KR20040090381A - 렌즈 구동 장치 및 카메라 부착 휴대 기기 - Google Patents

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KR20040090381A
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Abstract

구성이 간단하고 부품 개수가 적으며, 소형화에 적합한 것으로 하였다.
이 렌즈 구동장치(1)는, 렌즈를 구비한 이동체(10)와, 이 이동체(10)를 렌즈(14)의 광축(11) 방향으로 이동시킴과 동시에, 이동체(10)를 지지하는 고정체(24)를 갖는다. 그리고, 이동체(10)는 구동 마그넷(16) 및 구동 코일(28, 30) 중 어느 하나를 구비하고, 고정체(24)는 구동 마그넷(16) 및 구동 코일(28, 30) 중 다른 하나를 구비하며, 구동 마그넷(16)과 구동코일(28, 30)은, 서로의 자기 흡인력 또는 자기 반발력에 의하여 이동체(10)를 이동 가능하게, 광축(11) 방향으로 배열 설치되어 있다.

Description

렌즈 구동 장치 및 카메라 부착 휴대 기기 {APPARATUS FOR DRIVING LENS AND MOBILE EQUIPMENT HAVING CAMERA ATTACHED THERETO}
본 발명은, 카메라 부착 휴대 전화의 카메라 등, 비교적 소형의 카메라에 사용되는 촬영렌즈의 구동 장치 및 카메라 부착 휴대 기기에 관한 것이다.
카메라가 탑재된 휴대 전화에서는, 한 손으로 휴대 전화를 갖고 자기의 얼굴이나 그 밖의 근접위치로 되는 피사체를 촬영하는 경우가 많다. 이 때문에, 이런 종류의 카메라에 사용되는 촬영 렌즈계는, 접사(接寫) 촬영 기능을 보유하고 있는 것이 많다. 이와 같은 접사 촬영 기능을 갖는 촬영 렌즈계의 경우, 통상의 촬영을 행할 때의 렌즈 위치와 접사 촬영 즉 매크로 촬영을 행할 때의 렌즈 위치가 다른 것으로 된다. 즉, 접사 촬영시의 렌즈 위치는, 통상 촬영시의 렌즈 위치보다도 약간 일정한 거리만 피사체측에 접근시킨 위치로 된다.
이 때문에, 이런 종류의 촬영 렌즈계에서는, 렌즈 위치를 통상의 촬영 위치와 매크로 촬영 위치의 사이에서 이동시키기 위한 구동원을 구비하고, 스위치의 전환에 의하여 구동원을 구동하고, 상술의 두 지점의 촬영 위치의 사이를 렌즈가 이동하도록 되어 있다. 그러나, 휴대 전화 등의 휴대 기기에 있어서는, 기기의 소형화, 경량화 등의 이유로 인해 구동원으로서 모터를 채용하는 것은 어려우며, 전자력(電磁力)을 렌즈 구동에 직접 이용하여 렌즈를 이동시키는 형식의 렌즈 구동 장치가 탑재되고 있다.
전자력으로 직접 렌즈를 이동시키는 형식의 렌즈 구동 장치의 예로서, 렌즈를 지지하는 통 형상의 케이스와, 이 케이스의 외주에 설치한 링형상의 구동 마그넷과, 구동 마그넷에 대향하는 구동 코일을 가지며, 구동 코일로의 통전을 제어함으로써, 렌즈를 지지하는 케이스를 광축 방향으로 전자력으로 구동함과 동시에, 그 위치에 케이스를 자력으로 지지하는 구성의 것이 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 특허문헌 2 참조).
또, 렌즈를 설치한 케이스를 광축의 주위로 회전시키면서 케이스를 광축 방향으로 이동시키도록 구성한 렌즈 구동 장치도 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
또 다른 종래 예로서, 코일이 감겨진 가동부를 축에 요동 가능하게 설치하고, 그 가동부를 축방향 양측으로부터 마그넷과 요크로 끼우도록 대향되게 배치하고, 코일과 마그넷과의 사이에 생기며, 또한 대향면에 평행한 방향으로 생기는 전자적 추력에 의하여 가동부를 상술한 축을 중심으로 요동시키고, 이 요동을 캠 기구에 의하여 렌즈계의 직선 이동으로 변환하도록 구성한 카메라용 전자 액추에이터가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 4참조).
<특허문헌 1>
일본특허 특개2000-187862호 공보(요약)
<특허문헌 2>
일본특허 특개평 10-150759호 공보(요약)
<특허문헌 3>
일본특허 특개평 4-222444호 공보(요약)
<특허문헌 4>
일본특허 특개 2001-91981호 공보(요약)
종래의 렌즈 구동 장치 중, 특허문헌 1 및 2에 기재된 것, 즉, 렌즈를 지지하는 케이스를 광축 방향으로 자기 구동하고, 그곳에 자기적으로 유지하는 타입의 것으로는, 렌즈를 긴 시간동안 소정의 위치에 유지시키려고 하면, 유지시키고 있는 사이에도 구동 코일에 통전할 필요가 있다. 그 때문에, 소비 전력이 많아지고, 원래 전원 전지 용량에 제한이 있는 휴대전화 등에 탑재하는데는 적합하지 않다고 하는 문제점이 있다.
이에 대하여 특허문헌 3에 기재되어 있는 것은, 케이스를 광축의 주위로 회전시키면서 케이스를 회전축선 방향 즉 광축 방향으로 이동시키는 형식의 렌즈 구동 장치이기 때문에, 케이스를 소정의 이동 위치에 유지시키는데도 전자력을 필요로 하지 않으므로, 소비 전력이 적다는 이점이 있다. 그러나, 회전력을 직선 이동으로 변환하기 위해 기구가 복잡하게 되고, 또한, 부품 개수가 많아지며, 휴대 전화 등의 휴대 기기에 탑재하기에는 적합하지 않다고 하는 문제점이 있다.
또, 특허문헌 4에 기재되어 있는 카메라용 전자 액추에이터는, 가동부를 전자력에 의하여 요동시키는 기구와, 이 요동을 직선 이동으로 변환하는 캠 기구를 구비할 필요가 있기 때문에, 기구가 복잡하고 부품 개수가 많아짐과 동시에, 이들 기구가 렌즈계의 외측으로 확대되어 소형화하기 어려워, 휴대 전화 등의 휴대 기기에 탑재하는데는 적합하지 않다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은, 이상과 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 구성이 간단하고 부품 개수가 적으며 소형화에 적합한 렌즈 구동 장치 및 카메라 부착 휴대 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 발명은, 상술한 목적에 더하여, 렌즈 등을 소정의 위치로 유지하는데 전력을 공급할 필요가 없고, 소비전력을 적게 한 렌즈 구동 장치 및 카메라 부착 휴대 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제1의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제2의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제3의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 제4의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제5의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 제6의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 7은 도 1의 렌즈 구동 장치의 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 제7의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 9는 각 렌즈 구동 장치에서 사용되는 구동 마그넷의 평면도.
도 10은 본 발명의 제8의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 제9의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 12는 본 발명의 제10의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 13은 본 발명의 제11의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 14는 본 발명의 제12의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 15는 본 발명의 제13의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 16은 본 발명의 제14의 실시 형태에 관계된 렌즈 구동 장치를 나타내는 단면도.
도 17은 본 발명의 각 실시 형태를 간략화한 렌즈 구동 장치를 나타냄과 동시에, 각 실시 형태의 렌즈 구동 장치의 장점을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 1A∼1P : 렌즈 구동 장치 10 : 이동체
12 : 경통 14 : 렌즈
14a : 피사체측 렌즈 14b : 카메라 보디측 렌즈
14c : 간격 유지 부재 14d : 위치 고정부재
16 : 구동 마그넷 16a : 공
18 : 입사창 20 : 전단면
24 : 고정체 26 : 통부
28 : 제1 구동 코일 30 : 제2 구동 코일
32 : 제1 자성편 34 : 제2 자성편
36 : 완충재 42 : 커버
43 : 필터 44 : 촬상 소자
45 : 회로기판 46 : 후단부재
47 : 와셔부 51 : 제3의 자성편
52, 53 : 틀부 54, 55 : 접착제
57 : 케이스 표면 58 : 케이스 이면
61 : 구동 코일 62 : 자성편
63 : 제1 구동 마그넷 64 : 제2 구동 마그넷
g1, g2, g3 : 간극
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 렌즈를 구비한 이동체와, 이 이동체를 렌즈 광축 방향으로 이동시킴과 동시에, 이동체를 지지하는 고정체를 갖는 렌즈 구동 장치에 있어서, 이동체는 구동 마그넷 및 구동 코일 중 어느 하나를 구비하고, 고정체는 구동마그넷 및 구동 코일 중 다른 하나를 구비하며, 구동 마그넷과 구동 코일과는, 서로의 자기 흡인력 또는 자기 반발력에 의하여 이동체를 이동 가능하게, 광축 방향으로 배열 설치하고 있다.
이 발명에서는, 렌즈 구동 장치의 구성이 간단하게 되어 부품 개수를 적게 할 수 있고, 소형화에 적합한 것으로 된다. 게다가, 구동 마그넷과 구동 코일이 광축 방향으로 배열 설치되고 있기 때문에, 지름 방향에서의 소형화를 한층 도모할 수 있다.
또, 상술한 발명의 렌즈 구동 장치에 더하여, 구동 코일은, 렌즈 광축의 주위에 이 렌즈 광축을 에워싸도록 하여 감겨지고, 구동 마그넷은, 중앙에 구멍을 갖는 링형상으로 되며, 그 구멍을 에워싸는 부분이 NS극 중 하나의 극에, 그 외주부분이 NS극 중 다른 하나의 극에 각각 단극 착자(單極 着磁)되고 있다. 이러한 구성을 채용함으로써, 구동 마그넷의 렌즈 광축 방향 상하의 대응하는 위치에 구동 코일을 배치할 수 있고, 한 층의 소형화나 구성의 간단화가 달성된다.
또 다른 발명은, 상술한 발명의 렌즈 구동 장치에 더하여, 코일에 대한 통전을 정지했을 때, 이동체를 고정체에 대하여 소정 위치에 위치 유지시키는 위치 유지 수단을 갖고 있다. 이 발명에스는 렌즈를 소정의 위치에 유지할 때에 전력을 공급할 필요가 없어지고, 소비 전력을 적게 할 수 있다.
또한, 위치 유지 수단은, 자기 흡인력에 의하여 위치 유지시키는 자기적 수단인 것이 바람직하다. 이 구성을 채용하면, 위치 유지 수단을 간단한 구성으로 할 수 있고, 또 저가격화도 용이하게 달성할 수 있다.
또, 본 발명의 렌즈 구동 장치는, 렌즈를 구비한 이동체와, 이 이동체를 렌즈의 광축 방향으로 이동시킴과 동시에, 이동체를 지지하는 고정체를 갖는 렌즈 구동 장치에 있어서, 이동체는 렌즈와 함께 광축 방향으로 이동 가능한 구동 마그넷을 구비하고, 고정체는, 구동 마그넷과 자기 회로를 구성함과 동시에, 렌즈의 광축 방향으로 배치된 제1 구동 코일 및 제2 구동 코일과, 이 제1 구동 코일 및 제2 구동 코일에 대향 배치된 제1 자성편 및 제2 자성편을 구비하고, 제1 구동 코일 또는 상기 제2 구동 코일에의 통전을 정지했을 때에 구동 마그넷과 제1 자성편 또는 제2 자성편과의 자기 흡착에 의하여 이동체를 소정의 위치에 유지하고, 제1 구동 코일 또는 제2 구동 코일에의 통전에 의하여 이동체를 제1 구동 코일과 제2 구동 코일과의 사이에서 이동시키고 있다.
이 발명에 의하면, 제1 구동 코일과 제2 구동 코일 중 적어도 어느 하나에 소정 방향으로 통전하면, 이동체가 렌즈와 함께 광축 방향의 일정 방향으로 이동하고, 제1 구동 코일과 제2구동 코일 중 적어도 어느 하나에 반대방향으로 통전하면, 이동체가 렌즈와 함께 광축 방향의 반대방향으로 이동한다. 이와 같이 이 렌즈 구동 장치에서는, 구성이 간단하게되며 부품 개수를 적게 할 수 있고, 소형화에 적합한 것으로 된다. 이에 더하여, 이동체의 각각의 이동 위치에서는, 구동 마그넷과 제1 자성편 또는 제2 자성편과의 자기 흡인력에 의하여 각각의 위치가 유지된다. 이러한 위치 유지되는 동안에는 구동 코일에의 통전은 불필요하므로, 소비 전력을 낮게 억제하는 것이 가능하다.
또 다른 발명은, 상술한 발명에 더하여, 제1 구동 코일과 제2 구동 코일의 사이에 구동 마그넷이 배치되고 있다. 이 구성에 의하여 광축 방향으로 이동하는 이동체의 구성을 간편한 것으로 할 수 있음과 동시에 고정체측의 배치 구조도 간편한 것으로 할 수 있다.
또한, 다른 발명은 상술한 발명에 더하여, 이동체는, 렌즈를 지지하는 원통 형상의 경통을 가지며, 이 경통의 외주에 링형상의 구동 마그넷이 일체로 고착되고 있는 것으로 하고 있다. 이 발명에 의하면, 구동 마그넷의 형상이 단순화됨과 동시에 이동체 자체의 구조도 간단하게 된다.
또, 다른 발명은, 렌즈를 구비한 이동체와, 이 이동체를 렌즈의 광축 방향으로 이동시킴과 동시에, 이동체를 지지하는 고정체를 갖는 렌즈 구동 장치에 있어서, 이동체는 렌즈와 함께 광축 방향으로 이동 가능한 구동 코일과 자성편을 구비하고, 고정체는 구동 코일을 끼워서 렌즈의 광축 방향으로 배치된 제1 구동 마그넷 및 제2 구동 마그넷을 구비함과 동시에, 구동 마그넷과 자기 회로를 구성하고, 구동 코일에의 통전을 정지했을 때에 제1 구동 마그넷과 제2 구동 마그넷 중 하나와 자성편과의 자기 흡착에 의하여 이동체를 소정의 위치에 유지하고, 구동 코일에의통전에 의하여 이동체를 제1 구동 마그넷과 제2 구동 마그넷과의 사이에서 이동시키고 있다.
이 발명에 의하면, 구성이 단순하게되어 부품 개수를 적게 할 수 있고, 소형화에 적합한 것으로 된다. 그 동작으로서는, 구동 코일에의 통전 방향에 의해 이동체의 이동 방향이 서로 반대방향으로 된다. 이동체의 하나의 이동 위치와 다른 하나의 이동 위치에서는, 제1 구동 마그넷 또는 제2 구동 마그넷과 자성편과의 자기 흡인력에 의하여 각각의 위치가 유지된다. 이러한 위치 유지되는 동안에는 구동 코일에의 통전은 불필요하므로, 소비 전력을 낮게 억제할 수 있다.
또, 피사체로부터의 빛을 통과시킴과 동시에 이동체의 전방으로의 이동을 저지하는 완충재를 갖는 부재가 고정체의 일부로서, 그 전방에 고정 배치되는 것이 바람직하다. 이 구성을 채용하면, 피사체측으로부터 쓰레기나 먼지 등이 렌즈 구동 장치 내부로 침입하는 것을 간단한 구성으로 방지할 수 있다. 또, 이동체의 전방으로의 이동을 충격을 주는 일없이 저지할 수 있다.
또, 본 발명의 카메라 부착 휴대 기기는, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 렌즈구동 장치를 카메라 부분에 배치하고 있다.
이러한 카메라 부착 휴대 기기는, 렌즈 구동 장치 부분의 구성이 단순하게 되고 부품 개수가 적어지므로, 카메라 부분의 조립이 용이해지고 조립 효율이 향상된다. 게다가 렌즈 구동 장치가 소형화에 적합한 것으로 되기 때문에 카메라 부분이 소형화되고, 휴대 기기에 있어서는 전체를 경량화할 수 있는 것으로 됨과 동시에, 카메라 이외의 부분에 본래의 기능을 충분히 적재할 수 있고, 고기능화를 달성하기 쉬운 것으로 된다.
또 다른 발명의 카메라 부착 휴대 기기는, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 렌즈구동 장치와, 피사체로부터의 빛을 통과시킴과 동시에 피사체측으로부터의 쓰레기의 침입을 방지하기 위해 렌즈 구동 장치의 대물측에 고정 배치된 커버와, 렌즈 구동 장치중의 렌즈를 끼워서 커버와는 광축 방향의 반대측에 고정 배치된 촬상 소자를 가지며, 커버의 표면이 외부에 노출되도록 배치됨과 동시에 촬상 소자에 접속되는 기판을 렌즈 구동 장치의 후방으로부터 그 직경 내에 수납되도록 배치하고 있다.
이 카메라 부착 휴대 기기는, 쓰레기나 먼지의 침입 방지의 면에서 유리하게 되며, 또 휴대 기기에 편입하기 쉬운 것으로 된다. 또, 이 카메라 부착 휴대 기기는, 렌즈 구동 장치 부분의 구성이 단순하게 되며, 부품 개수가 적어지기 때문에, 카메라 부분의 조립이 용이해지며 조립 효율이 향상된다. 게다가 렌즈 구동 장치가 소형화에 적합한 것으로 되기 때문에, 카메라 부분이 소형화되고, 휴대 기기에 있어서는 전체를 경량화할 수 있게 됨과 동시에, 카메라 이외의 부분에 본래의 기능을 충분히 적재할 수 있고, 고기능화를 달성하기 쉬운 것으로 된다.
<발명의 실시 형태>
이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 관련된 렌즈 구동 장치 및 카메라 부착 휴대 기기의 실시의 형태에 대하여 설명한다. 각 실시 형태는, 휴대 전화와 같은 휴대 기기의 카메라 부분으로서 탑재하는데 적합한 구성으로 되어 있으나, PDA(Personal Digital Assistance) 등 다른 휴대 기기에 탑재하도록 해도 된다.
도 1에 나타내는 제1의 실시 형태의 렌즈 구동 장치(1)는 크게, 이동체(10)와, 고정체(24)로 구성되고 있다. 이동체(10)는, 광축(11)이 그 중심에 위치하게 되는 대략 원통 형상의 경통(12)을 갖고 있고, 경통(12)의 내부에 렌즈(14)가 갖춰져 있다. 렌즈(14)는, 카메라의 촬영 렌즈로, 여러 장의 렌즈를 조합함으로써 구성되고 있다. 도 1의 상부측이 피사체측 렌즈(14a)이고, 하부측이 카메라 보디측 렌즈(14b)이다.
경통(12)의 외주는 전방측이 대경(大徑)으로, 후방측이 소경(小徑)으로 형성되고 그 경계에 계단부가 형성되고 있다. 후방측의 소경부에는, 링형상으로 형성된 구동 마그넷(16)이 형성되고, 구동 마그넷(16)은 상술한 단부에 접촉된 상태에서 경통(12)에 일체로 고착되고 있다. 구동 마그넷(16)은, 마치 경통(12)의 플랜지부인 것처럼 경통(12)의 외주면으로부터 외측으로 돌출하고 있다.
경통(12)의 전단부, 즉 피사체측의 단부에는, 피사체로부터의 반사광을 렌즈(14)에 수용하는 원형의 입사창(18)이 전단면(20)의 중앙에 형성되어 있다. 입사창(18)의 전방에는, 렌즈 유지용의 개폐가 자유로운 배리어가 설치되나, 도시는 생략되어 있다.
경통(12)은 고정체(24) 내부에 삽입된다. 고정체(24)도 대략 원통형상으로 형성되며, 그 후단부 내주(25)에 경통(12)의 후단부(22)의 외주가, 고정체(24)의 후단부 내주(25)는 가이드로서 렌즈(14)의 광축(11) 방향으로 이동 가능하게 끼워져 있다. 구석측, 즉 카메라 보디측으로의 경통(12)의 이동 한계는, 경통(12)의 후단면이, 고정체(24)를 형성하는 통부(筒部)(26)의 후단에 내측으로 형성된 돌출 모서리(27)에 접촉함으로써 그 위치가 결정되게 되어 있다. 도 1은 경통(12)이 가장 구석측으로 이동한 상태를 나타내고 있다.
경통(12)과 일체로 동작하는 구동 마그넷(16)은, 통부(26)의 후단부 내주(25)의 전방측으로서 이 후단부 내주(25)보다 그 내경이 더 큰 대경으로 형성된 통부(26)의 내주에 약간의 간극을 가지고 대향하도록 설치되어 있다. 또, 구동 마그넷(16)은, 통부(26)에 대하여 광축(11)의 방향으로 상대 이동 가능하게 수납되고 있다. 또, 고정체(24)의 내주에는, 구동 마그넷(16)보다 구석측에, 그 구동 마그넷(16)에 대향하도록 링형상으로 감겨진 제1 구동 코일(28)이 배치되고, 이 제1 구동 코일(28)에 대하여 구동 마그넷(16)을 끼우도록 하여 제2 구동 코일(30)이 배치되고 있다.
제1 구동 코일(28)의 구석측에 링형상의 제1 자성편(32)이 끼워지고, 이 제1 자성편(32)과 제1 구동 코일(28)은, 함께 고정체(24)의 통부(26)에 접착 등에 의하여 고정되고 있다. 상술한 것처럼, 제1 구동 코일(28)의 전단면과 구동 마그넷(16)의 후단면은 대향하고 있다.
고정체(24)의 전단부(前端部) 내주에는, 구동 마그넷(16)보다 전방측 위치에, 상술한 것처럼, 링형상의 원형으로 감겨진 제2 구동 코일(30)이 끼워지고, 또한 이 구동 코일(30)에 겹쳐서 링형상의 제2 자성편(34)이 끼워져서 고정체(24)의 통부(26)에 접착 등에 의하여 고정되고 있다. 구동 마그넷(16)의 전단면과 제2 구동 코일(30)의 후단면이 대향하고 있다. 따라서 구동 마그넷(16)을 끼워서 광축(11)의 방향으로 정렬한 제1 구동코일(28)과 제2 구동 코일(30)의 광축 방향외측단면에 각각 제1 자성편(32) 및 제2 자성편(34)이 배치되고 있고, 구동 마그넷(16)은 제1, 제2 구동 코일(28, 30)에 의해 광축(11)의 방향으로 끼워지는 구성으로 된다.
제1, 제2 자성편(32, 34)은, 와셔 형상의 강자성체, 예를 들면 강판으로 이루어진다. 구동마그넷(16)으로부터 나온 자속은, 제1 구동 코일(28)이나 제1 자성편(32)을 그 중심측으로부터 외주측으로 통과하여 구동 마그넷(16)으로 돌아온다. 또, 구동 마그넷(16)으로부터의 자속은, 제2 자성편(34)이나 제2 구동 코일(30)을 그 중심측으로부터 외주측으로 통과하고, 구동 마그넷(16)에 이르게 되어 있으며, 이러한 부재에 의하여 자기 회로가 구성되고 있다. 따라서 구동 마그넷(16)에 의하여 형성되는 자장 중에 제1, 제2 구동 코일(28, 30)이 위치하고 있다.
제1, 제2 구동 코일(28, 30)의 대향면간 거리는, 구동 마그넷(16)의 광축(11)의 방향의 두께보다 크며, 구동 마그넷(16)과 제1 구동 코일(28) 또는 제2 구동코일(30)과의 사이에는 광축(11) 방향의 간극이 생기고 있어서, 이 간극의 범위 내에서 구동 마그넷(16) 및 구동 마그넷(16)과 일체의 경통(12)이 광축(11)의 방향으로 이동할 수 있다.
도 1에 나타내는 상태에서는, 구동 마그넷(16)이 경통(12)과 함께 구석측으로 이동하고, 구동 코일(28, 30)에 통전되지 않아도, 구동 마그넷(16)과 제1 자성체(32)와의 사이에 생기는 자기 흡인력에 의하여 이동한 위치에서 유지되고 있다. 이 때의 렌즈(14)의 위치는, 통상적인 촬영 위치(이하, 통상 촬영 위치라 한다.)로 되어 있다. 이 때, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 구동 코일(28)과 구동마그넷(16)과의 사이에 근소한 간극이 생기고 있다. 이것은 제1 구동 코일(28)과 구동 마그넷(16)이 충돌하면, 어느 하나 또는 둘 모두가 손상을 입고 말기 때문이며, 그러한 충돌을 방지하는 것이다.
도 1에 나타내는 상태에 있어서, 소정의 매크로 변환 스위치(도시되지 않음)가 조작되면, 제1, 제2 구동 코일(28, 30) 중 적어도 하나가 소정 방향으로 통전되고, 이 전류 방향과 구동 마그넷(16)에 의한 자장 방향에 의하여, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 구동 마그넷(16)을 전방으로 압출하는(밀어내는) 방향의 전자력이 작용하고, 구동 마그넷(16)과 함께 경통(12)이 전방으로 진출한다. 이 진출량은, 구동 마그넷(16)과 제1, 제2 구동코일(28, 30)과의 사이에 생기는 상술한 간극의 범위 내에 있다. 경통(12)과 함께 렌즈(14)가 전방으로 진출하여 매크로 촬영이 가능하게 된다. 또한, 플레밍의 왼손 법칙은, 자장 중에 선전류(線電流)가 흐르고 있을 때에, 그 선전류가 흐르고 있는 물체에 작용하는 힘의 관계를 나타내는 것이지만, 이 실시 형태에서는, 구동 코일(28, 30)이 함께 고정되어 있기 때문에 반작용으로서 구동 마그넷(16)에 힘이 작용하게 된다.
경통(12)이 전방으로 진출하면, 그 전단면(20)이 후술하는 완충재(36)에 충돌함으로써 그 전방으로의 진출이 저지된다. 이렇게 전방으로 진출한 렌즈(14)의 위치는, 구동 코일(28, 30)에 통전되지 않아도, 구동 마그넷(16)과 제2 자성체(34)와의 사이에 생기는 자기 흡인력에 의하여 지지된다. 이 때도, 제2 구동 코일(30)과 구동 마그넷(16)과의 사이에는 근소한 간극을 발생시키고 있다. 이것도 제2 구동 코일(30)과 구동 마그넷(16)이 충돌하여, 이들 구성요소가 손상되는 것을 방지하기 때문이다.
전방으로의 이동시에 생기는 전자력은, 제1의 구동 코일(28)에의 통전에서는 구동마그넷(16)을 전방측으로 이동시키는 방향으로 발생시키고, 제2의 구동 코일(30)에의 통전에서도 구동마그넷(16)을 전방측으로 이동시키는 방향으로 발생시킨다. 제1, 제2 구동 코일(28, 30)의 양쪽에 동시에 통전해도 되고, 어느 하나에 통전해도 된다.
상술한 전자력에 의해 경통(12)이 전방으로 진출할 때에 충격력이 발생하지 않도록, 경통(12)의 전단면(20)에 대향하는 고정체(24)의 면에 판스프링 등으로 이루어지는 완충재(36)가 고착되고있다. 이 완충재(36)는, 고정체(24)를 구성하는 원형의 접시 형상의 커버(42)의 이동체(10)와 대향하는 면에 복수의 돌기로서 형성되고 있다. 커버(42)는, 피사체로부터의 빛을 렌즈(14)측에 통과시킴과 동시에, 렌즈(14)측에 외부의 쓰레기나 먼지가 들어가지 않도록 하는 것으로, 고정체(24)의 통부(26)에 끼워 맞춰지고, 접착제 등으로 통부(26)에 고정되고 있다.
렌즈 구동 장치(1)의 광축(11)에 따른 구석측에는, 후술하는 와셔부(47)에 고정된 후단부재(46)에 필터(43)가 배치되고, 다시, 그 안쪽에 촬상 소자(44)가 고정 배치되고 있다. 필터(43)는, 촬상 소자(44)의 검출 파장에 대응시켜서 소정의 파장의 빛을 차단하기 위한 것이다. 촬상 소자(44)는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 구성되고, 그 검지 신호를 회로기판(45)에 보낸다. 검지 신호로 된 화상 신호는, 회로기판(45)을 통하여 도시하지 않은 제어부(마이크로 컴퓨터 등으로 구성됨)에 보내진다.
또한, 회로 기판(45)의 외경은, 고정체(24)를 구성하는 통부(26)의 직경보다 작게 되고, 통부(26)의 외부로 비어져 나오지 않도록 되어 있다. 또한, 촬상 소자(44)로서는, CMOS 이외에 CCD나 VMIS 등을 채용할 수 있다.
매크로 촬영 위치로부터 통상 촬영 위치로 변환하기 위해서는, 변환 스위치를 통상 촬영 위치로 변환한다. 이러한 변환에 의하여, 제1, 제2 구동 코일(28, 30) 중 적어도 하나에 반대방향으로 통전되고, 이 전류 방향과 구동 마그넷(16)에 의한 자장 방향에 의하여, 플레밍의 왼손 법칙에 의하여 구동 마그넷(16)을 후방으로 되돌리는 방향의 전자력이 작용하여, 구동 마그넷(16)과 함께 경통(12)이 후퇴하고, 도 1에 나타내는 통상 촬영 위치로 된다.
덧붙여서 말하면, 도 1에 도시되는 제1의 실시 형태의 치수 데이터의 예를 나타내면, 고정체(24)의 통부(26)의 외경은 10.5mm, 통부(26)의 높이는 5.5mm, 경통(12)의 이동 스트로크는 0.2mm 정도로 할 수 있다. 또, 두 렌즈(14a,14b)를 도 1에 나타내는 바와 같이 비구면 렌즈로 하고, 또한 수지 렌즈로 하는 것이 바람직하다. 또한, 매크로 촬영과 통상 촬영과의 변환을 위해 제1 구동 코일(28)이나 제2 구동 코일(30)에 전류를 흐르게 하는 구동 시간은 최소로 5msec로 되어 있다.
이러한 제1의 실시 형태의 렌즈 구동 장치(1)에서는, 고정체(24)의 틀을 구성하는 부재로서, 통부(26)와 커버(42)가 존재하는 것을 언급했지만, 이러한 통부(26)는, 필터(43)나 촬상 소자(44)를 지지하는 후단부재(46)를 감합 지지하는 와셔부(47)에 접착제 등으로 고정되고 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 후단부재(46)나 와셔부(47)도 고정체(24)의 일부를 형성하고 있다.
도 1에 나타내는 제1의 실시 형태에서는, 가동측에 구동 마그넷(16)을, 고정측에 구동코일(28, 30)을 배치한 이동 마그넷형의 구성으로 되어 있으나, 가동측에 구동코일을, 고정측에 구동 마그넷을 배치한 무빙 코일형으로 해도 된다.
예를 들면, 이동체(10)는, 렌즈(14)와 함께 광축(11)의 방향으로 이동 가능한 구동 코일과 자성편을 구비하고, 고정체(24)는, 상기 구동 코일을 끼워서 렌즈(14)의 광축(11)의 방향으로 배치된 제1 구동 마그넷 및 제2 구동 마그넷을 구비함과 동시에, 상기 구동 마그넷과 자기 회로를 구성하고, 구동 코일에의 통전을 정지했을 때에 제1 구동 마그넷과 제2 구동 마그넷 중 하나와 자성편과의 자기 흡착에 의하여 이동체를 소정의 위치로 유지하고, 구동 코일에의 통전에 의하여 이동체(10)를 제1 구동 마그넷과 제2 구동 마그넷의 사이에서 이동시키도록 구성해도 된다. 이동 가능한 구동 코일에 통전하기 위해, 플렉시블 리드선을 사용할 필요가 있으나, 휴대 기기에 탑재되는 카메라에 적용되는 렌즈 구동 장치에 있어서는, 상술한 대로 0.2mm 정도의 이동 스트로크가 있으면 족하므로, 특수한 리드선을 이용할 필요는 없다.
도 1에 나타내는 제1의 실시 형태에 있어서, 구동 마그넷(16)으로부터 제1 구동 코일(28)이나 제2 구동 코일(30)로의 자속의 흐름은, 제1 구동 코일(28)과 제2 구동 코일(30)의 부분에서 구동 마그넷(16)의 구동에 필요한 방향 성분이 되면 좋다. 따라서 구동마그넷(16)은, 이것을 구동 코일의 내경보다 내측에 배치해도 되고, 구동 코일의 외경보다 외측에 배치해도 된다.
도 2에 나타내는 제2의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1A)는, 구동 마그넷(16)을 구동코일(28, 30)의 내경보다 내측에 배치한 예이다. 구동 마그넷(16)은, 도 1에 나타내는 제1의 실시 형태의 것에 있어서 반경 방향 외측의 대략 절반을 제거하고, 구동 코일(28, 30)은 반경 방향 내측의 대략 절반을 제거한 형태로 되어 있다.
도 3에 나타내는 제3의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1B)는, 구동 마그넷(16)을 구동코일의 외경보다 외측에 배치한 예이다. 도 3에 있어서, 경통(12)의 외주에는, 광축(11) 방향의 거의 중앙에 원형 모양의 플랜지부(12a)가 일체로 형성되어 있고, 이 플랜지부(12a)의 외주면에 구동 마그넷(16)이 고정되고 있다. 제1 구동 코일(28)의 외경과 구동 마그넷(16)의 내경은 거의 동일하며, 제2 구동 코일(30)의 내경과 외경의 폭 내에 구동 마그넷(16)의 내경이 위치하고 있다.
도 1에 나타내는 제1의 실시 형태와 같이, 제1 자성편(32), 제2 자성편(34)의 형상은, 평판 형상이 일반적이긴 하나, 구동 마그넷(16)과의 사이의 흡착력을 조정하기 위해, 형상을 고안해 내도 좋다. 또, 도 1에 나타내는 제1의 실시 형태와 같이, 렌즈(14)가 표준측(통상 촬영 위치)에 있는 경우와 매크로 측에 있는 경우의 흡인력의 밸런스를 고려하여, 제1 자성편(32)과 제2 자성편(34)의 형상이 같고, 또한 면적도 동일하게 하는 것이 일반적이지만, 요구되는 사양이나, 누설 자속(漏洩磁束) 등 자기 회로의 영향도 고려하여, 제1 자성편(32)과 제2 자성편(34)은 서로 다른 형상 또는 다른 면적으로 해도 된다.
도 4에 가리키는 제4의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1C)는, 제1 자성편(32), 제2 자성편(34)의 단면 형상을 「コ」자 형으로 하여 제1 구동 코일(28),제2 구동 코일(30)에 끼워, 「コ」자의 개구부를 대향시킨 것이다.
도 5에 나타내는 제5의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1D)는, 제1 자성편(32), 제2 자성편(34)의 단면 형상을 L 형으로 한 것이다.
여기까지 설명한 제1 내지 제5의 실시 형태는, 구동 마그넷(16)과 구동 코일(28, 30)을 광축 방향으로 겹쳐지도록 배치하여, 구동 마그넷(16)을 광축(11)의 방향으로 직선 운동시키는 구성이며, 가령, 구동 코일(28, 30)의 코일이 단선되거나 하여, 구동 코일(28, 30)이 동작하지 않게 되었다고 해도, 카메라를 손에 갖고 흔드는 것과 같은 원심력, 관성력, 등등 어떠한 힘을 발생시킴으로써 렌즈를 이동시키고, 이동 위치에서는 마그넷과 자성편 사이의 자기적 흡인력으로 그 위치를 유지시키도록 할 수 있다. 즉, 코일 단선이나 전지량이 감소하여, 전기적 제어를 행할 수 없다 되었다 해도, 기계적인 힘으로, 계속해서 렌즈(14)의 위치를 변환할 수 있어, 사용 불능이라고 하는 최악의 사태를 피할 수 있다.
도 6에 나타내는 제6의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1E)는, 도 1에 나타내는 제1의 실시 형태로부터 제1 자성편(32), 제2 자성편(34)을 제거한 구조로 한 것이다. 이러한 실시 형태에 의하면, 통상 촬영 위치로 되는 표준측 또는 매크로 촬영 위치로 되는 매크로 측에서 렌즈를 지지하기 위해, 구동 코일(28)이나 구동 코일(30)에 전류를 흐르게 하지 않으면 안 된다고 하는 난점이 있다. 그러나, 구동 마그넷(16)을 직선성이 양호하게 구동할 수 있다고 하는 이점이나, 렌즈(14)를 표준 위치와 매크로 위치의 사이의 도중에서 정지시키는 것이 가능해지기 때문에, 오토매틱 포커스나 줌 등 다른 기능을 갖게 하는 것이 용이해진다고 하는 이점이 생긴다.
다음에, 제1의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1)의 조립 방법에 대해 도 1 및 도 7을 참조하여 설명한다. 또한, 제2 내지 제6의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1A∼1E) 및 후술하는 다른 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치도 거의 같은 조립 방법을 채용하고 있다.
먼저, 촬상 소자(44), 회로 기판(45) 및 필터(43) 등을 갖는 후단부재(46)를 와셔부(47)에 감합 고정한다. 한편, 고정체(24)의 통부(26)에 제1 자성편(32)을 넣고 고정한다. 다음에, 제1 구동 코일(28)을 제1 자성편(32)에 겹치게 배치하여 고정한다. 그 후, 구동 마그넷(16)이 고정되고, 렌즈(14)를 내부에 갖는 이동체(10)를 통부(26)에 편입한다.
그 후, 제2 구동 코일(30)을 통부(26)에 넣어 고정하고, 다시, 제2 자성편(34)을 제2 구동 코일(30)에 겹치게 배치하여 고정한다. 다음에, 커버(42)를 통부(26)에 끼워 맞춰 임시 고정한다. 이 상태에서, 통부(26)를 와셔부(47)에 넣고, 촬상 소자(44)와 렌즈(14)와의 거리를 조절하고, 렌즈(14)가 통상 촬영 위치에서 적절한 화상을 얻을 수 있도록 한다. 그러한 상태로 된 위치에서 접착제를 와셔부(47)와 통부(26)의 사이에 삽입하여 양자를 고정한다.
다음에, 커버(42)를 광축(11)의 방향으로 전후 이동시켜, 렌즈(14)가 매크로 촬영 위치로 될 때에 적절한 촬영이 가능해지는 위치에서 커버(42)를 고정한다. 즉, 경통(12)의 전단면(20)이 완충재(36)에 부딪치는 상태로 되는 매크로 촬영 위치에서 적절한 매크로 화상을 얻을 수 있도록, 커버(42)를 통부(26)에 대하여광축(11) 방향으로 전후시켜, 적절한 위치에서 두 요소를 접착제 등을 이용하여 고정하다. 또한, 완충재(36)는, 도 7에 나타낸 것처럼, 120도 간격으로 3곳에 설치하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 제7의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1F)에 대하여, 도 8을 참조하여 설명한다. 이 렌즈 구동 장치(1F)는, 렌즈 구동 장치(1)와 기본 구성은 동일하므로, 동일 부재에는 동일 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략함과 동시에 다른 점만을 주로 설명하기로 한다.
렌즈 구동 장치(1F)는, 제1 구동 코일(28)과 제2 구동 코일(30)의 사이에 링형상의 제3의 자성편(51)을 배치하는 것으로, 구동 마그넷(16)을 가동 중도에 정지 지지할 수 있도록 한 것이다. 즉, 3 위치의 스텝 구동을 가능하게 한 것이다. 구체적인 예로 나타내면, 통상 촬영 위치와 매크로 촬영 위치의 두 위치에 더하여, 이들 위치의 중간의 3m 전후에서의 촬영이 깨끗하게 행해질 수 있는 위치를 가질 수 있도록 할 수 있다. 이 중간에 배치되는 제3의 자성편(51)을 하나가 아닌 복수로 하는 것으로, 4 스텝 이상의 구동이 가능하게 된다.
또한, 이 렌즈 구동 장치(1F)에서는, 상술한 각 실시 형태와 마찬가지로, 피사체측 렌즈(14a)는 틀부(52)와 일체적으로 수지 성형된 비구면 렌즈로, 카메라 보디측 렌즈(14b)도 틀부(53)와 일체적으로 수지 성형된 비구면 렌즈로 되어 있다. 또, 커버(42)와 통부(26)는 접착제(54)에 의하여 고정되고, 통부(26)와 와셔부(47)는 접착제(55)에 의하여 고정된다.
또, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 경통(12)의 외주와 제2 구동 코일(30) 및제2 자성편(34)의 각 내주와의 사이에는 간극(g1)이, 구동 마그넷(16)의 외주와 통부(26)의 내주와의 사이에는 간극(g2)이, 경통(12)의 외주와 제1 구동 코일(28) 및 제1 자성편(28)의 각 내주와의 사이에는 간극(g3)이 각각 형성되어 있다. 이 렌즈 구동 장치(1F)에서는, 각 간극(g1, g2, g3)의 사이에는, g3>g2와 g3>g1의 관계가 존재하고 있다. 또, 간극(g1, g2)의 사이에는, g2>g1의 관계를 갖게 하는 것이 바람직하다.
또, 이 렌즈 구동 장치(1F)는, 휴대 기기로 되는 휴대 전화기의 케이스 표면(57)과 커버(42)의 표면이 동일 평면 또는 거의 동일 평면으로 되도록 배치되고 있다. 또, 휴대전화기의 케이스 이면(58)과 렌즈(14)와의 사이에 촬상 소자(44)나 회로 기판(45)이 배치l되는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 렌즈 구동 장치(1F)의 외주 부분에, 충분한 스페이스를 취할 수 있고, 이 렌즈 구동 장치(1F)를 휴대 기기에 편입하기 쉬워진다. 이 케이스 표면(57)과 케이스 이면(58)은, 다른 도면에서는 생략하고 있지만, 전부 도 8과 동일한 위치 관계로 되어 있다. 또한, 구동 마그넷(16)은, 다른 실시 형태의 것과 마찬가지로 링형상(도 7, 도 9 참조)으로 되고 있고, 중앙의 구멍(16a)을 에워싸는 부분이 N극에 착자되고, 전체의 외주 부분이 S극에 각각 단극 착자되고 있다. 또한, 이러한 착자 관계는, NS가 반대로 되도록 착자해도 된다.
다음에, 제8의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1G)를, 도 10에 근거하여 설명한다. 이 렌즈 구동 장치(1G)는, 렌즈 구동 장치(1)와 기본 개념은 동일하며, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략함과 동시에 다른 점만을주로 설명하기로 한다.
이 렌즈 구동 장치(1G)는, 제1 내지 제7의 렌즈 구동 장치(1, 1A∼1F)의 구성과 반대의 구성, 즉, 가동측으로 되는 이동체(10)의 측에 원형으로 감겨진 링형상의 구동 코일(61)과 링형상의 자성편(62)을 배치하고, 고정측으로 되는 고정체(24)의 측에 제1 구동 마그넷(63)과 제2 구동 마그넷(64)을 배치한 것이다. 자성편(62)은, 이 렌즈 구동 장치(1G)에서는 구동 코일(61)의 래디얼 방향 외경측에 배치되고 있지만, 래디얼 방향 내경측에 배치해도 된다. 또, 제1 구동 마그넷(63)과 제2 구동 마그넷(64)은, 함께 도 9에 나타내는 것과 같은 착자가 행해진 링형상의 마그넷으로 되어 있다. 또한, 두 마그넷(63, 64)을 함께 NS의 착자 관계가 반대로 되는 것으로 해도 된다. 이 경우, 구동 코일(61)에의 통전 방향을 반대방향으로 하는 것이 된다. 이러한 반대방향으로의 통전은, 다른 실시 형태에서 착자 관계를 반대로 한 경우에도 들어맞는다.
다음으로, 제9의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1H)를 도 11에 근거하여 설명한다. 이 렌즈 구동 장치(1H)는, 렌즈 구동 장치(1)와 기본 구성은 동일하며, 동일 부재에는 동일부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략함과 동시에 다른 점만을 주로 설명하기로 한다.
이 렌즈 구동 장치(1H)는, 제8의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1G)의 경우, 이동체(10)에 하나의 자성편(62)만을 배치하였던 것에 비해서, 구동 코일(61)을 끼우도록 링형상의 제2의 자성편(65)을 배치한 것이다. 2개의 자성편(62, 65)을 배치하고 있기 때문에, 위치 유지력이 강한 것으로 된다.
다음으로, 제10의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1J)를, 도 12에 근거하여 설명한다. 이 렌즈 구동 장치(1J)는, 렌즈 구동 장치(1)나 렌즈 구동 장치(1H)와 기본 구성은 동일하며, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략함과 동시에 다른 점만을 주로 설명하기로 한다.
이 렌즈 구동 장치(1J)는, 제9의 실시의 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1H)의 2개의 자성편(62, 65)을 링형상의 구동 코일(61)의 축방향 상하로 배치한 자성편(66, 67)으로 한 것이다. 이 자성편(66, 67)은, 함께 링형상이면서 평판 형상으로 되어 있다. 이 때문에, 두 마그넷(63, 64)과의 대향면적이 커지고, 위치 유지력의 면에서 유리하게 된다.
다음에, 제11의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1K)를 도 13에 근거하여 설명한다. 이 렌즈 구동 장치(1K)는, 렌즈 구동 장치(1)와 기본 개념은 동일하고, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략함과 동시에 다른 점만을 주로 설명하기로 한다.
