KR20180124062A - 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈, 및 카메라 탑재 장치 - Google Patents

렌즈 구동 장치, 카메라 모듈, 및 카메라 탑재 장치 Download PDF

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Abstract

렌즈 구동 장치는, 오토 포커스용 코일과, 오토 포커스용 마그넷을 구비하고, 오토 포커스용 코일과 오토 포커스용 마그넷으로 구성되는 보이스 코일 모터의 구동력을 이용하여, 오토 포커스용 마그넷을 포함하는 오토 포커스 고정부에 대하여, 오토 포커스용 코일을 포함하는 오토 포커스 가동부를 광축 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 장치로서, 오토 포커스 고정부는, 비자성 재료로 이루어지는 평면에서 보아 사각형상의 케이스와, 케이스가 고정되는 베이스를 가지며, 오토 포커스용 마그넷은, 케이스의 측면에 배치되는 평판형상을 갖고, 케이스의 4개의 측면 중 적어도 1개는, 오토 포커스용 마그넷이 배치되지 않는 마그넷 비배치면이다.

Description

렌즈 구동 장치, 카메라 모듈, 및 카메라 탑재 장치
본 발명은, 오토 포커스용의 렌즈 구동 장치, 오토 포커스 기능을 갖는 카메라 모듈, 및 카메라 탑재 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 스마트폰 등의 휴대 단말에는, 소형의 카메라 모듈이 탑재되어 있다. 이와 같은 카메라 모듈에는, 피사체를 촬영할 때의 핀트 맞춤을 자동적으로 행하는 오토 포커스 기능(이하 "AF 기능"이라고 칭함, AF: Auto Focus)을 갖는 렌즈 구동 장치가 적용된다(예를 들면 특허문헌 1, 2).
오토 포커스용의 렌즈 구동 장치는, 예를 들면 렌즈부의 주위에 배치되는 오토 포커스용 코일(이하 "AF용 코일"이라고 칭함)과, AF용 코일에 대하여 직경 방향으로 이간하여 배치되는 오토 포커스용 마그넷(이하 "AF용 마그넷"이라고 칭함)과, 예를 들면 AF용 마그넷을 포함하는 오토 포커스 고정부(이하 "AF 고정부"라고 칭함)에 대하여 렌즈부 및 AF용 코일을 포함하는 오토 포커스 가동부(이하 "AF 가동부"라고 칭함)를 탄성 지지하는 탄성 지지 부재(예를 들면 판 스프링)를 구비한다. AF용 코일과 AF용 마그넷으로 구성되는 보이스 코일 모터의 구동력을 이용하여, AF 고정부에 대하여 AF 가동부를 광축 방향으로 이동시킴으로써, 자동적으로 핀트 맞춤이 행해진다. 또한, AF 고정부가 AF용 코일을 포함하고, AF 가동부가 AF용 마그넷을 포함하는 경우도 있다.
특허문헌 1, 2에 개시된 렌즈 구동 장치에 있어서는, 렌즈 구동 장치의 광체가 되는 케이스가 자성 재료로 형성되고, 케이스의 내면에 AF용 마그넷이 배치되어 있다. 케이스가, AF용 마그넷과 함께 자기 회로를 형성하는 요크로서 기능하기 때문에, AF용 마그넷으로부터의 누설 자속이 적어진다. 이로써, AF용 코일과 교차하는 자력선이 증가하므로, 보이스 코일 모터의 구동 효율이 향상된다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2016-004253호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2015-194656호
최근에서는, 복수(전형적으로는 2개)의 렌즈 구동 장치를 갖는 카메라 모듈의 실용화가 진행되고 있다(이른바 듀얼 카메라). 듀얼 카메라는, 초점 거리가 다른 2매의 화상을 동시에 촬상할 수 있거나, 정지(靜止) 화상과 동영상을 동시에 촬상할 수 있거나 하는 등, 이용 씬에 따라 다양한 가능성을 갖고 있다.
특허문헌 1, 2와 같이, 주위가 요크로 덮여 있는 렌즈 구동 장치를 듀얼 카메라에 적용하는 경우, 2개의 렌즈 구동 장치를 인접하여 배치하게 되는데, 자기 간섭이 발생하여 동작에 지장을 초래할 우려가 있다. 예를 들면, 한 쪽의 렌즈 구동 장치가, 무빙 마그넷 방식의 흔들림 보정 기능을 갖는 경우, 다른 쪽의 렌즈 구동 장치의 요크에, 흔들림 보정용의 마그넷을 갖는 흔들림 보정 가동부가 당겨져 렌즈의 위치가 광축에 직교하는 면내에서 어긋나게 된다. 이로 인하여, 양자를 어느 정도 이간시키는 것이 필요하지만, 소형화가 저해되게 되기 때문에, 제품화함에 있어서 불리하다.
본 발명의 목적은, 인접하는 렌즈 구동 장치와의 자기 간섭을 억제할 수 있는, 듀얼 카메라의 용도에 적합한 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈 및 카메라 탑재 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면을 반영한 렌즈 구동 장치는, 렌즈 홀더의 주위에 배치되는 오토 포커스용 코일과, 상기 오토 포커스용 코일에 대하여 직경 방향으로 이간하여 배치되는 오토 포커스용 마그넷을 구비하고, 상기 오토 포커스용 코일과 상기 오토 포커스용 마그넷으로 구성되는 보이스 코일 모터의 구동력을 이용하여, 상기 오토 포커스용 마그넷을 포함하는 오토 포커스 고정부에 대하여, 상기 오토 포커스용 코일을 포함하는 오토 포커스 가동부를 광축 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 장치로서,
상기 오토 포커스 고정부는, 비자성 재료로 이루어지는 평면에서 보아 사각형상의 케이스와, 상기 케이스가 고정되는 베이스를 가지며,
상기 오토 포커스용 마그넷은, 상기 케이스의 측면에 배치되는 평판형상을 갖고,
상기 케이스의 4개의 측면 중 적어도 1개는, 상기 오토 포커스용 마그넷이 배치되지 않는 마그넷 비배치면인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면을 반영한 카메라 모듈은, 상기의 렌즈 구동 장치와,
상기 렌즈 구동 장치에 장착되는 렌즈부와,
상기 렌즈부에 의하여 결상된 피사체상을 촬상하는 촬상부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면을 반영한 카메라 탑재 장치는, 정보 기기 또는 수송 기기인 카메라 탑재 장치로서,
상기의 카메라 모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 인접하는 렌즈 구동 장치와의 자기 간섭을 억제할 수 있는, 듀얼 카메라의 용도에 적합한 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈 및 카메라 탑재 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 카메라 모듈을 탑재하는 스마트폰을 나타내는 도이다.
도 2는 카메라 모듈의 외관 사시도이다.
도 3은 렌즈 구동 장치로부터 케이스를 제거한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 렌즈 구동 장치로부터 케이스, 스페이서, 상측 탄성 지지 부재를 제거한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 5는 렌즈 구동 장치의 상방에서 본 분해 사시도이다.
도 6은 렌즈 구동 장치의 하방에서 본 분해 사시도이다.
도 7은 케이스에 대한 요크의 장착 상태를 나타내는 평면도이다.
도 8은 케이스에 대한 요크의 장착 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9는 렌즈 홀더, AF용 코일, 베이스, AF용 마그넷, 요크, 스페이서 및 케이스의 위치 관계를 나타내는 단면도이다.
도 10은 차재용 카메라 모듈을 탑재하는 카메라 탑재 장치로서의 자동차를 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 카메라 모듈(A)을 탑재하는 스마트폰(M)(카메라 탑재 장치)을 나타내는 도이다. 스마트폰(M)은, 2개의 배면 카메라(OC1, OC2)로 이루어지는 듀얼 카메라를 갖는다. 한 쪽의 배면 카메라(OC1)에 카메라 모듈(A)이 적용된다. 카메라 모듈(A)은, 오토 포커스 기능을 구비하고, 피사체를 촬영할 때의 핀트 맞춤을 자동적으로 행한다. 다른 쪽의 배면 카메라(OC2)는, 배면 카메라(OC1)와 마찬가지로, 보이스 코일 모터를 갖는 카메라 모듈로 구성되고, 오토 포커스 기능 및 흔들림 보정 기능 중 적어도 한 쪽의 기능을 갖는다.
도 2는, 카메라 모듈(A)의 외관 사시도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 직교 좌표계(X, Y, Z)를 사용하여 설명한다. 후술하는 도에 있어서도 공통의 직교 좌표계(X, Y, Z)로 나타내고 있다. 렌즈 구동 장치(1)는, 스마트폰(M)에서 실제로 촬영이 행해지는 경우에, Z방향이 전후 방향이 되도록 탑재된다. 즉, Z방향이 광축 방향이고，도 중 상측이 광축 방향 수광 측("매크로 위치 측"이라고도 함), 하측이 광축 방향 결상 측("무한원 위치 측"이라고도 함)이 된다. 또, Z축에 직교하는 X방향 및 Y방향을 "광축 직교 방향"이라고 칭한다.
카메라 모듈(A)은, 원통형상의 렌즈 배럴에 렌즈가 수용되어 이루어지는 렌즈부(2), AF용의 렌즈 구동 장치(1), 및 렌즈부(2)에 의하여 결상된 피사체상을 촬상하는 촬상부(도시 생략) 등을 구비한다.
촬상부(도시 생략)는, 촬상 소자(도시 생략) 및 촬상 소자가 실장되는 이미지 센서 기판(도시 생략)을 갖고, 렌즈 구동 장치(1)의 광축 방향 결상 측에 배치된다. 촬상 소자(도시 생략)는, 예를 들면 CCD(charge-coupled device)형 이미지 센서, 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)형 이미지 센서 등에 의하여 구성된다. 촬상 소자(도시 생략)는, 렌즈부(2)에 의하여 결상된 피사체상을 촬상하고, 광신호를 전기 신호로 변환하여 화상 처리부(도시 생략)에 출력한다.
도 3은, 렌즈 구동 장치(1)로부터 케이스(25)를 제거한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 4는, 렌즈 구동 장치(1)로부터 케이스(25), 스페이서(24), 상측 탄성 지지 부재(31)를 제거한 상태를 나타내는 평면도이다. 도 5, 도 6은, 렌즈 구동 장치(1)의 분해 사시도이다. 도 5는 광축 방향 수광 측에서 본 상방시 분해 사시도이고, 도 6은 광축 방향 결상 측에서 본 하방시 분해 사시도이다. 도 3~도 6에 나타내는 바와 같이, 렌즈 구동 장치(1)는, AF 가동부(10), AF 고정부(20), 및 탄성 지지 부재(30) 등을 구비한다. AF 가동부(10)는, AF 고정부(20)에 대하여 직경 방향 내측으로 이간하여 배치되고, 탄성 지지 부재(30)에 의하여 AF 고정부(20)와 연결된다.
AF 가동부(10)는, AF용 보이스 코일 모터를 구성하는 AF용 코일을 갖고, 핀트 맞춤 시에 광축 방향으로 이동하는 부분이다. AF 고정부(20)는, AF용 보이스 코일 모터를 구성하는 AF용 마그넷을 갖는 부분이다. 즉, 렌즈 구동 장치(1)에는, 무빙 코일 방식이 채용되고 있다.
본 실시형태에서는, 렌즈 홀더(11) 및 AF용 코일(12)이 AF 가동부(10)를 구성한다. 베이스(21), AF용 마그넷(22A, 22B), 요크(23A, 23B), 스페이서(24), 및 케이스(25)가 AF 고정부(20)를 구성한다. 상측 탄성 지지 부재(31) 및 하측 탄성 지지 부재(32A, 32B)가 탄성 지지 부재(30)를 구성한다.
렌즈 홀더(11)는, 평면에서 보아 대략 정사각형상의 부재이고, 통형상의 렌즈 수용부(11a)와, 렌즈 수용부(11a)로부터 직경 방향 외측에 돌출하는 플랜지부(11b)를 갖는다.
렌즈 수용부(11a)는, 전체적으로 평면에서 보아 팔각형상을 갖고, 외주면은 요철 형상으로 형성되어 있다. 렌즈 수용부(11a)의 내주면(內周面)에는, 렌즈부(2)(도 2 참조)가 접착 또는 나사 결합에 의하여 고정된다. 렌즈 수용부(11a)의 외주(外周)에는, AF용 코일(12)이 배치된다.
렌즈 수용부(11a)는, 주연부(周緣部)에, 상측 탄성 지지 부재(31)가 고정되는 상측 스프링 고정부(11c)를 갖는다. 상측 스프링 고정부(11c)에는, 광축 방향 수광 측에 돌출하는 위치 결정편(11d)이 배치된다. 위치 결정편(11d)에 의하여, 상측 탄성 지지 부재(31)가 위치 결정된다. 위치 결정편(11d)은, 요철 형상을 갖고, 상측 탄성 지지 부재(31)를 접착하는 접착제가 체류하도록 되어 있다.
또, 렌즈 수용부(11a)의 주연부에는, 광축 방향 수광 측에 돌출하는 규제편(11i)이 배치된다. AF 가동부(10)가 광축 방향 수광 측으로 이동할 때, 규제편(11i)이 케이스(25)에 당접함으로써, 그 이상의 이동이 규제된다.
플랜지부(11b)는, AF용 코일(12)에 대응하는 형상, 즉 평면에서 보아 대략 팔각형상을 갖는다. 플랜지부(11b)는, AF용 코일(12)의 단부가 베이스(21) 측(광축 방향 결상 측)으로 인출되기 위한 도피부로서, 절결부(11e)를 갖는다(이하 "코일 인출부(11e)"라고 칭함).
플랜지부(11b)는, 하면에, 하측 탄성 지지 부재(32A, 32B)가 고정되는 하측 스프링 고정부(11f)를 갖는다. 하측 스프링 고정부(11f)에는, 광축 방향 결상 측에 돌출하는 위치 결정편(11g)이 배치된다. 위치 결정편(11g)에 의하여, 하측 탄성 지지 부재(32A, 32B)가 위치 결정된다.
또, 플랜지부(11b)의 하면에는, 광축 방향 결상 측에 돌출하는 규제편(11h)이 배치된다. AF 가동부(10)가 광축 방향 결상 측으로 이동할 때, 규제편(11h)이 베이스(21)에 당접함으로써, 그 이상의 이동이 규제된다. 또, 플랜지부(11b)는, Y방향을 따르는 두 변에, 직경 방향 외측에 돌출하는 계합편(11j)을 갖는다.
AF용 코일(12)은, 핀트 맞춤 시에 통전되는 공심(空芯) 코일이다. AF용 코일(12)은, 렌즈 수용부(11a)의 외주를 따르듯이 평면에서 보아 팔각형상으로 권선된다. 렌즈 수용부(11a)의 외주면은 요철 형상을 가지므로, 렌즈 수용부(11a)와 AF용 코일(12)은 부분적으로 평면부 4개소에서 당접하여 접착제로 고정되고, 부분적으로 이간한다(도 4 참조).
AF용 코일(12)의 단부는, 렌즈 홀더(11)의 코일 인출부(11e)를 통하여 베이스 측으로 인출되고, 하측 탄성 지지 부재(32A, 32B)의 접속부(32d)와 전기적으로 접속된다.
AF용 코일(12)은, 바람직하게는 알루미늄 선재의 주위를 구리로 피복한 구리 클래드 알루미늄선으로 형성된다. 이로써, AF용 코일(12)을 구리선으로 형성하는 경우에 비교하여, 경량화를 도모할 수 있다.
베이스(21)는, 평면에서 보아 정사각형상의 부재이고, 중앙에 원형의 개구(21a)를 갖는다. 베이스(21)는, 렌즈 홀더(11)의 하부에 대응하는 형상의 오목부(21b)를 갖는다. 카메라 모듈(A)에 있어서, 베이스(21)의 광축 방향 결상 측에, 촬상부(도시 생략)가 배치된다.
베이스(21)은, 네 모서리에, 하측 탄성 지지 부재(32A, 32B)가 고정되는 하측 스프링 고정부(21c)를 갖는다. 하측 스프링 고정부(21c)에는, 렌즈 홀더(11) 측(광축 방향 수광 측)에 돌출하는 위치 결정 보스(21d)가 배치된다. 위치 결정 보스(21d)에 의하여, 하측 탄성 지지 부재(32A, 32B)가 위치 결정된다.
2개의 하측 스프링 고정부(21c)에는, 예를 들면 인서트 성형에 의하여 단자 금구(21e)가 배치된다. 단자 금구(21e)의 일단부(광축 방향 수광 측에 노출되는 부분)는, 하측 탄성 지지 부재(32A, 32B)와 전기적으로 접속된다. 단자 금구(21e)의 타단부(광축 방향 결상 측에 돌출하는 부분)는, 이미지 센서 기판(도시 생략)에 탑재되는 오토 포커스 드라이버 단자(도시 생략)와 전기적으로 접속된다.
베이스(21)은, 둘레면에, 케이스(25)를 배치하는 케이스 장착편(21f)을 갖는다. 케이스 장착편(21f)에 의하여, 케이스(25)가 위치 결정된다. 케이스(25)는, 케이스 장착편(21f)에 배치된 상태에서, 예를 들면 접착에 의하여 고정된다.
베이스(21)은, Y방향을 따르는 두 변에, 각각 2개의 기립편(21g)을 갖는다. 렌즈 홀더(11)의 계합편(11j)은, 기립편(21g, 21g)의 사이에 끼워 넣어진다(도 3, 도 4 참조). 이로써, 베이스(21)와 렌즈 홀더(11)가 계합하여, AF 가동부(10)의 XY면 내에 있어서의 회전이 규제된다.
AF용 마그넷(22A, 22B)은, 각각 평판형상의 마그넷으로 구성되고, Y방향에 대향하여 배치된다. AF용 마그넷(22A, 22B)은, 요크(23A, 23B)를 통하여, 케이스(25)의 측면(254, 252)에 배치된다.
AF용 마그넷(22A, 22B)은, AF용 코일(12)의 직경 방향 외측에 위치한다. AF용 마그넷(22A, 22B)은, AF용 코일(12)에 직경 방향으로 횡단하는 자계가 형성되도록 착자(着磁)된다. 예를 들면, AF용 마그넷(22A, 22B)은, 내주 측이 N극, 외주 측이 S극으로 착자된다. AF용 마그넷(22A, 22B) 및 AF용 코일(12)에 의하여, AF용 보이스 코일 모터가 구성된다.
요크(23A, 23B)는, 각각 AF용 마그넷(22A, 22B)을 지지함과 함께, AF용 마그넷(22A, 22B)과 함께 자기 회로를 형성한다. 요크(23A, 23B)는, 케이스(25)와 AF용 마그넷(22A, 22B)의 사이에 개재한다. 요크(23A, 23B)는, 예를 들면 자성 재료로 이루어지는 판재(예를 들면 냉간 압연 강판(SPCC))의 드로잉 가공에 의하여 형성된다.
요크(23A, 23B)는, 케이스(25)에 배치되는 평판형상의 요크 본체부(23a)와, AF용 코일(12)을 사이에 두고 요크 본체부(23a)의 양단부의 각각과 대향하는 대향 요크부(23c)와, 요크 본체부(23a)와 대향 요크부(23c)를 연결하는 연결부(23b)를 갖는다. 요크 본체부(23a)의 양단부, 연결부(23b) 및 대향 요크부(23c)는, U자 형상으로 뻗어 있다.
대향 요크부(23c)는, 렌즈 수용부(11a)와 AF용 코일(12)의 사이의 공간에 삽입된다(도 3, 도 4, 도 9 참조). 이로써, 대향 요크부(23c)와 렌즈 홀더(11)가 계합하여, AF 가동부(10)의 XY면 내에 있어서의 회전 및 가동이 규제된다. 대향 요크부(23c)와 렌즈 홀더(11)의 계합 부위와, 베이스(21)와 렌즈 홀더(11)의 계합 부위는, 90° 회전한 위치 관계에 있다. 따라서, AF 가동부(10)의 XY면 내에 있어서의 회전 및 가동이 효과적으로 규제된다.
AF용 코일(12)에 통전이 행해지지 않은 중립 상태에 있어서는, 대향 요크부(23c)는, 렌즈 홀더(11)의 플랜지부(11b)로부터 이간한다(도 9 참조). 통전이 행해져 렌즈 홀더(11)가 예를 들면 광축 방향 수광 측으로 이동하면, 대향 요크(23c)는 플랜지부(11b)에 접근하지만, 당접은 하지 않는다.
요크(23A, 23B) 및 AF용 마그넷(22A, 22B)에 의하여 자기 회로가 형성되므로, 구동 효율이 향상된다. 또, AF용 마그넷(22A, 22B)에 대응하여, 분리형의 요크(23A, 23B)가 마련되어 있으므로, 종래와 같이 렌즈 구동 장치의 전체를 덮는 상자형의 요크가 마련되는 경우와 비교하여, 주위에 대한 자기 간섭의 영향이 작아진다.
AF용 마그넷(22A, 22B)은, 요크(23A, 23B)의 연결부(23b)로부터 이간하여 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, AF용 마그넷(22A, 22B)과 연결부(23b)의 간극에, 스페이서(24)가 배치되어 있다. 이로써, AF용 마그넷(22A, 22B)으로부터 요크(23A, 23B)의 연결부(23b)를 향하는 누설 자속이 저감되고, AF용 코일(12)을 횡단하는 자속이 증가하므로, 보이스 코일 모터의 구동 효율이 향상된다.
요크(23A, 23B)의 요크 본체부(23a)의 길이 방향의 길이는, AF용 마그넷(22A, 22B)보다 짧은 것이 바람직하다. 요크 본체부(23a)의 길이 방향 양단으로부터 AF용 마그넷(22A, 22B)이 튀어나오게 된다. 이로써, AF용 마그넷(22A, 22B)으로부터 외측을 향하는 누설 자속이 저감되고, AF용 코일(12)을 횡단하는 자속이 증가하므로, 보이스 코일 모터의 구동 효율이 더 향상된다.
스페이서(24)는, 평면에서 보아 정사각형상의 프레임체이다. 스페이서(24)는, 비자성 재료(예를 들면 폴리아릴레이트(PAR: Polyarylate))로 형성된다. 스페이서(24)는, X방향을 따르는 두 변에, 요크(23A, 23B)를 지지하기 위한 오목부(24a)를 갖는다. 오목부(24a)에, 요크(23A, 23B)의 연결부(23b)가 끼워 넣어진다(도 3, 도 4 참조). 또, 스페이서(24)는, 하면에, 상측 탄성 지지 부재(31)가 고정되는 상측 스프링 고정부(24b)를 갖는다.
케이스(25)는, 4개의 측면(251~254)과 천장면(255)을 갖는 평면에서 보아 정사각형상의 상자체이다. 케이스(25)는, 비자성 재료, 바람직하게는 비자성의 금속 재료로 형성된다. 비자성의 금속 재료로서는, 오스테나이트계 스테인리스인 SUS316이나 NSSC_130S(상품명, "NSSC"는 등록 상표), 양은 등을 적용할 수 있다. 케이스(25)는, 폴리카보네이트 등의 기계적 강도가 높은 수지 재료로 형성되어도 된다.
케이스(25)는, 천장면(255)에, 렌즈부(2)(도 2 참조)가 외부에 면하는 개구(25a)를 갖는다. 개구(25a)에는, X방향을 따라, 절결(25b)이 형성된다. 절결(25b)의 형상은, 요크(23A, 23B)의 형상에 대응한다. 도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이, 케이스(25)의 절결(25b)의 단차부에, 요크(23A, 23B)의 대향 요크부(23c)를 맞춤으로써, 케이스(25)에 대하여 요크(23A, 23B)를 용이하게 위치 결정할 수 있다.
본 실시형태에서는, 케이스(25)의 Y방향에 대향하는 2개의 측면(254, 252)에, 요크(23A, 23B)를 통하여 AF용 마그넷(22A, 22B)이 배치되어 있다. 한편, 케이스(25)의 X방향에 대향하는 2개의 측면(251, 253)에는 AF용 마그넷이 배치되어 있지 않다. 즉, 측면(251, 253)은, 마그넷 비배치면이다(이하 "마그넷 비배치면(251, 253)"이라고 칭함). 이와 같이, AF용 마그넷(22A, 22B)이 배치되지 않는 마그넷 비배치면(251, 253)을 마련함으로써, 마그넷 비배치면 측에 있어서의 자속 밀도는 작아진다. 따라서, 케이스(25)의 마그넷 비배치면(251 또는 253)에 인접하여 다른 카메라 모듈을 배치함으로써, 자기 간섭의 영향을 현격히 저감시킬 수 있다.
이 경우, AF용 마그넷(22A, 22B)의 길이 방향 단부로부터 마그넷 비배치면(251, 253)의 외형면까지의 거리(L)(도 4 참조)는, 1.2 ㎜ 이상 1.6 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 보이스 코일 모터의 구동력을 확보하면서, 인접하여 배치되는 카메라 모듈에 대한 자기 간섭의 영향을 저감시킬 수 있다.
상측 탄성 지지 부재(31)는, 예를 들면 베릴륨 구리, 니켈 구리, 타이타늄 구리, 스테인리스 등으로 이루어지는 판 스프링이다(이하 "상측 스프링(31)"이라고 칭함). 상측 스프링(31)은, AF 고정부(20)(스페이서(24))에 대하여 AF 가동부(10)(렌즈 홀더(11))를 탄성 지지한다.
상측 스프링(31)은, 예를 들면 1매의 판금을 에칭 등의 방법을 이용하여 성형한다. 상측 스프링(31)은, 렌즈 홀더 고정부(31a), 스페이서 고정부(31b), 및 암부(31c)를 갖는다. Y방향에 인접하는 스페이서 고정부(31b)는, 외연부(31d)에 의하여 연결된다.
상측 스프링(31)은, AF용 마그넷(22A, 22B) 및 요크(23A, 23B)와 간섭하지 않는(중첩되지 않는) 형상을 갖는다. 렌즈 홀더 고정부(31a)는, 렌즈 홀더(11) 상측 스프링 고정부(11c)를 따르는 형상을 갖고, 위치 결정편(11d)에 대응하는 부분이 절결되어 있다. 암부(31c)는, 렌즈 홀더 고정부(31a)와 스페이서 고정부(31b)를 연결한다. 암부(31c)는, 구불구불한 형상을 갖고, AF 가동부(10)가 이동할 때에 탄성 변형한다.
상측 스프링(31)은, 렌즈 홀더 고정부(31a)의 절결부(부호 생략)가, 렌즈 홀더(11)의 위치 결정편(11d)에 계합됨으로써, 렌즈 홀더(11)에 대하여 위치 결정되어 고정된다. 또, 상측 스프링(31)은, 스페이서 고정부(31b)가 스페이서(24)의 상측 스프링 고정부(24b)에 접착됨으로써, 스페이서(24)에 대하여 고정된다. AF 가동부(10)이 광축 방향으로 이동할 때, 렌즈 홀더 고정부(31a)는, AF 가동부(10)와 함께 변위한다.
하측 탄성 지지 부재(32A, 32B)는, 예를 들면 베릴륨 구리, 니켈 구리, 타이타늄 구리, 스테인리스 등으로 이루어지는 판 스프링이다(이하 "하측 스프링(32A, 32B)"라고 칭함). 하측 스프링(32A, 32B)은, AF 고정부(20)(베이스(21))에 대하여 AF 가동부(10)(렌즈 홀더(11))를 탄성 지지한다.
하측 스프링(32A, 32B)은, 예를 들면 1매의 판금을 에칭 등의 방법을 이용하여 성형한다. 하측 스프링(32A, 32B)은, 각각, 렌즈 홀더 고정부(32a), 베이스 고정부(32b), 및 암부(32c)를 갖는다. 렌즈 홀더 고정부(32a)는, 렌즈 홀더(11)의 하측 스프링 고정부(11f)에 대응하는 형상을 갖는다. 암부(32c)는, 렌즈 홀더 고정부(32a)와 베이스 고정부(32b)를 연결한다. 암부(32c)는, 구불구불한 형상을 갖고, AF 가동부(10)이 이동할 때에 탄성 변형한다.
하측 스프링(32A, 32B)은, 렌즈 홀더 고정부(32a)에, 접속부(32d)를 갖는다. 접속부(32d)에는, 렌즈 홀더(11)의 코일 인출부(11e)로부터 인출된 AF용 코일(12)의 단부가 감긴다. 베이스 고정부(32b)는, 베이스(21)에 배치된 단자 금구(21e)와 전기적으로 접속된다. 따라서, 하측 스프링(32A, 32B)을 통하여, AF용 코일(12)로의 급전이 행해진다.
하측 스프링(32A, 32B)은, 렌즈 홀더 고정부(32a)의 고정 구멍(부호 생략)에 렌즈 홀더(11)의 위치 결정편(11g)이 삽입 감합됨으로써, 렌즈 홀더(11)에 대하여 위치 결정되어 고정된다. 또, 하측 스프링(32A, 32B)은, 베이스 고정부(32b)의 고정 구멍(부호 생략)에, 베이스(21)의 위치 결정 보스(21d)가 삽입 감합됨으로써, 베이스(21)에 대하여 위치 결정되어 고정된다. AF 가동부(10)이 광축 방향으로 이동할 때, 렌즈 홀더 고정부(32a)는, AF 가동부(10)와 함께 변위한다.
도 9는, 렌즈 홀더(11), AF용 코일(12), 베이스(21), AF용 마그넷(22A), 요크(23A), 스페이서(24) 및 케이스(25)의 위치 관계를 나타내는 단면도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 요크(23A)는, 케이스(25)의 측면(254) 및 천장면(255)에, L자 형상으로 당접하여, 접착된다. 요크(23A)는, 예를 들면 용접 또는 에폭시 수지에 의하여 접착된다.
요크(23A)의 연결부(23b)에는, 상측 스프링(31)이 장착된 스페이서(24)가 접착된다. 그리고, AF용 마그넷(22A)이 요크(23A)(연결부(23b))와의 사이에서 스페이서(24)를 협지하도록, 요크 본체부(23a)에 접착된다. 스페이서(24)의 두께에 의하여, AF용 마그넷(22A)의 Z방향의 위치가 정해진다.
AF 가동부(10)를 AF 고정부(20)에 장착했을 때, 요크(23A)의 대향 요크부(23c)는 렌즈 홀더(11)과 AF용 코일(12)의 사이에 삽입된다. AF용 코일(12)은, AF용 마그넷(22A)과 대향 요크부(23c)의 사이에 위치하므로, AF용 마그넷(22A)과 대향 요크부(23c)에 의하여 형성되는 자기 회로의 자속은, 효율적으로 AF용 코일(12)과 교차한다. 따라서, 보이스 코일 모터에 있어서 원하는 구동력을 얻을 수 있다.
렌즈 구동 장치(1)에 있어서 자동 핀트 맞춤을 행하는 경우에는, AF용 코일(12)에 통전이 행해진다. AF용 코일(12)에 통전하면, AF용 마그넷(22A, 22B)의 자계와 AF용 코일(12)에 흐르는 전류의 상호 작용에 의하여, AF용 코일(12)에 로런츠 힘이 발생한다. 로런츠 힘의 방향은, AF용 마그넷(22A, 22B)에 의한 자계의 방향과 AF용 코일(12)에 흐르는 전류의 방향과 직교하는 방향(Z방향)이다. AF용 마그넷(22A, 22B)은 고정되어 있으므로, AF용 코일(12)에 반력이 작용한다. 이 반력이 AF용 보이스 코일 모터의 구동력이 되어, AF용 코일(12)을 갖는 AF 가동부(10)이 광축 방향으로 이동하고, 핀트 맞춤이 행해진다.
핀트 맞춤을 행하지 않은 무통전 시에는, AF 가동부(10)은, 예를 들면 상측 탄성 지지 부재(31) 및 하측 탄성 지지 부재(32A, 32B)에 의하여, 무한원 위치와 매크로 위치의 사이에 매달린 상태(이하 "기준 상태"라고 칭함)로 지지된다. 즉, AF 가동부(10)이, 상측 탄성 지지 부재(31) 및 하측 탄성 지지 부재(32A, 32B)에 의하여, AF 고정부(20)에 대하여 위치 결정된 상태에서, Z방향 양측으로 변위 가능하게 탄성 지지된다. 핀트 맞춤을 행할 때에는, AF 가동부(10)를 기준 상태로부터 매크로 위치 측으로 이동시킬지, 무한원 위치 측으로 이동시킬지에 따라, 전류의 방향이 제어된다. 또, AF 가동부(10)의 기준 상태로부터의 이동 거리(스트로크)에 따라, 전류의 크기가 제어된다.
이와 같이, 렌즈 구동 장치(1)는, 렌즈 홀더(11)의 주위에 배치되는 AF용 코일(12)과, AF용 코일(12)에 대하여 직경 방향으로 이간하여 배치되는 AF용 마그넷(22A, 22B)을 구비하고, AF용 코일(12)과 AF용 마그넷(22A, 22B)으로 구성되는 보이스 코일 모터의 구동력을 이용하여, AF용 마그넷(22A, 22B)을 포함하는 AF 고정부(20)에 대하여, AF용 코일(12)을 포함하는 AF 가동부(10)를 광축 방향으로 이동시킨다. AF 고정부(20)는, 비자성 재료(예를 들면 오스테나이트계 스테인리스)로 이루어지는 평면에서 보아 사각형상의 케이스(25)와, 케이스(25)가 고정되는 베이스(21)를 가지며, AF용 마그넷(22A, 22B)은, 케이스(25)의 측면(254, 252)에 배치되는 평판형상을 갖는다. 케이스(25)의 4개의 측면(251~254) 중 적어도 1개(여기에서는 측면(251, 253))는, AF용 마그넷(22A, 22B)이 배치되지 않는 마그넷 비배치면이다.
렌즈 구동 장치(1)에 의하면, 케이스(25)의 2개의 측면(251, 253)이 마그넷 비배치면으로 되어 있으므로, 마그넷 비배치면 측에 있어서의 자속 밀도는 작아진다. 따라서, 케이스(25)의 마그넷 비배치면(251 또는 253)에 인접하여 다른 렌즈 구동 장치를 배치했을 때의 자기 간섭의 영향은, 현격히 저감된다. 또, 다른 렌즈 구동 장치를 이간하여 배치할 필요는 없고, 근접하여 배치할 수 있으므로, 소형화를 도모할 수 있다. 따라서, 렌즈 구동 장치(1)는, 인접하는 렌즈 구동 장치와의 자기 간섭을 억제할 수 있는, 듀얼 카메라의 용도에 적합하다.
이상, 본 발명자에 의하여 이루어진 발명을 실시형태에 근거하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 변경 가능하다.
예를 들면, 실시형태에서는, 카메라 모듈(A)을 구비하는 카메라 탑재 장치로서, 스마트폰을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 정보 기기 또는 수송 기기인 카메라 탑재 장치에 적용할 수 있다. 정보 기기인 카메라 탑재 장치란, 카메라 모듈과 카메라 모듈로 얻어진 화상 정보를 처리하는 제어부를 갖는 정보 기기이고, 예를 들면 카메라 장착 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, 태블릿 단말, 휴대형 게임기, web 카메라, 카메라 장착 차재 장치(예를 들면, 백 모니터 장치, 드라이브 레코더 장치)를 포함한다. 또, 수송 기기인 카메라 탑재 장치란, 카메라 모듈과 카메라 모듈로 얻어진 화상을 처리하는 제어부를 갖는 수송 기기이고, 예를 들면 자동차를 포함한다.
도 10은, 카메라 모듈(VC)(Vehicle Camera)을 탑재하는 카메라 탑재 장치로서의 자동차(V)를 나타내는 도이다. 도 10의 (A)는 자동차(V)의 정면도이고, 도 10의 (B)는 자동차(V)의 후방 사시도이다. 자동차(V)는, 차재용 카메라 모듈(VC)로서, 실시형태에서 설명한 카메라 모듈(A)을 탑재한다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 차재용 카메라 모듈(VC)은, 예를 들면 전방을 향하여 프론트 유리에 장착되거나, 후방을 향하여 리어 게이트에 장착된다. 이 차재용 카메라 모듈(VC)은, 백 모니터용, 드라이브 레코더용, 충돌 회피 제어용, 자동 운전 제어용 등으로서 사용된다.
또 예를 들면, 실시형태에서는, 케이스(25)의 4개의 측면(251~254) 중 X방향에 대향하는 2개의 측면(251, 253)이 마그넷 비배치면으로 되어 있지만, 1개의 측면이 마그넷 비배치면이어도 되고, 3개의 측면이 마그넷 비배치면이어도 된다. 단, 렌즈 구동의 밸런스를 고려하면, 실시형태와 같이, AF용 마그넷(22A, 22B)을, 케이스(25)의 4개의 측면(251~254) 중 대향하는 2개의 측면(254, 252)에 배치하고, 나머지의 2개의 측면(251, 253)을 마그넷 비배치면으로 하는 것이 바람직하다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아닌 특허청구의 범위에 의하여 나타나, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 : 렌즈 구동 장치 2 : 렌즈부
10 : AF 가동부(오토 포커스 가동부) 11 : 렌즈 홀더
12 : AF용 코일(오토 포커스용 코일)
20 : AF 고정부(오토 포커스 고정부)
21 : 베이스
22A, 22B : AF용 마그넷(오토 포커스용 마그넷)
23A, 23B : 요크 24 : 스페이서
25 : 케이스
251, 253 : 측면(마그넷 비배치면) 252, 254 : 측면
255 : 천장면 30 : 탄성 지지 부재
31 : 상측 탄성 지지 부재
32A, 32B : 하측 탄성 지지 부재
M : 스마트폰(카메라 탑재 장치) A : 카메라 모듈

Claims (16)

  1. 렌즈 홀더의 주위에 배치되는 오토 포커스용 코일과, 상기 오토 포커스용 코일에 대하여 직경 방향으로 이간하여 배치되는 오토 포커스용 마그넷을 구비하고, 상기 오토 포커스용 코일과 상기 오토 포커스용 마그넷으로 구성되는 보이스 코일 모터의 구동력을 이용하여, 상기 오토 포커스용 마그넷을 포함하는 오토 포커스 고정부에 대하여, 상기 오토 포커스용 코일을 포함하는 오토 포커스 가동부를 광축 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 장치로서,
    상기 오토 포커스 고정부는, 비자성 재료로 이루어지는 평면에서 보아 사각형상의 케이스와, 상기 케이스가 고정되는 베이스를 가지며,
    상기 오토 포커스용 마그넷은, 상기 케이스의 측면에 배치되는 평판형상을 갖고,
    상기 케이스의 4개의 측면 중 적어도 1개는, 상기 오토 포커스용 마그넷이 배치되지 않는 마그넷 비배치면인 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오토 포커스용 마그넷은, 상기 케이스의 4개의 측면 중 대향하는 2개의 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오토 포커스용 마그넷의 길이 방향 단부로부터 상기 마그넷 비배치면의 외형면까지의 거리는, 1.2 ㎜ 이상 1.6 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스는, 비자성의 금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오토 포커스 고정부는, 상기 케이스와 상기 오토 포커스용 마그넷의 사이에 개재하여, 상기 오토 포커스용 마그넷과 함께 자기 회로를 형성하는, 자성 재료로 이루어지는 요크를 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 요크는, 상기 케이스에 배치되는 평판형상의 요크 본체부와, 상기 오토 포커스용 코일을 사이에 두고 상기 요크 본체부의 양단부의 각각과 대향하는 대향 요크부와, 상기 요크 본체부와 상기 대향 요크부를 연결하는 연결부를 갖고,
    상기 요크 본체부의 양단부, 상기 연결부 및 상기 대향 요크부가, U자형상으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 오토 포커스용 마그넷은, 상기 연결부로부터 광축 방향으로 이간하여 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 오토 포커스 고정부는, 상기 오토 포커스용 마그넷과 상기 연결부의 사이에 개재하는 스페이서를 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요크 본체부의 길이 방향의 길이는, 상기 오토 포커스용 마그넷보다 짧은 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스는, 천장면에, 상기 렌즈부가 외부에 면하는 개구를 갖고, 상기 개구의 일부에, 상기 요크의 형상에 대응하는 형상의 절결을 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대향 요크부와 상기 렌즈 홀더가 계합함으로써, 상기 오토 포커스 가동부의 광축 직교면 내에 있어서의 회전 및 가동이 규제되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 베이스와 상기 렌즈 홀더가 계합함으로써, 상기 오토 포커스 가동부의 광축 직교면 내에 있어서의 회전 및 가동이 규제되는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 대향 요크부와 상기 렌즈 홀더의 계합 부위와, 상기 베이스와 상기 렌즈 홀더의 계합 부위가, 90° 회전한 위치 관계에 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 구동 장치와,
    상기 렌즈 구동 장치에 장착되는 렌즈부와,
    상기 렌즈부에 의하여 결상된 피사체상을 촬상하는 촬상부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  15. 정보 기기 또는 수송 기기인 카메라 탑재 장치로서,
    제14항에 기재된 카메라 모듈
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 탑재 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 카메라 모듈과, 그 카메라 모듈의 상기 마그넷 비배치면 측에 인접하여 배치되는 다른 카메라 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 탑재 장치.
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