KR20230028597A - 렌즈 홀더 구동 장치 및 카메라 탑재 휴대 단말 - Google Patents

Abstract

전력 절감을 달성하면서, 2차 공진을 억제하기 위하여, 렌즈 홀더(14)의 상부측 및 하부측에 각각 마련된 상측 판 스프링(22) 및 하측 판 스프링(24)의 각각은, 렌즈 홀더(14)에 고정된 내주측 단부(222; 242)와, 고정부(12, 30)에 고정된 외주측 단부(224; 244)와, 복수 개의 암부(226; 246)를 구비한다. 상측 판 스프링(22)의 복수 개의 암부(226)와 하측 판 스프링(24)의 복수 개의 암부(246)는, 평면에서 보았을 때 실질적으로 동일한 형상을 하고 있다. 복수 개의 암부(226; 246)의 각각은, 적어도 하나의 절곡한 U턴 형상 부분(226a; 246a)을 포함한다. 상측 판 스프링(22) 및 하측 판 스프링(24)의 일방은, 복수 개의 암부(226; 246)의 U턴 형상 부분(226a; 246a)에, 서로 대향하는 개소에서 걸치도록 마련된, 적어도 하나의 신축성과 가요성이 있는 수지(45)를 갖는다.

Description

렌즈 홀더 구동 장치 및 카메라 탑재 휴대 단말{Lens Holder Driving Device and Mobile Terminal with Camera}

본 발명은 렌즈 홀더 구동 장치에 관한 것이며, 특히, 렌즈 배럴을 장착하는 것이 가능한 렌즈 홀더(가동부)를, 렌즈의 광축 방향으로 이동 가능한 렌즈 홀더 구동 장치 및 카메라 탑재 휴대 단말에 관한 것이다.

카메라 탑재 휴대 단말에는 휴대형 소형 카메라가 탑재되어 있다. 이 휴대형 소형 카메라에는 오토 포커스(AF)용 렌즈 홀더 구동 장치가 이용된다. 이와 같은 AF용 렌즈 홀더 구동 장치에 사용되는 구동 기구(액추에이터)로서, 보이스 코일 모터(VCM)를 사용한 VCM 방식이 알려져 있다. VCM 방식의 AF용 렌즈 홀더 구동 장치에서는, 구동 기구(액추에이터)로서, 구동 코일과, 요크 및 영구 자석으로 구성되는 자기(磁氣) 회로를 구비하고 있다. VCM 방식의 구동 기구는 “무빙 코일 방식”의 구동 기구와, “무빙 마그넷 방식”의 구동 기구로 대별된다.

이와 같은 VCM 방식의 AF용 렌즈 홀더 구동 장치에 있어서는, 렌즈를 포함하는 기둥 형상의 가동부(렌즈+렌즈 홀더)를, 고정부에 대하여 직경 방향으로 위치 결정한 상태에서, 광축 방향(중심축 방향)으로 변위 가능하게 지지하는 스프링 부재(탄성 부재)가 사용된다. 또한, 가동부는 이동체나 가동체라고도 불리며, 고정부는 고정 부재, 지지체, 하우징, 혹은 고정체라고도 불린다. 상기 구동 기구는, 가동부(이동체)와 고정부(고정 부재; 지지체)에 구비된다.

위와 같은 스프링 부재(탄성 부재)로서는, 일반적으로, 렌즈 어셈블리(렌즈 배럴)를 지지하는 렌즈 홀더(기둥 형상의 가동부; 이동체)의 광축 방향 양측에 마련되는 한 쌍의 판 스프링이 사용된다. 한 쌍의 판 스프링은, 렌즈 홀더(기둥 형상의 가동부; 이동체)를 그 주위에 배치된 하우징(통 형상의 고정부; 고정 부재; 지지체)에 대하여 직경 방향으로 위치 결정한 상태에서, 광축 방향으로 변위 가능하게 지지한다. 한 쌍의 판 스프링 중 일방은 상측 판 스프링이라고 불리며, 타방은 하측 판 스프링이라고 불린다.

또한, 상측 판 스프링은, 전측 스프링 혹은 전측 스프링 부재라고도 불리며, 하측 판 스프링은, 후측 스프링 혹은 후측 스프링 부재라고도 불린다.

따라서, VCM 방식의 AF용 렌즈 홀더 구동 장치에서는, 판 스프링(스프링 부재)의 복원력(바이어스력)과 구동 기구에 의한 추력(推力)(구동력)을 밸런싱하여, 가동부(이동체)를 광축 방향의 소정 위치(목표 위치)에 이동시킨다. 이와 같은 구성의 VCM 방식의 AF용 렌즈 홀더 구동 장치에서는, 가동부(이동체)를 고정부(고정 부재; 하우징; 지지체)에 대하여 판 스프링(스프링 부재)에 의하여 지지하고 있기 때문에, 가동부(이동체)를 구동했을 때 혹은 외부로부터의 진동이나 충격 등에 의하여, 가동부(이동체)가 불필요하게 진동한다는 문제가 있다.

이 문제를 해결하기 위한 대책이 종래부터 다양하게 제안되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에서는, 복수의 절결홈을 마련하여 렌즈 홀더와 고정 부재의 연결부를 형성한 판 스프링에, 탄성을 갖는 수지로 이루어지는 완충 부재를 배치하고 있다. 완충 부재는 렌즈 홀더와 판 스프링의 접속 개소 근방 및 고정 부재와 판 스프링의 접속 개소 근방에 배치되어 있다.

또, 특허문헌 2에서는, 외측 링과 내측 링과 그들을 연결하는 탄성 연결부를 갖는 스프링에, 댐핑제를 도포하고 있다. 댐핑제는 탄성 연결부의 내측 링에 가까운 부위에 도포되어 있다.

또한, 특허문헌 3에서는, 이동체에서의 렌즈 광축 방향의 전측 단부와 지지체에 접속하는 전측 스프링 부재로서, 지지체측 연결부와, 이동체측 연결부와, 이들을 접속하는 암부를 구비한 전측 스프링 부재에, 점탄성을 구비한 완충재를 마련하고 있다. 완충재는 암부와 이동체측 연결부에 걸쳐 있는 개소 중, 암부에서 당해 암부의 이동체측 연결부와의 접속부보다 당해 암부의 지지체측 연결부와의 접속 부분에 가까운 부분과 이동체측 연결부에 걸쳐 있는 개소에만 마련되어 있다.

또한, 특허문헌 4에서는, 가동체와 고정체를 연결하는 스프링 부재에, 고정체에 대한 가동체의 광축 방향 진동을 흡수하여 가동체의 진동 시간을 단축시키는 점탄성을 갖는 완충재를 구비하고 있다. 완충재의 설치 개소에는, 완충재의 설치 범위의 기준이 되는 볼록부 및/또는 오목부가 형성되어 있다. 스프링 부재는, 가동체에 고정되는 가동측 고정부와, 고정체에 고정되는 고정측 고정부와, 그들을 연결하는 암부를 구비한다. 가동측 고정부에 연결되는 암부의 일단을 암부의 선단으로 하고, 고정측 고정부에 연결되는 암부의 타단을 암부의 기단으로 한다. 완충재는, 가동측 고정부와 고정측 고정부에 걸쳐 있는 개소, 암부의 선단측을 제외한 부분과 가동측 고정부에 걸쳐 있는 개소, 암부의 기단측을 제외한 부분과 고정측 고정부에 걸쳐 있는 개소, 가동체와 고정측 고정부에 걸쳐 있는 개소, 고정체와 가동측 고정부에 걸쳐 있는 개소, 암부의 선단측을 제외한 부분과 가동체에 걸쳐 있는 개소, 암부의 기단측을 제외한 부분과 고정체에 걸쳐 있는 개소, 및 가동체와 고정체에 걸쳐 있는 개소 중, 적어도 어느 하나의 개소에 마련되어 있다.

또, 포커싱 정밀도를 향상시키기 위하여, 피드백 제어에 의하여 렌즈의 위치를 제어하는 것이 행해지고 있다(예를 들면, 특허문헌 5 참조). 특허문헌 5에 개시된 촬상 장치는, 렌즈와, 렌즈의 위치를 조정하기 위한 구동 소자와, 렌즈의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 소자를 구비한다. 촬상 장치에 탑재되는 포커스 제어 회로는, 위치 검출 소자의 출력 신호에 의하여 특정되는 렌즈의 위치와, 외부로부터 설정되는 렌즈의 목표 위치의 차분을 근거로, 렌즈의 위치를 목표 위치에 맞추기 위한 구동 신호를 생성하며, 구동 소자를 제어하는 피드백 이퀄라이저를 구비하고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2006-251111호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2009-271204호 특허문헌 3: 일본 특허공보 제5489747호 특허문헌 4: 일본 공개특허공보 2012-32607호 특허문헌 5: 일본 공개특허공보 2011-22562호

그런데, VCM 방식의 AF용 렌즈 홀더 구동 장치에서는, 판 스프링(스프링 부재)의 복원력(바이어스력)에 저항하여, 구동 기구의 추력(구동력)에 의해 가동부를 광축 방향으로 상하 이동시키고 있다. 따라서, 판 스프링(스프링 부재)의 복원력(바이어스력)이 큰 경우, 구동 기구의 추력(구동력)을 크게 하지 않으면 안되어, 결과적으로 구동 코일에 큰 구동 전류를 흘려보내지 않으면 안된다.

상술한 특허문헌 1~4에서는, 이하에 설명하는 바와 같은 문제점이 있다.

특허문헌 1에서는, 완충 부재가 홀더 또는 고정 부재와 판 스프링의 접속 개소 근방에 배치되어 있다. 이로 인하여, 완충 부재가 없는 본래의 판 스프링과 비교하여, 당해 완충 부재 구비 판 스프링의 광축 방향 복원력이 커지게 된다. 환언하면, 판 스프링의 광축 방향의 스프링 상수가 변화하게 된다. 그 결과, 판 스프링의 복원력에 저항하여, 구동 코일에 큰 구동 전류를 흘려보내지 않으면 안된다.

특허문헌 2에서는, 댐핑제가 스프링의 탄성 연결부의 내측 링에 가까운 부위에 도포되어 있다. 이로 인하여, 상기 특허문헌 1과 마찬가지로, 댐핑제가 없는 본래의 스프링과 비교하여, 당해 댐핑제 도포 스프링의 복원력이 커지게 된다. 환언하면, 스프링의 광축 방향의 스프링 상수가 변화하게 된다. 그 결과, 스프링의 복원력에 저항하여, 구동 코일에 큰 구동 전류를 흘려보내지 않으면 안된다.

특허문헌 3에서는, 점탄성을 구비한 완충재가 전측 스프링 부재의 암부와 이동체측 연결부에 걸쳐 마련되어 있다. 이로 인하여, 상기 특허문헌 1 및 2와 마찬가지로, 완충재가 없는 본래의 전측 스프링 부재와 비교하여, 당해 완충재 구비 전측 스프링 부재의 바이어스력(복원력)이 커지게 된다. 환언하면, 전측 스프링 부재의 렌즈 광축 방향의 스프링 상수가 변화하게 된다. 그 결과, 전측 스프링 부재의 복원력에 저항하여, 구동 코일에 큰 구동 전류를 흘려보내지 않으면 안된다.

특허문헌 4에서도, 점탄성을 구비한 완충재가 스프링 부재의 2개의 개소에 걸쳐 마련되어 있다. 이로 인하여, 상기 특허문헌 1 내지 3과 마찬가지로, 완충재가 없는 본래의 스프링 부재와 비교하여, 당해 완충재 구비 스프링 부재의 바이어스력(복원력)이 커지게 된다. 환언하면, 스프링 부재의 렌즈 광축 방향의 스프링 상수가 변화하게 된다. 그 결과, 스프링 부재의 복원력에 저항하여, 구동 코일에 큰 구동 전류를 흘려보내지 않으면 안된다.

즉, 특허문헌 1~4에 개시된 렌즈 홀더 구동 장치는 모두, 전력 절감을 달성할 수 없다.

따라서, 전력 절감을 달성하기 위하여, 본 발명자들은 판 스프링(스프링 부재)의 복원력(바이어스력)을 가능한 한 작게 하는 것을 검토했다. 그 해결책의 하나로서, 본 발명자들은 판 스프링(스프링 부재)의 암부의 길이를 길게 하는 것을 착안했다. 암부의 길이를 길게 하기 위하여, 본 발명자들은 암부에 180도 절곡한 U턴 형상 부분을 마련한, 신규 판 스프링을 시험 제작했다. 그리고, 실제로 기존의 판 스프링 대신에 신규 판 스프링을 사용한 렌즈 홀더 구동 장치를 시험 제작했다.

그리고, 본 발명자들은 이 시험 제작한 렌즈 홀더 구동 장치의 성능을 시험했다. 그 결과, 본 발명자들은 종래보다 작은 구동 전류(추력)로, 가동부를 광축 방향으로 상하 이동시킬 수 있는 것을 확인했다.

그러나, 본 발명자들은 그와 같은 긴 암부를 갖는 판 스프링을 사용하면, 다음에 설명하는 바와 같은 새로운 문제가 발생하는 것을 확인했다.

상세하게 설명하면, 시험 제작한 렌즈 홀더 구동 장치의 주파수 응답 특성(보드선도)을 측정(작성)하기 위하여, 본 발명자들은 주파수를 변화시킨 소정 진폭의 진동을 가동부에 인가하면서, 렌즈 홀더 구동 장치에 장착한 위치 검지 소자로 가동부의 광축 방향 위치를 검출했다. 그 결과, 본 발명자들은 신규 판 스프링의 고유 주파수에서 가동부가 광축 방향으로 진동(공진)할 뿐만 아니라, 고유 주파수의 약 5배의 주파수에서 가동부가 광축의 둘레로 회전 운동하면서 요동(공진)하는 것을 확인했다. 또한, 가동부가 광축의 둘레로 회전 운동하는 것은, 판 스프링의 암부의 길이를 길게 한 것이나 이동부가 언밸런스한(즉, 이동부의 중심이 렌즈의 광축으로부터 어긋나 있는) 것이 원인이라고 생각된다. 여기에서, 고유 주파수에서의 진동(공진)은 1차 공진(주공진)이라고 불리며, 고유 주파수의 약 5배의 주파수에서의 요동(공진)은 2차 공진(부공진)이라고 불린다. 이로 인하여, 판 스프링의 암부의 길이를 길게 한 경우, 부공진을 억제하는 것이 바람직하다.

특히, 특허문헌 5에 개시되어 있는 바와 같은 피드백 제어를 행하려고 하면, 부공진이 피드백 제어에 악영향을 미치게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전력 절감을 달성하면서, 2차 공진(부공진)을 억제할 수 있는 렌즈 홀더 구동 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 설명이 진행됨에 따라 명확해질 것이다.

본 발명의 예시적인 형태의 요점에 대하여 설명하면, 렌즈 홀더 구동 장치는, 렌즈 배럴의 장착이 가능한 렌즈 홀더와, 이 렌즈 홀더의 외부 주위에 배치된 고정부와, 렌즈 홀더를 렌즈의 광축 방향으로 구동하기 위한 구동 기구와, 렌즈 홀더와 고정부를 그 상부측에서 연결하는 상측 판 스프링과, 렌즈 홀더와 고정부를 그 하부측에서 연결하는 하측 판 스프링을 구비한다. 상측 판 스프링과 하측 판 스프링의 각각은, 렌즈 홀더에 고정된 내주측 단부와, 고정부에 고정된 외주측 단부와, 내주측 단부와 외주측 단부의 사이를 연결하기 위하여 둘레 방향을 따라 마련된 복수 개의 암부를 구비한다. 상측 판 스프링의 복수 개의 암부와 하측 판 스프링의 복수 개의 암부는, 평면에서 보았을 때 실질적으로 동일한 형상을 하고 있다. 복수 개의 암부의 각각은, 적어도 하나의 절곡한 U턴 형상 부분을 포함한다. 상측 판 스프링 및 하측 판 스프링 중 일방은, 복수 개의 암부의 U턴 형상 부분에, 서로 대향하는 개소에서 걸치도록 마련된, 적어도 하나의 신축성과 가요성이 있는 수지를 갖는다.

본 발명에서는, 전력 절감을 달성하면서, 2차 공진(부공진)을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 렌즈 홀더 구동 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 렌즈 홀더 구동 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 선 III-III에 따른 종단면도이다.
도 4는 도 1의 선 IV-IV에 따른 종단면도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 렌즈 홀더 구동 장치에 사용되는 상측 판 스프링의 형상을, 베이스 부재로부터 올려본 상태에서 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 렌즈 홀더 구동 장치에 사용되는 하측 판 스프링의 형상을, 베이스 부재로부터 올려본 상태에서 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 5에 나타낸 상측 판 스프링과 도 6에 나타낸 하측 판 스프링의 사이의 관계를 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 1에 나타낸 렌즈 홀더 구동 장치에 사용되는 플렉시블 프린트 기판(FPC)에 형성된 도체 패턴을 설명하기 위한 도면으로, (A)는 렌즈 홀더 구동 장치의 정면도이고, (B)는 플렉시블 프린트 기판(FPC)의 도체 패턴의 7개의 단자와 그들에 접속되는 단자 간의 관계를 나타내는 표이다.
도 9는 베이스 부재로부터 도 1에 나타낸 렌즈 홀더 구동 장치의 조립체를 올려본 상태를 나타내는 평면도로서, 하측 판 스프링에 탄성 접착제를 마련하기(도포하기) 전의 상태를 나타내는 도이다.
도 10은 베이스 부재로부터 도 1에 나타낸 렌즈 홀더 구동 장치의 조립체를 올려본 상태를 나타내는 평면도로서, 하측 판 스프링에 탄성 접착제를 마련한(도포한) 후의 상태를 나타내는 도이다.
도 11은 도 9의 일부를 확대하여 나타내는 부분 확대도이다.
도 12는 도 10의 일부를 확대하여 나타내는 부분 확대도이다.
도 13은 도 1에 나타낸 렌즈 홀더 구동 장치의 효과를 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 탄성 접착제를 도포하기 전의 렌즈 홀더 구동 장치(대책 전)의 주파수 응답 특성을 나타내는 보드선도이며, (B)는 탄성 접착제를 도포한 후의 본 실시형태에 관한 렌즈 홀더 구동 장치(대책 후)의 주파수 응답 특성을 나타내는 보드선도이다.
도 14는 도 1에 나타낸 렌즈 홀더 구동 장치의 효과를 설명하기 위한 도면으로서, (A) 내지 (C)는, 각각, 탄성 접착제를 도포한 후의 본 실시형태에 관한, 3대의 렌즈 홀더 구동 장치(No 1, No 2, No 3)의 주파수 응답 특성을 나타내는 보드선도이다.
도 15는 도 1에 나타낸 렌즈 홀더 구동 장치를 탑재한 카메라 탑재 휴대 단말을 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 관한 렌즈 홀더 구동 장치(10)에 대하여 설명한다.

도 1은 렌즈 홀더 구동 장치(10)의 외관 사시도이다. 도 2는 렌즈 홀더 구동 장치(10)의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1의 선 III-III에 대한 종단면도이다. 도 4는 도 1의 선 IV-IV에 대한 종단면도이다.

여기에서는, 도 1 내지 도 4에 나타나는 바와 같이, 직교 좌표계(X, Y, Z)를 사용하고 있다. 도 1 내지 도 4에 도시한 상태에서, 직교 좌표계(X, Y, Z)의 X축 방향은 전후 방향(깊이 방향)이며, Y축 방향은 좌우 방향(폭방향)이고, Z축 방향은 상하 방향(높이 방향)이다. 그리고, 도 1 내지 도 4에 나타내는 예에서는, 상하 방향(Z)이 렌즈의 광축(O) 방향이다. 또한, 본 실시형태에 있어서, Y축 방향(좌우 방향)은 제1 방향이라고도 불리며, X축 방향(전후 방향)은 제2 방향이라고도 불린다.

단, 실제의 사용 상황에서는, 광축(O) 방향, 즉 Z축 방향이 전후 방향이 된다. 환언하면, Z축의 상방향이 전방향이 되고, Z축의 하방향이 후방향이 된다.

도시된 렌즈 홀더 구동 장치(10)는, 구동 기구(액추에이터)로서 보이스 코일 모터(VCM)를 사용한 VCM 방식을 채용한 렌즈 홀더 구동 장치이다. VCM 방식의 렌즈 홀더 구동 장치는, 후술하는 바와 같이, 구동 기구(액추에이터)로서, 구동 코일과, 요크 및 영구 자석으로 구성되는 자기 회로를 구비하고 있다. 도시된 렌즈 홀더 구동 장치(10)는, VCM 방식의 구동 기구로서 “무빙 코일 방식”의 구동 기구를 채용하고 있다.

도시된 렌즈 홀더 구동 장치(10)는, 오토 포커스(AF) 가능한 카메라 탑재 휴대전화기, 후술하는 도 15에 나타나는 것과 같은 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿형 PC, 휴대형 게임기, 웹 카메라, 차량 탑재용 카메라 등의 휴대 단말에 구비된다.

도시된 렌즈 홀더 구동 장치(10)는, 렌즈 배럴(11)을 지지하는 렌즈 홀더(14)(후술함)를 광축(O) 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 따라서, 광축(O)은 구동축(중심축)이다. 렌즈 홀더 구동 장치(10)는, Z축 방향(광축(O) 방향)의 하측(후측)에 배치된 베이스 부재(액추에이터 베이스)(12)를 갖는다.

이 베이스 부재(액추에이터 베이스)(12)의 하부(후부)에 센서 기판(도시하지 않음)이 배치된다. 센서 기판은 촬상 소자나 클럭 발생원 등의 전자 부품을 탑재한다. 렌즈 홀더 구동 장치(10) 및 센서 기판은 실드 케이스(도시하지 않음)로 덮인다. 실드 케이스는 센서 기판으로부터 발생하는 전자 노이즈를 차폐하기 위한 것이다.

렌즈 홀더 구동 장치(10)와, 센서 기판과, 촬상 소자와, 실드 케이스의 조합에 의하여, 카메라 모듈이 구성된다.

촬상 소자는, 렌즈 배럴(11)에 의하여 결상된 피사체상을 촬상하여 전기신호로 변환한다. 촬상 소자는, 예를 들면 CCD(charge coupled device)형 이미지 센서, CMOS(complementary metal oxide semiconductor)형 이미지 센서 등에 의하여 구성된다.

렌즈 홀더 구동 장치(10)는, 렌즈 배럴(11)을 지지하기 위한 통 형상부(140)를 갖는 렌즈 홀더(14)와, 이 렌즈 홀더(14)에 통 형상부(140)의 외주에 위치하도록 고정된 링 형상의 구동 코일(16)과, 이 구동 코일(16)과 대향하는 구동용 마그넷(18)을 구비한 대략 사각통 형상의 요크(20)와, 렌즈 홀더(14)의 통 형상부(140)의 광축(O) 방향 양측에 마련된 한 쌍의 판 스프링(22, 24)을 구비한다.

렌즈 배럴(11)을 렌즈 홀더(14)에 장착하려면, 렌즈 배럴(11)을 렌즈 홀더(14) 내에 수용하고 접착제 등에 의하여 서로 접합한다.

또, 구동용 마그넷(18)과 요크(20)의 조합에 의하여 자기 회로가 구성된다.

한 쌍의 판 스프링(22, 24)은, 렌즈 홀더(14)를 직경 방향으로 위치 결정한 상태에서 광축(O) 방향으로 변위 가능하게 지지한다. 한 쌍의 판 스프링(22, 24) 중, 일방의 판 스프링(22)은 상측 판 스프링이라고 불리며, 타방의 판 스프링(24)은 하측 판 스프링이라고 불린다.

또, 상술한 바와 같이, 실제의 사용 상황에서는, Z축 방향(광축(O) 방향)의 상방향이 전방향, Z축 방향(광축(O) 방향)의 하방향이 후방향이 된다. 따라서, 상측 판 스프링(22)은 전측 스프링이라고도 불리며, 하측 판 스프링(24)은 후측 스프링이라고도 불린다.

상측 판 스프링(전측 스프링)(22) 및 하측 판 스프링(후측 스프링)(24)은, 예를 들면 스테인리스강이나 베릴륨 구리나 니켈 구리 등의 금속제로 이루어진다. 그리고, 상측 판 스프링(전측 스프링)(22) 및 하측 판 스프링(후측 스프링)(24)은, 소정의 박판에 대한 프레스 가공, 혹은 포토리소그래피 기술을 이용한 에칭 가공에 의하여 제조된다. 한편, 가공으로서는 프레스 가공보다 에칭 가공이 바람직하다. 그 이유는, 에칭 가공에서는 판 스프링에 잔류 응력이 남지 않기 때문이다.

