광축과 상기 렌즈 구동장치를 잇는 선을 사이에 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광로 규제 부재가 셔터와 조리개인 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 렌즈 구동장치가 압전 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛.