KR20110056519A - 렌즈 구동 장치 - Google Patents

Abstract

소형화에 적합하고, 또한 소형화할 때에 스프링 부재의 장수를 1 장으로 줄여도, 이동체의 렌즈 광축 방향에 대한 일정 거리 이상의 변위, 이동체의 래디얼 방향의 변위, 이동체의 렌즈 광축 둘레의 회전 변위, 및 이동체의 렌즈 광축에 대한 경사를 저지할 수 있는 렌즈 구동 장치를 제공하는 것.
렌즈 구동 장치 (1) 에서는, 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향에 있어서의 촬상 소자측 단부에만, 아암부 (14c) 를 구비한 짐벌 스프링 형상의 스프링 부재 (14) 가 배치되어 있다. 이동체 (3) 의 피사체측 단부에는, 렌즈 광축 (L) 방향으로 돌출된 볼록부 (117) 와, 볼록부 (117) 가 끼워진 오목부 (137) 에 의해, 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 일정 거리 이상의 변위, 이동체 (3) 의 래디얼 방향의 변위, 이동체 (3) 의 회전 변위, 및 이동체 (3) 의 경사를 저지하는 변위 저지 기구 (1a) 가 배치되어 있다.

Description

렌즈 구동 장치 {LENS DRIVE DEVICE}

본 발명은, 렌즈를 구비한 이동체를 자기 구동 기구에 의해 렌즈 광축 방향으로 구동시키는 렌즈 구동 장치에 관한 것이다.

카메라가 장착된 휴대 전화기나 디지털 카메라 등에 탑재된 카메라는 렌즈 구동 장치를 갖고 있고, 이러한 렌즈 구동 장치는, 지지체와, 렌즈를 유지하는 이동체와, 이 이동체를 렌즈 광축 방향으로 구동시키는 자기 구동 기구를 갖고 있다. 또, 이동체의 촬상 소자측 단부 (端部) 와 지지체 사이에는 제 1 스프링 부재가 배치되고, 이동체의 피사체측 단부와 지지체 사이에는 제 2 스프링 부재가 배치되어 있다. 여기서, 제 1 스프링 부재 및 제 2 스프링 부재는 모두 복수 개의 아암부를 구비한 판 스프링 형상의 짐벌 스프링이다. 이 때문에, 제 1 스프링 부재 및 제 2 스프링 부재는, 렌즈 광축 방향, 렌즈 광축과 직교하는 래디얼 방향, 및 렌즈 광축 둘레의 회전 방향의 스프링력을 발휘한다. 따라서, 자기 구동 기구에 의한 추력과 제 1 스프링 부재 및 제 2 스프링 부재의 렌즈 광축 방향의 스프링력을 이용하여 이동체의 렌즈 광축 방향의 위치 제어를 실시할 수 있음과 함께, 이동체의 래디얼 방향의 변위나 이동체의 회전 변위를 억제할 수 있다 (특허문헌 1 참조).

이러한 렌즈 구동 장치에서는, 이동체의 소형화에 수반하여, 이동체를 경량화한 경우나 자기 구동 기구가 발생시키는 추력이 저하된 경우, 제 1 스프링 부재 및 제 2 스프링 부재의 스프링력을 작게 할 필요가 있는데, 스프링력을 작게 하는 것을 목적으로, 아암부의 박형화나 세폭화 (細幅化) 를 실시하면, 제 1 스프링 부재 및 제 2 스프링 부재의 강도나 특성, 내응력 성능이 저하된다. 그래서, 본원 발명자는, 스프링 부재의 장수를 줄임으로써 이동체에 대한 스프링력을 작게 하여, 아암부의 박형화나 세폭화를 회피하는 것을 제안한다.

한편, 1 개의 이동체에 스프링 부재를 1 장만 사용한 렌즈 구동 장치로는, 마그넷 지지체에 형성된 돌기부와 이동체에 형성된 돌기부를 맞닿게 하여, 이동체의 렌즈 광축 방향 (스러스트 방향) 에 있어서의 일정 거리 이상의 변위를 저지함으로써, 이동체가 빠지는 것을 방지하는 스러스트 변위 저지 기구를 구비한 것이 제안되어 있다 (특허문헌 2, 3 참조).

또, 특허문헌 2, 3 에 개시된 렌즈 구동 장치에서는, 마그넷 지지체의 외주면에 형성된 리브가 이동체의 내주면과 슬라이딩하는 구성이나, 이동체의 내주면에 형성된 리브가 마그넷 지지체의 외주면과 슬라이딩하는 구성을 채용함으로써, 이동체가 렌즈 광축에 대하여 경사지는 것을 저지하는 경사 변위 저지 기구가 채용되어 있다.

일본 공개특허공보 2007-226011호 일본 공개특허공보 2003-207708호 일본 공개특허공보 2003-295033호

그러나, 특허문헌 2, 3 에 기재된 구성에서는, 마그넷 지지체의 외주면과 이동체의 내주면 사이에 렌즈 광축 방향의 이동 규제나 이동체의 경사 저지를 실시하기 위해, 마그넷 지지체의 외주면과 이동체의 내주면 사이에는 변위 저지 기구를 형성할 만큼의 스페이스가 필요하다. 그러므로, 특허문헌 2, 3 에 기재된 구성에서는, 소형의 렌즈 구동 장치, 특히 래디얼 방향의 치수가 작은 렌즈 구동 장치에는 적용할 수 없다는 문제점이 있다.

또, 특허문헌 2, 3 에 기재된 구성에서는, 이동체가 렌즈 광축 둘레로 회전하는 것을 저지하는 기구가 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 외부로부터 가해진 충격에 의해, 이동체가 렌즈 광축 둘레로 회전하려고 하였을 때, 이동체로부터의 회전력이 전부 1 장의 스프링 부재에 가해지므로, 스프링 부재에 소성 변형 등의 치명적인 문제가 발생하기 쉽다는 문제점이 있다.

이상의 문제점을 감안하여, 본 발명의 과제는, 소형화에 적합하고, 또한 소형화할 때에 스프링 부재의 장수를 1 장으로 줄여도, 이동체의 래디얼 방향의 변위, 이동체의 렌즈 광축 둘레의 회전 변위, 및 이동체의 렌즈 광축에 대한 경사를 저지할 수 있는 렌즈 구동 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 지지체와, 렌즈를 유지하는 이동체와, 그 이동체를 렌즈 광축을 따라 구동시키는 자기 구동 기구와, 양단이 상기 이동체측과 상기 지지체측에 접속된 아암부를 구비한 스프링 부재를 갖는 렌즈 구동 장치에 있어서, 상기 스프링 부재는, 상기 이동체의 렌즈 광축 방향에 있어서의 일방측 단부와 상기 지지체 사이에만 1 장 배치되고, 상기 이동체의 렌즈 광축 방향의 타방측 단부에는, 상기 이동체와 상기 지지체의 일방측으로부터 렌즈 광축 방향으로 연장된 볼록부와, 타방측에서 렌즈 광축 방향으로 개구되고 상기 볼록부가 끼워진 오목부에 의해, 상기 이동체의 렌즈 광축 방향과 직교하는 래디얼 방향의 변위, 상기 이동체의 렌즈 광축 둘레의 회전 변위, 및 상기 이동체의 렌즈 광축에 대한 경사를 저지하는 변위 저지 기구가 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 렌즈 구동 장치에서는, 아암부를 구비한 짐벌 스프링 형상 등의 스프링 부재를 이동체의 렌즈 광축 방향에 있어서의 일방측 단부에만 1 장만 사용하기 때문에, 종래의 2 장 스프링에 비해 1 장당의 스프링력이 크다. 따라서, 이동체의 소형화에 수반하여, 이동체를 경량화한 경우나 자기 구동 기구가 발생시키는 추력이 저하된 경우에도, 아암부를 박형화 혹은 세폭화할 여유가 있다. 그러므로, 스프링 부재의 강도나 스프링 특성, 내응력 성능 등이 저하되지 않는다. 이 경우, 이동체의 타방측 단부에서는, 래디얼 방향의 변위, 이동체의 회전 변위, 및 이동체의 경사가 발생하기 쉽지만, 본 발명에서는, 이동체의 타방측 단부에는, 이동체와 지지체의 일방측으로부터 렌즈 광축 방향으로 연장된 볼록부와, 타방측에서 렌즈 광축 방향으로 개구되고 상기 볼록부가 끼워진 오목부에 의해, 상기 이동체의 렌즈 광축 방향과 직교하는 래디얼 방향의 변위, 상기 이동체의 렌즈 광축 둘레의 회전 변위, 및 상기 이동체의 렌즈 광축에 대한 경사를 저지하는 변위 저지 기구가 구성되어 있기 때문에, 스프링 부재가 1 장뿐이어도 이동체의 불필요한 변위를 억제할 수 있다. 또한, 이러한 구성의 변위 저지 기구이면, 이동체와 지지체에 있어서 렌즈 광축 방향에서 대향하는 쌍방의 단면을 이용할 수 있기 때문에, 래디얼 방향에 있어서, 지지체와 이동체 사이에 변위 저지 기구를 형성할 스페이스를 확보할 필요가 없다. 그러므로, 본 발명은 소형의 렌즈 구동 장치, 특히 래디얼 방향의 치수가 작은 렌즈 구동 장치에 적합하다. 추가로 또, 본 발명에서 채용한 변위 저지 기구는, 1 개의 기구로 이동체의 래디얼 방향의 변위 및 이동체의 경사를 저지함과 함께, 이동체의 회전 변위도 저지한다. 또한, 상기 볼록부와 상기 오목부에 의해, 이동체의 렌즈 광축 방향에 대한 일정 거리 이상의 변위도 저지하도록 구성해 두면, 1 개의 기구로 이동체의 렌즈 광축 방향의 일정 거리 이상의 변위도 저지할 수 있다. 그러므로, 외부로부터 가해진 충격에 의해, 이동체가 렌즈 광축 둘레로 회전하려고 하였을 때, 이동체로부터의 회전력이 스프링 부재에 가해지지 않으므로, 스프링 부재를 1 장으로 해도 스프링 부재에 소성 변형 등의 치명적인 문제가 발생하지 않는다.

본 발명에 있어서, 상기 자기 구동 기구에 사용한 코일 및 마그넷은, 이동체의 렌즈 광축 방향에 있어서의 일방측 단부와 타방측 단부 사이에 배치되어 있다. 즉, 렌즈 광축 방향에 있어서 상기 스프링 부재와 상기 변위 저지 기구 사이에 끼워지도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에서는, 스프링 부재를 이동체의 렌즈 광축 방향에 있어서의 일방측 단부에만 1 장만 사용하고, 이동체의 타방측 단부에서는, 이동체와 지지체에 있어서 렌즈 광축 방향에서 대향하는 쌍방의 단면을 이용하여 변위 저지 기구를 구성하였기 때문에, 렌즈 광축 방향에 있어서 스프링 부재와 변위 저지 기구 사이에 자기 구동 기구를 배치할 수 있다. 이 때문에, 자기 구동 기구를 렌즈 광축 방향에서 치우친 위치에 배치한 경우에 비해, 자기 구동 기구가 이동체를 구동시켰을 때, 이동체가 경사지지 않는다. 또, 렌즈 광축 방향에 있어서 스프링 부재와 변위 저지 기구 사이에 끼워진 영역을 자기 구동 기구의 배치 스페이스로서 유효 이용하기 때문에, 렌즈 구동 장치의 소형화에 적합하다. 또한, 「변위 저지 기구와의 사이에 끼운다」란, 반드시 변위 저지 기구 전체가 자기 구동 기구를 사이에 두도록 배치되어 있을 필요는 없고, 스프링 부재에 대하여 타방측 단부에 변위 저지 기구가 구성되어 있는 것을 의미하는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 볼록부는, 이동체와 지지체의 일방측에 렌즈 광축 방향으로 일체로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 볼록부를 구성하기 위해 새로운 부재를 추가할 필요가 없다. 그러므로, 부품 점수를 삭감할 수 있으므로, 렌즈 구동 장치의 저비용화를 도모할 수 있다. 또, 상기 볼록부는, 상기 지지체로부터 렌즈 광축 방향으로 돌출 형성되어 있음과 함께, 상기 이동체에는 상기 볼록부가 끼워지는 상기 오목부가 형성되도록 구성해 두면, 상기 이동체의 빈 공간을 이용하여 변위 저지 기구를 구성할 수 있어, 렌즈 구동 장치의 소형화에 적합한 것으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 지지체 및 상기 이동체는, 대략 직육면체 형상의 외형 형상을 구비하고, 상기 변위 저지 기구는, 렌즈 광축 방향에서 봤을 때에 상기 지지체 및 상기 이동체의 모서리 부분에 상당하는 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 모서리 부분은, 원형의 렌즈가 위치하지 않는 빈 공간이기 때문에, 이러한 위치에 변위 저지 기구를 배치하면, 렌즈 구동 장치를 소형화한 경우에도 변위 저지 기구를 무리없이 배치할 수 있다.

이 경우, 상기 자기 구동 기구에 사용한 마그넷은, 상기 지지체를 렌즈 광축 방향에서 봤을 때에 당해 지지체의 변 부분에 상당하는 위치에 배치된 평판 형상 마그넷인 것이 바람직하다. 이와 같은 평판 형상 마그넷이면 제조하기 쉽기 때문에 저렴하다. 또, 상기 자기 구동 기구에 사용한 코일은, 상기 평판 형상 영구 자석에 대향하도록 사각통 형상으로 권회되도록 구성해 두면, 변위 저지 기구를 구성하는 상기 볼록부와 상기 오목부는, 상기 사각통 형상으로 형성된 상기 코일의 모서리 부분의 내측에 배치할 수 있으므로, 소형화하는데 바람직하다. 구체적으로는, 상기 이동체는, 렌즈를 유지하는 원통 형상의 렌즈 홀더와, 그 렌즈 홀더를 내측에 유지함과 함께 상기 코일이 외주 측면에 권회된 직사각형의 코일 홀더를 구비하도록 구성하면, 직사각형의 코일 홀더의 모서리 부분의 내측으로서 원통 형상의 렌즈 홀더와의 사이에 상기 변위 저지 기구를 배치할 스페이스를 무리없이 확보할 수 있다. 상기 볼록부는, 지지체로부터 렌즈 광축 방향으로 돌출 형성된 가늘고 긴 형상의 축핀이고, 상기 오목부는, 상기 코일 홀더에 형성된 상기 축핀이 끼워지는 개구부를 구비하고 있도록 구성할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 변위 저지 기구는, 상기 렌즈 광축을 중심으로 하는 회전 대칭의 복수 위치의 각각에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 변위 저지 기구에 의해 이동체의 변위를 저지하였을 때, 이동체가 경사지는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서, 추가로, 상기 자기 구동 기구가 렌즈 광축 방향의 추력을 발생시키지 않은 상태에서 상기 이동체가 위치하는 원점 위치를 향하여 상기 이동체를 가압하는 가압 부재를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 외력이 가해져도 이동체를 원점 위치에 확실하게 유지할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 가압 부재는, 상기 렌즈 광축을 중심으로 하는 회전 대칭의 가압력을 상기 이동체에 부가하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 자기 구동 기구가 이동체를 구동시켰을 때, 이동체가 경사지지 않는다.

본 발명에 관련된 렌즈 구동 장치에서는, 아암부를 구비한 스프링 부재를 이동체의 렌즈 광축 방향에 있어서의 일방측 단부에만 1 장만 사용하기 때문에, 종래의 2 장 스프링에 비해 1 장당의 스프링력이 크다. 따라서, 이동체의 소형화에 수반하여, 이동체를 경량화한 경우나 자기 구동 기구가 발생시키는 추력이 저하된 경우에도, 아암부를 박형화 혹은 세폭화할 여유가 있다. 그러므로, 스프링 부재의 강도나 스프링 특성, 내응력 성능 등이 저하되지 않는다. 또, 이동체의 타방측 단부에는, 상기 이동체와 상기 지지체의 일방측으로부터 렌즈 광축 방향으로 연장된 볼록부와, 타방측에서 렌즈 광축 방향으로 개구되고 상기 볼록부가 끼워진 오목부에 의해, 이동체의 렌즈 광축 방향과 직교하는 래디얼 방향의 변위, 이동체의 회전 변위, 및 이동체의 경사를 저지하는 변위 저지 기구가 구성되어 있기 때문에, 스프링 부재가 1 장뿐이어도 이동체의 불필요한 변위를 억제할 수 있다. 또한, 이러한 구성의 변위 저지 기구이면, 이동체와 지지체에 있어서 렌즈 광축 방향에서 대향하는 쌍방의 단면을 이용할 수 있기 때문에, 래디얼 방향에 있어서, 지지체와 이동체 사이에 변위 저지 기구를 형성할 스페이스를 확보할 필요가 없다. 그러므로, 본 발명은, 소형의 렌즈 구동 장치, 특히 래디얼 방향의 치수가 작은 렌즈 구동 장치에 적합하다. 추가로 또, 본 발명에서 채용한 변위 저지 기구는, 1 개의 기구로 이동체의 래디얼 방향의 변위 및 이동체의 경사를 저지함과 함께, 이동체의 회전 변위도 저지한다. 그러므로, 외부로부터 가해진 충격에 의해 이동체가 렌즈 광축 둘레로 회전하려고 하였을 때, 이동체로부터의 회전력이 스프링 부재에 가해지지 않으므로, 스프링 부재를 1 장으로 해도 스프링 부재에 소성 변형 등의 치명적인 문제가 발생하지 않는다.

도 1(a), (b) 는 각각 본 발명을 적용한 렌즈 구동 장치를 비스듬히 상방에서 본 외관도 및 분해 사시도이다.
도 2 는 본 발명을 적용한 렌즈 구동 장치에 사용된 주된 부재의 설명도이다.
도 3 은 본 발명을 적용한 렌즈 구동 장치에 있어서, 변위 저지 기구에 의해 에어 댐퍼 현상이 발생하는 것을 방지하기 위한 구성의 설명도이다.
도 4 는 본 발명을 적용한 렌즈 구동 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 렌즈 구동 장치는, 카메라가 장착된 휴대 전화기 외에도 다양한 전자 기기에 장착할 수 있다. 예를 들어, 박형 디지털 카메라, PHS, PDA, 바코드 리더, 감시 카메라, 차의 배후 확인용 카메라, 광학적 인증 기능을 갖는 도어 등에 사용할 수 있다.

(렌즈 구동 장치의 전체 구성)

도 1(a), (b) 는 각각 본 발명을 적용한 렌즈 구동 장치를 비스듬히 상방에서 본 외관도 및 분해 사시도이다. 도 2 는 본 발명을 적용한 렌즈 구동 장치에 사용된 주된 부재의 설명도이며, 도 2(a), (b), (c), (d), (e) 는 각각 본 발명을 적용한 렌즈 구동 장치에 사용된 스페이서를 촬상 소자측에서 본 사시도, 가압 부재를 피사체측에서 본 사시도, 코일 홀더를 피사체측에서 본 사시도, 코일을 피사체측에서 본 사시도, 및 코일 홀더를 촬상 소자측에서 본 사시도이다.

도 1(a), (b) 에 있어서, 본 형태의 렌즈 구동 장치 (1) 는, 카메라가 장착된 휴대 전화기 등에 사용되는 박형 카메라에 있어서, 1 장 내지 복수 장의 렌즈 (121) 를 렌즈 광축 (L) 을 따라 피사체 (물체측) 에 가까워지는 A 방향 (앞측), 및 피사체와는 반대측 (촬상 소자측/이미지측) 에 가까워지는 B 방향 (뒤측) 의 쌍 방향으로 이동시키기 위한 것으로, 대략 직육면체 형상을 갖고 있다. 렌즈 구동 장치 (1) 는, 대체로 렌즈 (121) 및 고정 조리개를 내측에 유지한 이동체 (3) 와, 이 이동체 (3) 를 렌즈 광축 (L) 방향을 따라 이동시키는 자기 구동 기구 (5) 와, 자기 구동 기구 (5) 및 이동체 (3) 등이 탑재된 지지체 (2) 를 갖고 있다. 이동체 (3) 는, 렌즈 (121) 및 고정 조리개를 유지하는 원통 형상의 렌즈 홀더 (12) 와, 후술하는 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 을 외주 측면에서 유지하는 코일 홀더 (13) 를 구비하고 있고, 코일 홀더 (13) 의 중앙 구멍 (130) 에 렌즈 홀더 (12) 가 유지되어 있다. 이러한 이동체 (3) 에 있어서, 코일 홀더 (13) 의 피사체측에 위치하는 상면부 (134) 에는, 후술하는 가압 부재 (17) (도 2(b) 참조) 가 고착되어 있다.

지지체 (2) 는, 촬상 소자측에 있어서 촬상 소자 (도시 생략) 를 유지하기 위한 직사각형 판 형상의 촬상 소자 홀더 (19) 와, 촬상 소자 홀더 (19) 에 대하여 피사체측에서 덮이는 상자 형상의 요크 (18) 와, 요크 (18) 의 내측에 배치되는 직사각형 판 형상의 스페이서 (11) 를 구비하고 있다.

요크 (18) 에 있어서, 이동체 (3) 를 피사체측에서 덮는 상판부 (185) 의 중앙에는, 피사체로부터의 광을 렌즈 (121) 에 도입하기 위한 원형의 입사창 (180) 이 형성되어 있다.

스페이서 (11) 는, 요크 (18) 의 상판부 (185) 에 대하여 촬상 소자측에서 중첩되는 상판부 (115) 와, 상판부 (115) 의 4 개 변부로부터 촬상 소자측으로 돌출된 4 장의 측판부 (116) 를 구비하고 있고, 상판부 (115) 의 중앙에는, 피사체로부터의 광을 렌즈 (121) 에 도입하기 위한 원형의 입사창 (110) 이 형성되어 있다. 또, 스페이서 (11) 에 있어서, 상판부 (185) 의 촬상 소자측의 면 (115a) (단면) 에는, 입사창 (110) 을 사이에 두는 대각 위치에, 촬상 소자측을 향하여 돌출되는 2 개의 축 형상의, 즉, 가늘고 긴 형상의 축핀인 볼록부 (117) (도 2(a) 참조) 가 형성되어 있다. 이 볼록부 (117) 는, 환봉 형상이어도 되고, 각봉 (角棒) 형상이어도 된다. 이러한 볼록부 (117) 는, 상세하게는 후술하는 바와 같이, 이동체 (3) 측에 형성된 오목부 (137) 에 끼워져 변위 저지 기구 (1a) 를 구성한다.

촬상 소자 홀더 (19) 의 저판 부분 (195) 의 중앙에는, 입사광을 촬상 소자 (도시 생략) 로 유도하는 구멍 (190) 이 형성되어 있다. 또, 촬상 소자 홀더 (19) 에 있어서, 저판 부분 (195) 의 피사체의 면에서는, 그 외주 가장자리를 따라 피사체측으로 돌출된 프레임부 (196) 가 형성되어 있고, 이러한 프레임부 (196) 의 내주 가장자리의 소정 위치에는 작은 돌기 (197) 가 형성되어 있다. 여기서, 프레임부 (196) 는, 후술하는 스프링 부재 (14) 를 고정시키는데 사용된다. 돌기 (197) 는, 프레임부 (196) 보다 약간 높게 피사체측으로 돌출되어 있고, 이동체 (3) (코일 홀더 (13)) 의 저부 (135) 에 맞닿음으로써, 이동체 (3) 가 가장 촬상 소자측에 위치할 때의 원점 위치를 규정한다.

본 형태에 있어서, 요크 (18) 는 강판 등의 강자성판으로 이루어지고, 마그넷 (16) 과 함께, 코일 홀더 (13) 에 유지된 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 에 쇄교 자계를 발생시키는 쇄교 자계 발생체를 구성하고 있다. 이러한 쇄교 자계 발생체는, 코일 홀더 (13) 의 외주면에 권회된 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 과 함께 자기 구동 기구 (5) 를 구성하고 있다.

(자기 구동 기구 (5) 의 상세 구성)

본 형태의 렌즈 구동 장치 (1) 에 있어서, 렌즈 광축 (L) 방향에서 봤을 때, 렌즈 (121) 는 원형이지만, 지지체 (2) 에 사용된 요크 (18) 는 직사각형 상자 형상이다. 따라서, 요크 (18) 는 각통 (角筒) 형상 동체부 (184) 를 구비하고 있고, 각통 형상 동체부 (184) 의 상면측에는, 입사창 (180) 이 형성된 상판부 (185) 를 구비하고 있다. 본 형태에 있어서, 각통 형상 동체부 (184) 는 사각통 형상이고, 렌즈 광축 (L) 방향에서 봤을 때에 사각형의 변에 상당하는 각 위치에 4 개의 측판부 (181) 를 구비하고 있다.

본 형태에 있어서, 4 개의 측판부 (181) 각각의 내면에는 마그넷 (16) 이 고착되어 있고, 이러한 마그넷 (16) 은 각각 직사각형의 평판 형상 영구 자석으로 이루어진다. 4 개의 마그넷 (16) 은 모두 렌즈 광축 (L) 방향에 있어서 2 분할되어 있고, 어느 것에 있어서도 내면과 외면이 상이한 극으로 착자되어 있다. 예를 들어, 4 개의 마그넷 (16) 에서는, 예를 들어, 상부 절반 부분에서는 내면이 N 극으로 착자되고, 외면이 S 극으로 착자되며, 하부 절반 부분에서는 내면이 S 극으로 착자되고, 외면이 N 극으로 착자되어 있다. 이 때문에, 4 개의 마그넷 (16) 에서는, 인접하는 영구 자석끼리에 있어서 자극의 배치가 동일하다. 또한, 4 개의 마그넷 (16) 에서는, 인접하는 마그넷 (16) 에 있어서, 자극의 배치를 동일하게 한 구성, 및 자극의 배치를 상이하게 한 구성 중 어느 것도 채용할 수 있다.

이동체 (3) 는, 렌즈 (121) 등을 유지하는 원통 형상의 렌즈 홀더 (12) 와, 코일 (제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y)) 이 외주 측면에 권회된 직사각형의 코일 홀더 (13) (도 2(c) 참조) 를 구비하고 있고, 렌즈 홀더 (12) 및 코일 홀더 (13) 에 의해 이동체 (3) 의 측벽 부분이 구성되어 있다.

본 형태에서는, 직사각형의 코일 홀더 (13) 를 렌즈 광축 (L) 방향에서 봤을 때, 내주 형상은 원형이지만, 사각형의 4 개의 변에 상당하는 각 위치에 4 개의 외주 측면 (131) 을 구비하고 있다. 이러한 코일 홀더 (13) 의 외주 측면 (131) 에 있어서, 렌즈 광축 (L) 방향에 있어서의 양 단부 및 중앙 위치에는, 코일 홀더 (13) 의 전체 둘레에 걸쳐 리브 형상 돌기 (131a, 131b, 131c) 가 형성되어 있고, 촬상 소자측 단부에 형성된 리브 형상 돌기 (131a) 와 중앙 위치에 형성된 리브 형상 돌기 (131b) 사이에 끼워진 오목부는 제 1 코일 권회부 (132x) 가 되고, 피사체측 단부에 형성된 리브 형상 돌기 (131c) 와 중앙 위치에 형성된 리브 형상 돌기 (131b) 사이에 끼워진 오목부는 제 2 코일 권회부 (132y) 가 된다. 또한, 코일 홀더 (13) 에 있어서, 제 1 코일 권회부 (132x) 및 제 2 코일 권회부 (132y) 의 각각에 대하여, 사각형의 모서리 부분을 피하도록 제거하여 이루어지는 직사각형의 관통 구멍 (도시 생략) 을 형성함으로써, 코일 홀더 (13) 의 경량화를 도모할 수도 있다.

이와 같이 구성한 코일 홀더 (13) 에 있어서, 제 1 코일 권회부 (132x) 에는 제 1 코일 (30x) 이 권회되어 있고, 제 2 코일 권회부 (132y) 에는 제 2 코일 (30y) 이 권회되어 있다 (도 2(d) 참조). 여기서, 제 1 코일 권회부 (132x) 및 제 2 코일 권회부 (132y) 는, 렌즈 광축 (L) 방향에서 봤을 때 사각형이기 때문에, 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 는 모두 사각통 형상으로 권회되어 있다. 또한, 4 개의 마그넷 (16) 은 모두 렌즈 광축 (L) 방향에서 분할된 2 개의 면이 상이한 극으로 착자되어 있기 때문에, 2 개의 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 에 있어서의 권회 방향은 반대이다.

이와 같이 구성한 코일 홀더 (13) 는, 요크 (18) 의 내측에 배치된다. 그 결과, 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 의 4 개의 변부는 각각 요크 (18) 의 각통 형상 동체부 (184) 의 내면에 고착된 마그넷 (16) 에 대향하게 된다.

(스프링 부재 및 그 주변의 구성)

본 형태의 렌즈 구동 장치 (1) 에 있어서, 이동체 (3) 와 지지체 (2) 사이에는 1 장의 스프링 부재 (14) 가 배치되어 있다. 스프링 부재 (14) 는, 지지체 (2) 측에 유지되는 외주측 연결부 (14a) 와, 이동체 (3) 측에 유지되는 원고리 형상의 내주측 연결부 (14b) 와, 외주측 연결부 (14a) 와 내주측 연결부 (14b) 를 접속시키는 복수 개의 판 스프링 형상의 아암부 (14c) 를 구비하고 있는 짐벌 스프링을 사용할 수 있다. 이러한 스프링 부재 (14) 는, 베릴륨구리나 비자성의 SUS 계 강재 등과 같은 비자성 금속제이고, 소정 두께의 박판에 대한 프레스 가공, 혹은 포토리소그래피 기술을 사용한 에칭 가공에 의해 형성한 것이다. 또, 스프링 부재 (14) 는 스프링편 (14e, 14f) 으로 2 분할되어 있고, 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 의 각 단말은 각각 스프링편 (14e, 14f) 에 접속된다. 또, 스프링편 (14e, 14f) 에는 각각 단자 (14d) 가 형성되어 있어, 스프링 부재 (14) (스프링편 (14e, 14f)) 는 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 에 대한 급전 부재로서도 기능한다. 또한, 본 형태에서는, 아암부 (14c) 가 둘레 방향으로 원호 형상으로 연장되어 있는 구성을 채용하였지만, 아암부 (14c) 에 대해서는 둘레 방향에서 뒤집힌 구성이나, 래디얼 방향에서 뒤집힌 사행부 (蛇行部) 를 갖고 둘레 방향으로 연장되어 있는 구성 등을 채용할 수도 있다.

본 형태에 있어서, 스프링 부재 (14) 는, 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 촬상 소자측 단부 (이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 일방측 단부) 인 원통부 (136) 와 지지체 (2) 사이에 배치된다. 이러한 구성을 실현할 때, 본 형태에서는, 코일 홀더 (13) 의 저부 (135) 에는, 렌즈 홀더 (12) 가 배치되는 중앙 구멍 (130) 의 둘레에 촬상 소자측으로 돌출된 원통부 (136) 가 형성되어 있다 (도 2(e) 참조). 또, 촬상 소자 홀더 (19) 에 있어서, 저판 부분 (195) 의 외주 가장자리에는 프레임부 (196) 가 형성되어 있다. 따라서, 스프링 부재 (14) 의 내주측 연결부 (14b) 를 코일 홀더 (13) 의 원통부 (136) 에 고착시키고, 스프링 부재 (14) 의 외주측 연결부 (14a) 를 촬상 소자 홀더 (19) 의 프레임부 (196) 에 고착시키면, 스프링 부재 (14) 의 아암부 (14c) 는, 양단이 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 촬상 소자측 단부와 지지체 (2) 사이에 배치된 상태가 된다.

이러한 상태에서, 스프링 부재 (14) 는, 렌즈 광축 (L) 방향, 렌즈 광축 (L) 과 직교하는 래디얼 방향, 및 렌즈 광축 (L) 둘레의 회전 방향의 스프링력을 발휘한다. 따라서, 자기 구동 기구 (5) 에 의한 추력과 스프링 부재 (14) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 스프링력을 이용하여 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 위치 제어를 실시할 수 있음과 함께, 이동체 (3) 의 촬상 소자측 단부가 래디얼 방향 및 회전 방향으로 변위되려고 하는 것을 방지할 수 있다.

(변위 저지 기구 (1a) 의 구성)

도 3 은 본 발명을 적용한 렌즈 구동 장치 (1) 에 있어서, 변위 저지 기구 (1a) 에 의해 에어 댐퍼 현상이 발생하는 것을 방지하기 위한 구성의 설명도이다.

본 형태의 렌즈 구동 장치 (1) 에 있어서는, 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 촬상 소자측 단부 (이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 일방측 단부) 와 지지체 (2) 사이에 스프링 부재 (14) 가 배치되어 있는 한편, 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 피사체측 단부 (이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 타방측 단부) 와 지지체 (2) 사이에는, 이하에 설명하는 변위 저지 기구 (1a) 가 구성되어 있다.

먼저, 지지체 (2) 에 있어서는, 스페이서 (11) 의 상판부 (185) 의 촬상 소자측의 면 (115a) (단면) 에, 입사창 (110) 을 사이에 두는 대각 위치에, 촬상 소자측 (렌즈 광축 (L) 방향의 일방측) 을 향하여 돌출되는 2 개의 축 형상의 볼록부 (117) (가늘고 긴 형상의 축핀) 가 형성되어 있는 한편, 이동체 (3) 에 있어서는, 이동체 (3) 의 타방측 단부인 코일 홀더 (13) 의 상면부 (134) 에, 피사체측 (렌즈 광축 (L) 방향의 타방측) 을 향하여 개구되고 2 개의 볼록부 (117) 가 각각 끼워지는 개구부인 오목부 (137) 가 2 개 형성되어 있다. 코일 홀더 (13) 는, 렌즈 광축 (L) 방향에서 봤을 때, 그 외주 형상은 직사각형이지만, 그 내주 형상은 원형이므로, 코일 홀더 (13) 의 모서리 부분에는 빈 공간이 형성되고, 따라서, 이 모서리 부분을 이용하여 오목부 (137) 를 형성할 수 있다. 여기서, 볼록부 (117) 에 대하여 오목부 (137) 는, 이동체의 래디얼 방향의 변위 허용량이나 경사에 대한 허용량을 고려하여 그 간극 치수가 설정되어 있다. 또한, 코일 홀더 (13) 의 상면부 (134) 에는, 오목부 (137) 의 개구 가장자리를 따라 원고리 형상의 단부 (段部) (138) 가 형성되어 있다.

이와 같이 구성한 변위 저지 기구 (1a) 에서는, 이동체 (3) 가 렌즈 광축 (L) 을 따라 피사체측으로 변위되었을 때, 볼록부 (117) 는 오목부 (137) 와의 끼워맞춤 관계가 유지됨과 함께, 볼록부 (117) 의 단부 (117c) 가 오목부 (137) 의 저부 (137c) 에 맞닿기 때문에, 이동체 (3) 가 그 이상 피사체측으로 변위되는 것이 저지된다. 또, 이동체 (3) 가 렌즈 광축 (L) 방향과 직교하는 래디얼 방향으로 변위되려고 해도, 이러한 래디얼 방향의 변위는, 볼록부 (117) 의 외주면과 오목부 (137) 의 내주면의 간섭에 의해 저지된다. 또한, 이동체 (3) 가 렌즈 광축 (L) 둘레로 회전하려고 하는 회전 변위도, 볼록부 (117) 의 외주면과 오목부 (137) 의 내주면의 간섭에 의해 저지된다. 또한, 이동체 (3) 가 렌즈 광축 (L) 을 따라 이동하는 전체 범위에 있어서, 볼록부 (117) 는 오목부 (137) 에 끼워진 상태인 채로 오목부 (137) 의 내주면에 슬라이딩한다. 따라서, 이동체 (3) 가 렌즈 광축 (L) 에 대하여 경사지려고 하는 변위도 저지된다.

또, 본 형태에서는, 코일 홀더 (13) 의 상면부 (134) 에는 오목부 (137) 의 개구 가장자리를 따라 원고리 형상의 단부 (138) 가 형성되어 있고, 이러한 단부 (138) 에 대하여 스페이서 (11) 의 상판부 (115) 가 맞닿음으로써도, 이동체 (3) 가 그 이상 피사체측으로 변위되는 것이 저지된다. 이러한 구성에 의하면, 볼록부 (117) 의 단부 (117c) 와 오목부 (137) 의 저부 (137c) 의 맞닿음만을 이용한 경우와 비교하여, 이동체 (3) 와 지지체 (2) 의 맞닿음 면적이 넓으므로, 이동체 (3) 와 지지체 (2) 의 맞닿음 지점이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이동체 (3) 의 피사체측으로의 변위 저지는, 볼록부 (117) 의 단부 (117c) 와 오목부 (137) 의 저부 (137c) 의 맞닿음에 의하지 않고, 단부 (138) 또는 코일 홀더 (13) 의 상면부 (134) 에 형성된 돌기부와 스페이서 (11) 의 상판부 (115) 가 맞닿음으로써 실시해도 된다.

여기서, 자기 구동 기구 (5) 에 사용한 코일 (제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y)) 및 마그넷 (16) 은, 상기 이동체의 렌즈 광축 방향에 있어서의 상기 일방측 단부와 상기 타방측의 단부 사이에 배치되어 있지만, 변위 저지 기구 (1a) 는, 스페이서 (11) 의 상판부 (185) 와 코일 홀더 (13) 의 상면부 (134) 측의 부분을 이용하여 구성되어 있으므로, 자기 구동 기구 (5) 에 사용한 코일 (제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y)) 및 마그넷 (16) 은, 개략적으로 렌즈 광축 (L) 방향에 있어서 변위 저지 기구 (1a) 및 스프링 부재 (14) 에 의해 사이에 끼인 영역에 위치하고 있다고 할 수 있다. 또, 변위 저지 기구 (1a) 는, 코일 홀더 (13) 의 모서리 부분에 구성되어 있으므로, 렌즈 광축 (L) 을 중심으로 하는 회전 대칭의 2 지점에 배치되어 있다. 이 때문에, 변위 저지 기구 (1a) 에 의해 이동체 (3) 의 변위를 저지하였을 때, 이동체 (3) 가 경사지는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

본 형태에서는, 변위 저지 기구 (1a) 를 구성할 때, 스페이서 (11) 의 볼록부 (117) 와 코일 홀더 (13) 의 오목부 (137) 를 이용하여, 볼록부 (117) 가 오목부 (137) 내에서 슬라이딩하는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 본 형태에서는, 스페이서 (11) 및 코일 홀더 (13) 를 모두 합성 수지제로 하여 슬라이딩성을 높이고 있다. 또, 스페이서 (11) 를 합성 수지제로 하였기 때문에, 볼록부 (117) 를 상판부 (115) 등과 일체로 형성할 수 있어, 별도 부품으로 볼록부 (117) 를 형성할 필요가 없다. 그러므로, 부품 점수의 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 스페이서 (11) 는, 수지 성형품 외에 금속제나 무기 절연 재료의 성형품이어도 되고, 코일 홀더 (13) 에 대해서도, 수지 성형품 외에 비자성의 금속제나 무기 절연 재료의 성형품이어도 된다.

또한, 볼록부 (117) 의 외주면과 오목부 (137) 의 내주면에 클리어런스를 형성하여, 평소에는 볼록부 (117) 의 외주면과 오목부 (137) 의 내주면이 비접촉 상태이고, 외력이 발생한 경우에 볼록부 (117) 의 외주면과 오목부 (137) 의 내주면이 맞닿아 위치 규제하도록 해도 된다. 이와 같이 구성하면, 볼록부 (117) 의 외주면과 오목부 (137) 의 내주면 사이에 슬라이딩 로스가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 형태에서는, 변위 저지 기구 (1a) 를 구성할 때, 스페이서 (11) 의 볼록부 (117) 와 코일 홀더 (13) 의 오목부 (137) 를 이용하고, 이 때문에, 오목부 (137) 내에서 볼록부 (117) 가 이동할 때에 오목부 (137) 의 안쪽 (저부 (137c) 측) 에서 공기가 압축되는 에어 댐퍼 현상이 발생하면, 이동체 (3) 에 불필요한 부하가 가해진다. 이러한 에어 댐퍼 현상의 발생을 방지할 때, 본 형태에서는, 오목부 (137) 와 볼록부 (117) 의 클리어런스를 이용하고 있다. 단, 에어 댐퍼 현상의 발생을 보다 확실하게 방지하려면, 예를 들어, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (137) 의 내측면을 따라 렌즈 광축 (L) 으로 연장된 공기 배출용 홈 (137a) 을 형성하면 되며, 이러한 구성에 의하면, 홈 (137a) 을 통하여 공기의 유출을 실시하도록 할 수 있다. 또, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 볼록부 (117) 의 외측면을 따라, 렌즈 광축 (L) 으로 연장된 홈 (117a) 을 형성하면, 홈 (117a) 을 통하여 공기의 유출을 실시하도록 할 수 있다.

이와 같은 공기 배출용 홈 (117a, 137a) (바이패스) 을 형성함으로써, 볼록부 (117) 와 오목부 (137) 의 클리어런스는, 래디얼 방향의 변위, 회전 방향의 변위, 광축에 대한 경사의 규제량으로 결정할 수 있으므로, 정밀도가 높은 변위 저지를 실시할 수 있다. 또한, 오목부 (137) 내에서 볼록부 (117) 가 이동할 때에 오목부 (137) 의 안쪽 (저부 (137c) 측) 에서 공기가 압축되는 에어 댐퍼 현상이 발생하지 않도록, 오목부 (137) 의 안쪽을 개구된 상태인 채로 해도 되고, 오목부 (137) 를 광축 방향의 2 지점에 분할 형성해도 되며, 오목부 (137) 를 코일 홀더 (13) 의 상면부 (134) 와 원고리 형상의 단부 (138) 에 의해서만 형성하고, 상면부 (134) 의 하측을 해방 형상으로 해두어도 된다. 오목부 (137) 를 코일 홀더 (13) 의 상면부 (134) 와 원고리 형상의 단부 (138) 에 의해서만 형성한 경우에는, 자기 구동 기구 (5) 에 사용한 코일 (제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y)) 및 마그넷 (16) 은, 문자 그대로 렌즈 광축 (L) 방향에 있어서 변위 저지 기구 (1a) 및 스프링 부재 (14) 에 의해 사이에 끼인 영역에 위치하고 있다고 할 수 있는 것이 된다.

(가압 부재 (17) 의 구성)

본 형태의 렌즈 구동 장치 (1) 에 있어서, 자기 구동 기구 (5) 에 사용한 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 에 대한 통전을 정지시키고 있는 기간 중, 이동체 (3) 는 촬상 소자측에 위치하고, 이동체 (3) 의 저부 (코일 홀더 (13) 의 저부 (135)) 에는 촬상 소자 홀더 (19) 의 돌기 (197) 가 맞닿는다. 이러한 상태에서의 이동체 (3) 의 위치가 원점 위치이다.

본 형태에서는, 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 에 대한 통전을 정지시키고 있는 기간 중, 이동체 (3) 를 원점 위치에 유지하는 것을 목적으로, 이동체 (3) 에 있어서, 코일 홀더 (13) 의 피사체측에 위치하는 상면부 (134) 에는 가압 부재 (17) 가 고착되어 있다. 가압 부재 (17) 는 금속제의 판 스프링이고, 직사각형의 고정용 프레임부 (171) 와, 고정용 프레임부 (171) 의 대각 위치에 있어서 고정용 프레임부 (171) 의 내주 가장자리로부터 잘라 일으켜진 2 개의 판 스프링부 (172) 를 구비하고 있고, 판 스프링부 (172) 는, 고정용 프레임부 (171) 로부터 피사체측을 향하여 비스듬하게 연장된 좁은 폭의 기부 (基部) (172a) 와, 기부 (172a) 의 선단에서 절곡되어 고정용 프레임부 (171) 와 평행하게 연장된 선단부 (172b) 를 구비하고 있다 (도 2(b) 참조).

여기서, 코일 홀더 (13) 의 상면부 (134) 에는, 외주 가장자리를 따라 피사체측으로 낮게 돌출되는 프레임부 (139) 가 형성되어 있고, 가압 부재 (17) 의 고정용 프레임부 (171) 는, 프레임부 (139) 의 내측에 위치하도록 코일 홀더 (13) 의 상면부 (134) 에 고정되어 있다. 이 때문에, 렌즈 구동 장치 (1) 를 조립하였을 때, 이동체 (3) 의 피사체측에 스페이서 (11) 가 배치되면, 가압 부재 (17) 의 판 스프링부 (172) 는, 선단부 (172b) 가 스페이서 (11) 의 상판부 (115) 의 촬상 소자측의 면 (115a) 에 의해 촬상 소자측으로 가압된다. 그 결과, 가압 부재 (17) 는 이동체 (3) 를 촬상 소자측으로 가압하므로, 이동체 (3) 를, 코일 홀더 (13) 의 저부 (135) 에 촬상 소자 홀더 (19) 의 돌기 (197) 가 맞닿는 원점 위치에 탄성으로 유지하게 된다. 따라서, 외력이 가해져도 이동체 (3) 를 원점 위치에 확실하게 유지할 수 있다. 또, 가압 부재 (17) 는 렌즈 광축 (L) 을 중심으로 하는 회전 대칭의 2 지점에서 이동체 (3) 을 가압하기 때문에, 렌즈 광축 (L) 을 중심으로 하는 회전 대칭의 가압력을 이동체 (3) 에 부가한다. 이 때문에, 자기 구동 기구 (5) 가 이동체 (3) 를 구동시켰을 때, 이동체 (3) 가 경사지지 않는다.

(기본적인 동작)

도 4 는 본 발명을 적용한 렌즈 구동 장치 (1) 의 동작을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 본 형태의 렌즈 구동 장치 (1) 에 있어서, 이동체 (3) 는 통상적으로는 촬상 소자측 (원점 위치) 에 위치하고, 이러한 상태는 가압 부재 (17) 의 가압력에 의해 유지된다. 이 상태에서 스프링 부재 (14) 는 변형되지 않아, 스프링력을 발생시키지 않는다. 또한, 이동체 (3) 가 원점 위치에 위치하는 상태에서, 스프링 부재 (14) 가 이동체 (3) 를 촬상 소자측 혹은 피사체측으로 탄성 지지하도록 구성해도 된다.

이와 같은 상태에 있어서, 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 에 소정 방향의 전류를 흐르게 하면, 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 은 각각 상방향 (앞측) 의 전자력 (電磁力) 을 받게 된다. 이로써, 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 을 유지하는 이동체 (3) 는, 피사체측 (앞측) 으로 이동하기 시작하게 된다. 이 때, 스프링 부재 (14) 에는 이동체 (3) 의 이동을 규제하는 탄성력이 발생한다. 또, 가압 부재 (17) 도 이동체 (3) 의 이동을 규제하는 탄성력이 발생한다. 이 때문에, 자기 구동 기구 (5) 에 의한 이동체 (3) 를 앞측으로 이동시키려고 하는 전자력과, 스프링 부재 (14) 및 가압 부재 (17) 에 의한 이동체 (3) 의 이동을 규제하는 탄성력이 균형을 이뤘을 때, 이동체 (3) 는 정지된다.

그 때, 스프링 부재 (14) 및 가압 부재 (17) 에 의해 이동체 (3) 에 작용하는 탄성력에 따라, 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 에 흐르게 하는 전류량을 조정하므로, 이동체 (3) 를 원하는 위치에 정지시킬 수 있다. 또, 렌즈 광축 (L) 방향의 방향으로 큰 균형잡힌 힘을 이용하기 때문에, 렌즈 광축 (L) 방향으로 원심력이나 충격력 등의 다른 힘이 작용하였다 하더라도, 이동체 (3) 를 안정적인 상태로 정지시킬 수 있다. 또한, 렌즈 구동 장치 (1) 에서는, 이동체 (3) 를 정지시키는데 충돌재 (완충재) 등에 충돌시켜 정지시키는 것이 아니라, 전자력과 탄성력의 균형을 이용하여 정지시키는 것으로 하고 있으므로, 충돌음의 발생을 방지할 수도 있다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태의 렌즈 구동 장치 (1) 에서는, 아암부 (14c) 를 구비한 짐벌 스프링 형상의 스프링 부재 (14) 를 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향에 있어서의 촬상 소자측 단부 (일방측 단부) 에만 1 장만 사용하기 때문에, 종래의 2 장 스프링에 비해 1 장당의 스프링력이 크다. 따라서, 이동체 (3) 의 소형화에 수반하여, 이동체 (3) 를 경량화한 경우나 자기 구동 기구 (5) 가 발생시키는 추력이 저하된 경우에도, 아암부 (14c) 를 박형화 혹은 세폭화할 여유가 있다. 그러므로, 스프링 부재 (14) 의 강도나 스프링 특성, 내응력 성능 등이 저하되지 않는다. 따라서, 렌즈 구동 장치 (1) 의 제조 공정에서는, 스프링 부재 (14) 의 취급이 용이하거나 한 이점이 있다. 또, 스프링 부재 (14) 를 1 장으로 하면, 그 만큼 부품 점수가 줄기 때문에, 저비용화를 도모할 수 있다. 또, 스프링 부재 (14) 를 1 장으로 하면, 2 장의 스프링 부재를 사용한 경우와 비교하여 이동체 (3) 의 광축 조정이 용이하다.

이 경우, 이동체 (3) 의 피사체측 단부 (타방측 단부) 에서는, 래디얼 방향의 변위, 이동체의 회전 변위, 및 이동체의 경사가 발생하기 쉽지만, 본 형태에서는, 이동체 (3) 의 피사체측 단부에는, 렌즈 광축 (L) 방향으로 돌출된 볼록부 (117) 와, 볼록부 (117) 가 끼워진 오목부 (137) 에 의해, 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 일정 거리 이상의 변위, 이동체 (3) 의 래디얼 방향의 변위, 이동체 (3) 의 회전 변위, 및 이동체 (3) 의 경사를 저지하는 변위 저지 기구 (1a) 가 구성되어 있기 때문에, 스프링 부재 (14) 가 1 장뿐이어도 이동체 (3) 의 불필요한 변위를 억제할 수 있다.

또한, 이러한 구성의 변위 저지 기구 (1a) 이면, 이동체 (3) 와 지지체 (2) 에 있어서 렌즈 광축 (L) 방향에서 대향하는 쌍방의 단면 (스페이서 (11) 의 상판부 (185) 의 촬상 소자측의 면 (115a), 및 코일 홀더 (13) 의 상면부 (134)) 을 이용하기 때문에, 래디얼 방향에 있어서, 지지체 (2) 와 이동체 (3) 사이에 변위 저지 기구 (1a) 를 형성할 스페이스를 확보할 필요가 없다. 그러므로, 본 형태의 변위 저지 기구 (1a) 는, 소형의 렌즈 구동 장치 (1), 특히 래디얼 방향의 치수가 작은 렌즈 구동 장치 (1) 에 적합하다.

추가로 또, 변위 저지 기구 (1a) 는, 1 개의 기구로 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향의 일정 거리 이상의 변위, 이동체 (3) 의 래디얼 방향의 변위, 및 이동체 (3) 의 경사를 저지함과 함께, 이동체 (3) 의 회전 변위도 저지한다. 그러므로, 외부로부터 가해진 충격에 의해 이동체 (3) 가 렌즈 광축 (L) 둘레로 회전하려고 하였을 때, 이동체 (3) 로부터의 회전력이 스프링 부재 (14) 에 부가되지 않으므로, 스프링 부재 (14) 를 1 장으로 해도 스프링 부재 (14) 에 소성 변형 등의 치명적인 문제가 발생하지 않는다.

또, 자기 구동 기구 (5) 에 사용한 코일 (제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y)) 및 마그넷 (16) 은, 렌즈 광축 (L) 방향에 있어서 변위 저지 기구 (1a) 및 스프링 부재 (14) 에 의해 사이에 끼워지도록 배치되어 있다. 이 때문에, 자기 구동 기구 (5) 를 렌즈 광축 (L) 방향에서 치우친 위치에 배치한 경우에 비해, 자기 구동 기구 (5) 가 이동체 (3) 를 구동시켰을 때, 이동체 (3) 가 경사지지 않는다. 또, 렌즈 광축 (L) 방향에 있어서 스프링 부재 (14) 와 변위 저지 기구 (1a) 사이의 영역을 자기 구동 기구 (5) 의 배치 스페이스로서 유효 이용하기 때문에, 렌즈 구동 장치 (1) 의 소형화에 적합하다.

또한, 본 형태에서는, 렌즈 (121) 는 원형이지만, 이러한 렌즈 형상에 관계없이, 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 은 사각형이고, 마그넷 (16) 은, 지지체 (2) 에 있어서 내주면이 사각형으로 형성된 요크 (18) 의 각통 형상 동체부 (184) 의 변에 상당하는 복수의 내면 각각에 고착된 평판 형상 영구 자석이다. 이 때문에, 이동체 (3) 와 지지체 (2) 사이에 있어서, 이동체 (3) 의 외주측에 충분한 스페이스가 없는 경우에도, 제 1 코일 (30x) 및 제 2 코일 (30y) 과 마그넷 (16) 의 대향 면적이 넓으므로, 충분한 추력을 발휘할 수 있다.

또, 지지체 (2) 및 이동체 (3) 는 대략 직육면체 형상의 외형 형상을 구비하고, 변위 저지 기구 (1a) 는 렌즈 광축 (L) 방향에서 봤을 때에 지지체 (2) 및 이동체 (3) 의 모서리 부분에 배치되어 있다. 이와 같은 모서리 부분, 즉, 코일 홀더 (13) 는, 렌즈 광축 (L) 방향에서 봤을 때, 그 외주 형상은 직사각형이지만, 그 내주 형상은 원형이므로, 코일 홀더 (13) 의 모서리 부분은 원형의 렌즈 (121) 나 마그넷 (16) 이 위치하지 않는 빈 공간이고, 이러한 위치에 변위 저지 기구 (1a) 를 배치하였기 때문에, 렌즈 구동 장치 (1) 를 소형화한 경우에도 변위 저지 기구 (1a) 를 무리없이 배치할 수 있다.

[다른 실시형태]

상기 실시형태에서는, 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향에 있어서의 촬상 소자측 단부에, 아암부 (14c) 를 구비한 짐벌 스프링 형상의 스프링 부재 (14) 를 배치하고, 이동체 (3) 의 피사체측 단부에 변위 저지 기구 (1a) 를 배치하였지만, 이동체 (3) 의 렌즈 광축 (L) 방향에 있어서의 피사체측 단부에 아암부 (14c) 를 구비한 짐벌 스프링 형상의 스프링 부재 (14) 를 배치하고, 이동체 (3) 의 촬상 소자측 단부에 변위 저지 기구 (1a) 를 배치해도 된다. 또, 이동체 (3) 에 대해서는, 스프링 부재 (14) 가 배치되어 있는 측에도 래디얼 방향의 변위나 회전 변위를 저지하는 맞닿음부를 형성해도 되며, 이러한 구성에 의하면, 스프링 부재 (14) 의 소성 변형 등을 확실하게 방지할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 오목부 (137) 를 이동체 (3) 측에 형성하고, 볼록부 (117) 를 지지체 (2) 측에 형성하였지만, 볼록부를 이동체 (3) 측에 형성하고, 오목부를 지지체 (2) 측에 형성해도 된다.

상기 실시형태에서는, 촬상 소자측을 이동체 (3) 의 원점 위치로 하였기 때문에, 가압 부재 (17) 에 의해 이동체 (3) 를 촬상 소자측으로 가압하였지만, 피사체측을 이동체 (3) 의 원점 위치로 한 경우에는, 가압 부재 (17) 에 의해 이동체 (3) 를 피사체측으로 가압하면 된다.

상기 실시형태에서는, 가압 부재 (17) 에 판 스프링을 사용하였지만, 자성편을 가압 부재로서 이동체 (3) 에 탑재하여, 자성편과 마그넷 (16) 사이에 작용하는 자기적 흡인력에 의해, 이동체 (3) 의 원점 위치를 향하여 가압하는 구성을 채용해도 된다.

또, 이동체 (3) 가 원점 위치에 위치하는 상태에서 스프링 부재 (14) 가 이동체 (3) 를 원점 위치를 향하여 탄성 지지하는 구성을 채용해도 되며, 이 경우, 가압 부재 (17) 를 생략해도 된다.

1 : 렌즈 구동 장치
1a : 변위 저지 기구
2 : 지지체
3 : 이동체
11 : 스페이서
12 : 렌즈 홀더
13 : 코일 홀더
14 : 스프링 부재
16 : 마그넷
17 : 가압 부재
18 : 요크
19 : 촬상 소자 홀더
30x : 제 1 코일
30y : 제 2 코일
117 : 볼록부
137 : 오목부
172 : 가압 부재의 판 스프링부

Claims (21)

1. 지지체와, 렌즈를 유지하는 이동체와, 그 이동체를 렌즈 광축을 따라 구동시키는 자기 구동 기구와, 양단이 상기 이동체측과 상기 지지체측에 접속된 아암부를 구비한 스프링 부재를 갖는 렌즈 구동 장치에 있어서,
   상기 스프링 부재는, 상기 이동체의 렌즈 광축 방향에 있어서의 일방측 단부 (端部) 와 상기 지지체 사이에만 1 장 배치되고,
   상기 이동체의 렌즈 광축 방향의 타방측 단부에는, 상기 이동체와 상기 지지체의 일방측으로부터 렌즈 광축 방향으로 연장된 볼록부와, 타방측에서 렌즈 광축 방향으로 개구되고 상기 볼록부가 끼워진 오목부에 의해, 상기 이동체의 렌즈 광축 방향과 직교하는 래디얼 방향의 변위, 상기 이동체의 렌즈 광축 둘레의 회전 변위, 및 상기 이동체의 렌즈 광축에 대한 경사를 저지하는 변위 저지 기구가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 변위 저지 기구는, 상기 볼록부와 상기 오목부에 의해, 상기 이동체의 렌즈 광축 방향의 상기 타방측에 대한 일정 거리 이상의 변위도 저지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 자기 구동 기구에 사용한 코일 및 마그넷은, 상기 이동체의 렌즈 광축 방향에 있어서의 상기 일방측 단부와 상기 타방측 단부 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 볼록부는, 상기 이동체와 상기 지지체의 일방측에 렌즈 광축 방향으로 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 지지체 및 상기 이동체는, 대략 직육면체 형상의 외형 형상을 구비하고,
   상기 변위 저지 기구는, 렌즈 광축 방향에서 봤을 때에 상기 지지체 및 상기 이동체의 모서리 부분에 상당하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 자기 구동 기구에 사용한 마그넷은, 상기 지지체를 렌즈 광축 방향에서 봤을 때에 당해 지지체의 변 부분에 상당하는 위치에 배치된 평판 형상 영구 자석인 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 변위 저지 기구는, 상기 렌즈 광축을 중심으로 하는 회전 대칭의 복수 위치의 각각에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 자기 구동 기구가 렌즈 광축 방향의 추력을 발생시키지 않은 상태에서 상기 이동체가 위치하는 원점 위치를 향하여 상기 이동체를 가압하는 가압 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 가압 부재는, 상기 렌즈 광축을 중심으로 하는 회전 대칭의 가압력을 상기 이동체에 부가하는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
10. 제 5 항에 있어서,
    상기 자기 구동 기구에 사용한 마그넷은, 상기 지지체를 렌즈 광축 방향에서 봤을 때에 당해 지지체의 변 부분에 상당하는 위치에 배치된 평판 형상 영구 자석이고,
    상기 자기 구동 기구에 사용한 코일은, 상기 평판 형상 영구 자석에 대향하도록 사각통 형상으로 권회되어 있고,
    상기 변위 저지 기구를 구성하는 상기 볼록부와 상기 오목부는, 상기 사각통 형상으로 형성된 상기 코일의 모서리 부분의 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이동체는, 상기 렌즈를 유지하는 원통 형상의 렌즈 홀더와, 그 렌즈 홀더를 내측에 유지함과 함께 상기 코일이 외주 측면에 권회된 직사각형의 코일 홀더를 구비하고 있고,
    상기 변위 저지 기구는, 상기 직사각형의 코일 홀더의 모서리 부분의 내측으로서 상기 원통 형상의 렌즈 홀더와의 사이에 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 볼록부는, 상기 지지체로부터 렌즈 광축 방향으로 돌출 형성된 가늘고 긴 형상의 축핀이고, 상기 오목부는, 상기 코일 홀더에 형성된 상기 축핀이 끼워지는 개구부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 볼록부는, 상기 지지체로부터 렌즈 광축 방향으로 돌출 형성되어 있음과 함께, 상기 이동체에는 상기 볼록부가 끼워지는 상기 오목부가 형성되고, 상기 볼록부는 상기 이동체의 렌즈 광축을 따른 이동시에 항상 상기 오목부에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 지지체 및 상기 이동체는, 대략 직육면체 형상의 외형 형상을 구비하고,
    상기 변위 저지 기구는, 렌즈 광축 방향에서 봤을 때에 상기 지지체 및 상기 이동체의 모서리 부분에 상당하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 자기 구동 기구에 사용한 마그넷은, 상기 지지체를 렌즈 광축 방향에서 봤을 때에 당해 지지체의 변 부분에 상당하는 위치에 배치된 평판 형상 영구 자석이고,
    상기 자기 구동 기구에 사용한 코일은, 상기 평판 형상 영구 자석에 대향하도록 사각통 형상으로 권회되어 있고,
    상기 변위 저지 기구를 구성하는 상기 볼록부와 상기 오목부는, 상기 사각통 형상으로 형성된 상기 코일의 모서리 부분의 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 이동체는, 상기 렌즈를 유지하는 원통 형상의 렌즈 홀더와, 그 렌즈 홀더를 내측에 유지함과 함께 상기 코일이 외주 측면에 권회된 직사각형의 코일 홀더를 구비하고 있고,
    상기 변위 저지 기구는, 상기 직사각형의 코일 홀더의 모서리 부분의 내측으로서 상기 원통 형상의 렌즈 홀더와의 사이에 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 볼록부는, 상기 지지체로부터 렌즈 광축 방향으로 돌출 형성된 가늘고 긴 형상의 축핀이고, 상기 오목부는, 상기 코일 홀더에 형성된 상기 축핀이 끼워지는 개구부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
18. 제 15 항에 있어서,
    상기 변위 저지 기구는, 상기 렌즈 광축을 중심으로 하는 회전 대칭의 복수 위치의 각각에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 자기 구동 기구가 렌즈 광축 방향의 추력을 발생시키지 않은 상태에서 상기 이동체가 위치하는 원점 위치를 향하여 상기 이동체를 가압하는 가압 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 가압 부재는, 상기 렌즈 광축을 중심으로 하는 회전 대칭의 가압력을 상기 이동체에 부가하는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
21. 제 13 항에 있어서,
    상기 변위 저지 기구는, 상기 볼록부와 상기 오목부에 의해, 상기 이동체의 렌즈 광축 방향의 상기 타방측에 대한 일정 거리 이상의 변위도 저지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.

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