또, 판 스프링의 재료로서는, 베릴륨 구리보다 스테인리스강, 특히, 고경도 스테인리스강을 이용하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 베릴륨의 화합물은 독성이 강한 것으로 알려져 있어, 환경상의 관점에서 판 스프링의 재료로서 베릴륨 구리 이외의 재료를 사용하는 것(베릴륨 프리)이 바람직하기 때문이다. 또한, 고경도 스테인리스강으로서는, 예를 들면 닛폰 긴조쿠 고교 가부시키가이샤제의 NTK S-4나, NTK 301(SUS301)을 사용할 수 있다.

도 1 및 도 2에 나타나는 바와 같이, 요크(20)는 대략 사각통 형상을 하고 있다. 즉, 요크(20)는, 실질적으로 사각통 형상의 외통부(202)와, 이 외통부(202)의 상단(전단)에서 외통부(202)의 내측으로 돌출되는 대략 사각형의 링 형상 상단부(204)를 갖는다. 또, 요크(20)는, 링 형상 상단부(204)의 내측의 네 모서리에서 광축(O)과 평행하게 수직 하방으로 연장되어 있는 4개의 내측 수직 연장부(206)도 갖는다.

따라서, 구동 코일(16)도, 대략 사각통 형상의 요크(20)의 형상에 맞춘 대략 사각통 형상을 하고 있다. 보다 상세하게는, 구동 코일(16)은, 요크(20)의 4변과 평행하게 대향하여 배치된 4개의 장변부(162)와, 요크(20)의 네 모서리에 대향하는 4개의 단변부(164)로 이루어지는 팔각통 형상을 하고 있다. 구동 코일(16)은, 요크(20)의 외통부(202)와 4개의 내측 수직 연장부(206)의 사이의 스페이스에 수용되도록, 상측 판 스프링(22)의 근방측에서, 렌즈 홀더(14)의 통 형상부(140)의 외벽에 장착되어 있다.

도 2 및 도 3에 나타나는 바와 같이, 도시된 구동용 마그넷(18)은, 요크(20)의 외통부(202)의 좌우 방향(Y)으로 대향하는 2개의 내벽면에, 구동 코일(16)과 간격을 두고 대향하도록 배치된 2개의 평판 형상 구동용 마그넷편(182)으로 이루어진다. 환언하면, 각 평판 형상 구동용 마그넷편(182)은, 그 수평 방향의 양단이 요크(20)의 전후 방향(X)으로 대향하는 2변의 근처까지 연장되어 있다. 그리고, 구동 코일(16)은, 각 평판 형상 구동용 마그넷편(182)의 수평 방향의 양단 근방 부근까지 근접하여 배치되어 있다.

이와 같은 구조에 의하여, 자기 회로의 자기 효율의 저하를 억제할 수 있다.

각 평판 형상 구동용 마그넷편(182)은, 직경 방향으로 착자(着磁)되어 있으며, 내주측과 외주측이 상이한 극으로 착자되어 있다. 도시된 예에 있어서는, 도 3에 나타나는 바와 같이, 각 평판 형상 구동용 마그넷편(182)은, 내주측이 N극으로 착자되고, 외주측이 S극으로 착자되어 있다.

구동 코일(16)과 2개의 평판 형상 구동용 마그넷편(182)과 요크(20)의 조합에 의하여, “무빙 코일 방식”의 구동 기구가 구성된다.

요크(20)의 외통부(202)는, 전후 방향(X)으로 서로 대향하는 전측 판부(202F) 및 후측 판부(202B)와, 좌우 방향(Y)으로 서로 대향하는 좌측 판부(202L) 및 우측 판부(202R)로 구성된다. 전측 판부(202F)는 하방으로 개방된 전측 절결부(202a)를 갖고, 후측 판부(202B)도 하방으로 개방된 후측 절결부(202b)를 갖는다. 전측 판부(202F)는 전측 절결부(202a)에서 하방으로 돌출된 돌기부(207)를 갖는다.

한편, 베이스 부재(액추에이터 베이스)(12)는, 직사각형 링 형상의 베이스부(120)와, 전후 방향(X)으로 대향하여 베이스부(120)로부터 상하 방향(Z)의 상방으로 돌출되는 한 쌍의 돌출부(122, 123)를 갖는다. 여기에서는, 전측에 마련된 돌출부(122)를 전측 돌출부라고 부르고, 후측에 마련된 돌출부(123)를 후측 돌출부라고 부르는 것으로 한다.