이 렌즈 구동 장치(1K)는, 가동부로 되는 이동체(10)측에, 평판 형상이면서 링형상의 자성편(71)을 배치하고, 고정부로 되는 고정체(24)측에 자성편(71)을 끼우도록 링형상의 제1 구동 마그넷(63)과 원형으로 감겨진 링형상의 제1 구동 코일(72)의 조(組)와, 링형상의 제2 구동 마그넷(64)과 원형으로 감겨진 링형상의 제2 구동 코일(73)의 조가 배치되고 있다.
이 렌즈 구동 장치(1K)에서는, 제1 구동 마그넷(63)이나 제2 구동 마그넷(64)으로부터 자성편(71)에 흐르는 자속의 양에 대하여, 제1 구동 코일(72),제2 구동 코일(73)에 의하여 차(差)를 발생시켜서 이동체(10)를 광축(11)의 방향으로 동작시키는 것으로 된다.
다음에, 제12의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1L)를 도 14에 근거하여 설명한다. 이 렌즈 구동 장치(1L)는, 렌즈 구동 장치(1)와 기본 구성은 동일하며, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략함과 동시에 다른 점만을 주로 설명하기로 한다.
이 렌즈 구동 장치(1L)는, 이동체(10), 즉 구동 마그넷(16)의 위치 유지를, 구동 마그넷(16)의 외주면과 통부(26)의 내주면과의 접촉에 의한 마찰력으로 행하는 것이다. 즉, 이 렌즈 구동 장치(11)에서는, 간극(g2)은 발생하고 있지 않거나 또는 점성유체로 그 간극(g2)이 메워져 있는 것으로 되어 있다. 마찰력의 조정을 위해, 고체상 또는 액체상의 물질을 통부(26)의 내주면 또는 구동 마그넷(16)의 외주면에 도포 또는 충전하도록 해도 된다.
다음에, 제13의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1M)를 도 15에 근거하여 설명한다. 이 렌즈 구동 장치(1M)는, 렌즈 구동 장치(1)와 기본 구성은 동일하며, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략함과 동시에 다른 점만을 주로 설명하기로 한다.
이 렌즈 구동 장치(1M)는, 제1의 실시 형태의 렌즈 구동 장치(1)의 하부측(구석측)의 제1의 구동 코일(28)과 제1 자성편(32)을, 링형상의 고정 마그넷(75)으로 대체한 것이다. 이 실시 형태에서, 고정 마그넷(75)의 착자는, 구동 마그넷(16)과는 반대로 되는 착자로 하고 양자가 인력(引力) 상태에 있는 구성으로 하고 있지만, 착자 관계를 양자 동일로 하여, 양자가 서로 반발하는 구성으로 해도 된다. 구동 마그넷(16),즉 이동체(10)의 이동은, 제2 구동코일(30)의 온 오프 또는 전류 방향의 변환에 의하여 행해진다.
또한, 제1의 실시 형태의 렌즈 구동 장치(1)의 상부측(전방측)의 제2 구동 코일(30)과 제2 자성편(34)을, 링형상의 고정 마그넷(75)으로 대체해도 된다. 또, 자성편(32, 34)의 형상은, 제4의 실시 형태와 같이 'コ' 자 형상으로 하거나 제5의 실시 형태와 같이 'L'자 형상으로 모양으로 해도 된다. 또한, 링형상의 고정 마그넷(75)을 자성편으로 대체하여 배치해도 동일하게 구동시킬 수 있다.
다음으로, 제14의 실시 형태에 관련된 렌즈 구동 장치(1N)를 도 16에 근거하여 설명한다. 이 렌즈 구동 장치(1N)는, 렌즈 구동 장치(1)와 기본 개념은 동일하며, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략함과 동시에 다른 점만을 주로 설명하기로 한다.
이 렌즈 구동 장치(1N)는, 축방향으로 NS 착자된 구동 마그넷(81)이 이동체(10)에 고정되고 있는 것이다. 구동 마그넷(81)의 자속은, 광축(11)과 평행으로 되는 방향으로 튀어나오고, 제1 구동 코일(28)의 부분에서는, 광축(11)과 직각 방향의 흐름으로 되어 통과한다. 그리고, 링형상의 제1 자성편(32), 링형상의 제2 자성편(34)을 통과한 후, 제2 구동 코일(30)의 부분을 광축(11)과 직각 방향으로 빠져나가, 그 후, 광축(11)과 평행한 흐름으로 되어 구동 마그넷(81)에 돌아온다.
이와 같이, 구동 마그넷(81)의 자속은, 제1 구동 코일(28)과 제2 구동코일(30) 각각에서 광축(11)에 대하여 수직이 되는 방향으로 될 필요가 있고, 두 코일(28, 30)은, 구동 마그넷(81)의 경사 하부측과 경사 상부측에 배치되고 있다. 이 결과, 간극(g2, g3)은 극히 커진다. 또한, 구동 마그넷(81)의 착자는, 도 16과는 상하반대의 관계로 되는 NS 착자로 해도 된다.
다음으로, 본 발명의 실시 형태에는 들어가지 않지만, 각 실시 형태를 더욱 간략화한 렌즈구동 장치(1P)를, 참고로서 도 17에 근거하여 설명한다. 이 렌즈 구동 장치(1P)는, 렌즈 구동 장치(1)와 기본 구성은 동일하며, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략함과 동시에 다른 점만을 주로 설명하기로 한다. 또, 이 렌즈 구동 장치(1P)는, 각 실시 형태에 있어서, 손으로 가지고 흔들 수도 있는 것을 나타내는 원리를 보여주고 있다.
이 렌즈 구동 장치(1P)는, 코일을 없애고, 전기 구동이 아닌 손을 흔드는 등의 기계적 가진에 의하여 이동체(10), 즉 구동 마그넷(16)을 상하의 링형상이면서 평판 형상의 자성편(34, 32)에 흡착시키는 것이다. 이 렌즈 구동 장치(1P)에서는, 다시, 커버(42) 대용으로 커버 부재(91)를 설치하고, 그 원형의 중앙 구멍(92)의 부분에 소경 커버 유리(93)를 감합 배치하고 있다. 이와 같은 구조의 커버 부재(91)(소경 커버 유리(93)를 갖는 것)는, 상술한 다른 모든 렌즈 구동 장치에도 적용할 수 있다. 또, 이 렌즈 구동 장치(1P)에서는, 구동 마그넷(16)이 아니고, 렌즈 구동 장치(1N)에 사용되는 것과 같은 광축(11) 방향으로 NS 착자된 구동 마그넷(81)을 사용해도 된다.
이 렌즈 구동 장치(1P)는, 코일이 단선되거나 하여 동작하지 않게 되었다고해도, 카메라를 손에 가지고 흔드는 것과 같은 원심력, 관성력, 등등 어떠한 힘을 발생시킴으로써 렌즈를 이동시키고, 이동 위치에서는, 구동 마그넷(16)과 자성편(32, 34)과의 사이의 자기적 흡인력으로 그 위치를 유지시키도록 할 수 있다. 즉, 코일단선이나 전지량이 감소하여 전기적 제어를 행할 수 없게 되는 사태는 전혀 발생하지 않고, 기계적인 힘으로 렌즈(14)의 위치를 전환할 수 있고, 전기적인 불합리로 사용 불능에 이르게 되는 최악의 사태를 피할 수 있다. 또한, 손으로 흔드는 경우를 고려하면, 이동체(10) 측에 구동 마그넷을 배치하는 구성이 바람직하지만, 이동체(10) 측에 구동 코일을 배치하는 경우에도 이용할 수 있다.