도시된 렌즈 홀더 구동 장치(10)는, 베이스 부재(액추에이터 베이스)(12)와 요크(20)의 사이에 끼워지도록 마련된 스페이서(30)를 더 구비한다. 스페이서(30)는 내부 케이스라고도 불린다. 스페이서(내부 케이스)(30)는 실질적으로 요크(20)의 내벽면에 수용되는 형상을 하고 있다. 상세하게 설명하면, 스페이서(내부 케이스)(30)는, 요크(20)의 외통부(202)의 내벽면의 상방에 마련되는 직사각형 외형의 링 형상부(302)와, 링 형상부(302)의 네 모서리로부터 하방으로 수직으로 연장되어 있는 수직 연장부(304)와, 링 형상부(302)의 전후 방향(X)으로 대향하는 한 쌍의 변으로부터 하방으로 연장되어 있는 한 쌍의 U자 형상 판부(305, 306)를 갖는다. 여기에서는, 전측에 마련된 U자 형상 판부(305)를 전측 U자 형상 판부라고 부르고, 후측에 마련된 U자 형상 판부(306)를 후측 U자 형상 판부라고 부르는 것으로 한다.

베이스 부재(액추에이터 베이스)(12)와 스페이서(내부 케이스)(30)의 조합에 의하여 고정부(12, 30)가 구성된다.

도 2 및 도 4에 나타나는 바와 같이, 요크(20)의 전측 절결부(202a) 근방에서, 베이스 부재(12)의 전측 돌출부(122)와 스페이서(내부 케이스)(30)의 전측 U자 형상 판부(305)가 맞물려 있다(걸어 맞춰져 있다). 그리고, 요크(20)의 후측 절결부(202b) 근방에서, 베이스 부재(12)의 후측 돌출부(123)와 스페이서(내부 케이스)(30)의 후측 U자 형상 판부(306)가 맞물려 있다(걸어 맞춰져 있다).

또한, 베이스 부재(12)의 전측 돌출부(122)는, 후술하는 위치 검지 소자인 홀 센서(344)가 삽입되는 직사각형 구멍(122a)을 갖는다. 또, 렌즈 홀더(14)의 통 형상부(140)는, Z축(광축(O))을 중심으로 전후 방향(X)으로 대향하는 외벽부의 하방에, 후술하는 한 쌍의 센서용 마그넷(342a, 342b)을 수용하는 한 쌍의 수용부(140a)를 갖는다.

도시된 렌즈 홀더 구동 장치(10)는, 렌즈 홀더(14)의 위치를 검출하는 위치 검출부(34)를 더 구비한다.

도 2 및 도 4에 나타나는 바와 같이, 위치 검출부(34)는 하측 판 스프링(24)의 근방측에 마련되어 있다. 상세하게 설명하면, 위치 검출부(34)는, 렌즈 홀더(14)의 통 형상부(140)의 상기 한 쌍의 수용부(140a)에 수용된 한 쌍의 센서용 마그넷(342a, 342b) 중의 일방(도시된 예에서는, 전측의 센서용 마그넷(342a))과, 일방의 센서용 마그넷(342a)과 대향하며 상기 베이스 부재(12)의 직사각형 구멍(122a)에 삽입하여 마련된 홀 센서(344)로 이루어진다.

각 센서용 마그넷(342a, 342b)은, 광축(O) 방향으로 착자되어 있으며, 상면측과 하면측이 상이한 극으로 착자되어 있다. 도시된 예에 있어서는, 도 4에 나타나는 바와 같이, 각 센서용 마그넷(342a, 342b)은, 상면이 S극으로 착자되고, 하면이 N극으로 착자되어 있다.

본 실시형태에서는, 센서용 마그넷(342a, 342b)으로서, 퀴리점이 400℃ 이상인 영구 자석을 사용하고 있다. 그와 같은 영구 자석으로서는, 예를 들면 사마륨 코발트 자석이나, 페라이트 자석, 알니코 자석을 사용할 수 있다.

한편, 2개의 평판 형상 구동용 마그넷편(182)의 극성과 한 쌍의 센서용 마그넷(342a, 342b)의 극성은, 도 3 및 도 4에 도시한 것에 한정되지 않고, 서로 반대의 극성이어도 된다. 즉, 각 평판 형상 구동용 마그넷편(182)은, 내주측이 S극으로 착자되고, 외주측이 N극으로 착자되어도 되며, 각 센서용 마그넷(342a, 342b)은, 상면측이 N극으로 착자되고, 하면측이 S극으로 착자되어도 된다.

한편, 도 2 및 도 4에 나타나는 바와 같이, 홀 센서(344)는 플렉시블 프린트 기판(FPC)(40) 상에 탑재되어 있다. 도 1 및 도 4에 나타나는 바와 같이, 플렉시블 프린트 기판(FPC)(40)은, 요크(20)의 전측 절결부(202a)에서 요크(20)의 돌기부(207)에 삽입된 상태에서, 베이스 부재(12)의 전측 돌출부(122)의 외벽에 장착되어 있다. 도 1에 나타나는 바와 같이, 플렉시블 프린트 기판(FPC)(40)에는, 좌우 방향(Y)의 양단측에 한 쌍의 그릇 형상의 홈(401)이 형성되어 있다.