상술한 각 실시 형태의 렌즈 구동 장치(1, 1A∼1N)는, 본 발명의 매우 적합한 실시 형태의 실례이지만, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경 실시 가능하다. 예를 들면, 본 발명은 통상 촬영과 매크로 촬영 사이의 변환에 국한되지 않고, 렌즈(14)의 위치를 ２개 또는 ３개 이상의 위치로 바꿀 필요가 있는 것 모두에 적용 가능하다. 구체적으로는, 사용하지 않을 때에 경통을 카메라 또는 휴대 기기 등의 본체 내에 수납하는 심동식(沈胴式) 카메라의 심동 기구로서, 또는, 초점 거리를 단초점 위치와 장초점 위치로 바꾸는 것이 가능한 카메라의 초점 거리 전환 기구에 적용할 수 있다.
또, 렌즈(14)로서는, 2장의 렌즈(14a,14b)를 갖는 것으로 하였으나, 1개의 렌즈만으로 하거나, 3장 이상의 렌즈를 조합시킨 것으로 해도 된다. 또, 각 렌즈(14a,14b)를 비구면 렌즈로 하였으나, 구면 유리 렌즈로 하거나, 비구면 유리 렌즈로 해도 된다.
또, 이동체(10)와 고정체(24)를 각각 하나로 한 예를 나타냈지만, 이동체(10)와 고정체(24)를 광축(11)의 방향으로 2개 또는 3개 이상 겹치도록 배치한 것으로 해도 된다. 또, 고정체(24)는 하나로 하여 이동체(10)나 고정체측의 구동 코일 등을 복수조(組) 설치하도록 해도 된다.
또, 상술한 각 실시의 형태나 손을 가지고 흔드는 경우의 원리 설명에서는, 렌즈 구동 장치(1,1A∼1N)나 렌즈 구동 장치(1P)를 카메라 부착 휴대 전화기의 카메라 부분의 기구로서 편입한 예를 나타냈지만, 이들 렌즈 구동 장치나 박형 카메라는, 모바일 컴퓨터, PDA 등의 다른 휴대 기기에 사용하거나, 감시 카메라, 의료용 카메라 등 다른 카메라 장치나, 자동차, 텔레비전 등의 전자기기에도 편입할 수 있다.
본 발명에 의하면, 이동체는 렌즈와 함께 광축 방향으로 이동하는 단순한 기구이기 때문에, 구성이 간단하며 부품 개수가 적고, 소형화에 적합한 렌즈 구동 장치 및 카메라 부착 휴대 기기를 얻을 수 있다. 또, 다른 발명에 의하면, 상술한 효과에 더하여, 소정의 렌즈 위치로 유지하는데도 전력을 공급할 필요가 없고, 구동 마그넷과 자성편과의 자기적 흡인력에 의하여 렌즈 위치가 유지되기 때문에 소비 전력이 적어지고, 휴대 기기에 탑재하는 카메라에 적합한 렌즈 구동 장치 및 카메라 부착 휴대 기기를 얻을 수 있다.

Claims (11)

  1. 렌즈를 구비한 이동체와, 이 이동체를 렌즈의 광축 방향으로 이동시킴과 동시에 상기 이동체를 지지하는 고정체를 갖는 렌즈 구동 장치에 있어서,
    상기 이동체는 구동 마그넷 및 구동 코일 중 어느 하나를 구비하고, 상기 고정체는 상기 구동 마그넷 및 상기 구동 코일 중 다른 하나를 구비하며, 상기 구동 마그넷과 상기 구동 코일은, 서로의 자기 흡인력 또는 자기 반발력에 의하여 상기 이동체를 이동 가능하게, 광축 방향으로 배열 설치한 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 코일은, 상기 광축의 주위에 이 광축을 에워싸도록 하여 감겨지고, 상기 구동 마그넷은 중앙에 구멍을 갖는 링형상으로 되며, 그 구멍을 에워싸는 부분이 NS극 중 어느 하나의 극에, 그 외주부분이 NS극 중 다른 하나의 극에 각각 단극 착자되고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 코일에의 통전을 정지했을 때, 상기 이동체를 상기 고정체에 대하여 소정 위치에 위치 유지시키는 위치 유지 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 위치 유지 수단은, 자기 흡인력에 의하여 위치 유지시키는 자기적 수단인 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  5. 렌즈를 구비한 이동체와, 이 이동체를 렌즈의 광축 방향으로 이동시킴과 동시에, 상기 이동체를 지지하는 고정체를 갖는 렌즈 구동 장치에 있어서,
    상기 이동체는, 상기 렌즈와 함께 광축 방향으로 이동 가능한 구동 마그넷을 구비하고,
    상기 고정체는, 상기 구동 마그넷과 자기 회로를 구성함과 동시에, 상기 렌즈의 광축 방향으로 배치된 제1 구동 코일 및 제2 구동 코일과, 이 제1 구동 코일 및 제2 구동 코일에 대향 배치된 제1 자성편 및 제2 자성편을 구비하고,
    상기 제1 구동 코일 또는 상기 제2 구동 코일에의 통전을 정지했을 때에 상기 구동 마그넷과 상기 제1 자성편 또는 상기 제2 자성편과의 자기 흡착에 의하여 상기 이동체를 소정의 위치에 유지시키고, 상기 제1 구동 코일 또는 상기 제2 구동 코일에의 통전에 의하여 상기 이동체를 상기 제1 구동 코일과 상기 제2 구동 코일과의 사이에서 이동시키는 것을 특징으로 하는 렌즈구동 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 구동 코일과 상기 제2 구동 코일의 사이에 상기 구동 마그넷이 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 이동체는, 상기 렌즈를 지지하는 원통 형상의 경통을 가지며, 이 경통의 외주에 링형상의 상기 구동 마그넷이 일체로 고착되고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  8. 렌즈를 구비한 이동체와, 이 이동체를 렌즈의 광축 방향으로 이동시킴과 동시에, 상기 이동체를 지지하는 고정체를 갖는 렌즈 구동 장치에 있어서,
    상기 이동체는, 상기 렌즈와 함께 광축 방향으로 이동 가능한 구동 코일과 자성편을 구비하고,
    상기 고정체는, 상기 구동 코일을 끼워서 상기 렌즈의 광축 방향으로 배치된 제1 구동 마그넷 및 제2 구동 마그넷을 구비함과 동시에, 상기 구동 마그넷과 자기 회로를 구성하고,
    상기 구동 코일에의 통전을 정지했을 때에 상기 제1 구동 마그넷과 상기 제2 구동 마그넷 중 하나와 상기 자성편과의 자기 흡착에 의하여 상기 이동체를 소정의 위치로 유지하고, 상기 구동 코일에의 통전에 의하여 상기 이동체를 상기 제1 구동 마그넷과 상기 제2 구동 마그넷과의 사이에서 이동시키는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    피사체로부터의 빛을 통과시킴과 동시에 상기 이동체의 전방으로의 이동을 저지하는 완충재를 갖는 부재가 상기 고정체의 일부로서, 그 전방에 고정 배치되고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항 기재된 렌즈 구동 장치를 카메라 부분에 배치한 것을 특징으로 하는 카메라 부착 휴대 기기.
  11. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 구동 장치와,
    피사체로부터의 빛을 통과시킴과 동시에 피사체측으로부터의 쓰레기의 침입을 방지하기 위해 상기 렌즈 구동 장치의 대물측에 고정 배치된 커버와,
    상기 렌즈 구동 장치 중의 렌즈를 끼워서 상기 커버와는 광축 방향의 반대측에 고정 배치된 촬상 소자를 구비하며,
    상기 커버의 표면이 외부에 노출되도록 배치됨과 동시에 상기 촬상 소자에 접속되는 기판을 상기 렌즈 구동 장치의 후방에서 그 직경 내에 수납되도록 배치한 것을 특징으로 하는 카메라 부착 휴대 기기.
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