한편, 한 쌍의 센서용 마그넷(342a, 342b)이, 렌즈 홀더(14)의 통 형상부(140)의 Z축(광축(O))을 중심으로 전후 방향(X)으로 대향하는 외벽부의 하방에 구성된 한 쌍의 수용부(140a)에 각각 수용되는 것은, 렌즈 홀더(14)의 이동 시 또는 정지 시의 밸런스를 유지하기 위하여, Z축(광축(O))을 중심으로 균등 중량 배치하기 위해서, 또한 평판 형상 구동용 마그넷편(182)과의 자기적인 간섭력(반발력)을 균등하게 하기 위해서이다. 따라서, 만일 일방의 센서용 마그넷(342a)과 평판 형상 구동용 마그넷편(182)의 사이에 거리가 있어 자기 간섭의 영향이 없는 경우에는, 홀 센서(344)와 대향하고 있지 않는 타방의 센서용 마그넷(342b)은, 동일한 중량으로 착자되지 않은 추로 대체할 수 있다.

상측 판 스프링(전측 스프링)(22)은 렌즈 홀더(14)의 광축(O) 방향 상측(전측)에 배치되고, 하측 판 스프링(후측 스프링)(24)은 렌즈 홀더(14)의 광축(O) 방향 하측(후측)에 배치된다.

도 5 내지 도 7을 참조하여, 상측 판 스프링(22)과 하측 판 스프링(24)의 형상 및 그들의 관계에 대하여 설명한다.

도 5는 상측 판 스프링(22)을 베이스 부재(12)로부터 올려본 상태의 형상을 나타내는 평면도이다. 도 6은 하측 판 스프링(24)을 베이스 부재(12)로부터 올려본 상태의 형상을 나타내는 평면도이다. 도 7은 상측 판 스프링(22)과 하측 판 스프링(24)의 사이의 관계를 나타내는 평면도이다.

먼저, 도 5를 참조하여 상측 판 스프링(22)의 형상에 대하여 설명한다.

상측 판 스프링(22)은, 렌즈 홀더(14)의 상단부에 장착되는 상측 내주측 단부(222)와, 스페이서(30)의 링 형상부(302)에 장착되는 상측 외주측 단부(224)를 갖는다. 상측 내주측 단부(222)와 상측 외주측 단부(224)의 사이에는, 둘레 방향을 따라 4개의 상측 암부(226)가 마련되어 있다. 각 상측 암부(226)는 상측 내주측 단부(222)와 상측 외주측 단부(224)를 연결하고 있다. 각 상측 암부(226)는 180도 절곡한 U턴 형상 부분(226a)을 포함한다.

다음으로, 도 6을 참조하여 하측 판 스프링(24)의 형상에 대하여 설명한다.

하측 판 스프링(24)은, 렌즈 홀더(14)의 하단부에 장착되는 하측 내주측 단부(242)와, 액추에이터 베이스(베이스 부재)(12)에 장착되는 하측 외주측 단부(244)를 갖는다. 하측 내주측 단부(242)와 하측 외주측 단부(244)의 사이에는, 둘레 방향을 따라 4개의 하측 암부(246)가 마련되어 있다. 각 하측 암부(246)는 하측 내주측 단부(242)와 하측 외주측 단부(244)를 연결하고 있다. 각 하측 암부(246)는 180도 절곡한 U턴 형상 부분(246a)을 포함한다.

다음으로, 도 7을 참조하여 상측 판 스프링(22)과 하측 판 스프링(24)의 사이의 관계에 대하여 설명한다.

도 7로부터 명확한 바와 같이, 상측 판 스프링(22)의 4개의 상측 암부(226)와 하측 판 스프링(24)의 4개의 하측 암부(246)는, 평면에서 보았을 때 실질적으로 동일한 형상을 하고 있다.

다음으로, 구동 코일(16)로의 급전(給電) 방법에 대하여 설명한다.

도 6에 나타나는 바와 같이, 하측 판 스프링(24)은, 당해 하측 판 스프링(24)을 개재하여 구동 코일(16)로의 급전을 가능하게 하기 위하여, 서로 전기적으로 절연된 제1 및 제2 판 스프링편(24-1 및 24-2)으로 구성되어 있다. 제1 판 스프링편(24-1)과 제2 판 스프링편(24-2)은, 렌즈의 광축(O)을 중심으로 하여 실질적으로 회전대칭의 형상을 하고 있다.

제1 판 스프링편(24-1)은 하측 외주측 단부(244)로부터 전방으로 돌출되는 제1 외부 접속 단자(244-1)를 갖는다. 제2 판 스프링편(24-2)도 하측 외주측 단부(244)로부터 전방으로 돌출되는 제2 외부 접속 단자(244-2)를 갖는다.

한편, 제1 판 스프링편(24-1)은 하측 내주측 단부(242)로부터 후방으로 돌출되는 제1 단자부(242-1)를 갖는다. 제2 판 스프링편(24-2)은 하측 내주측 단부(242)로부터 전방으로 돌출되는 제2 단자부(242-2)를 갖는다. 제1 단자부(242-1)는 구동 코일(16)의 제1 말단부(도시하지 않음)와 땜납으로 전기적으로 접속된다. 제2 단자부(242-2)는 구동 코일(16)의 제2 말단부(도시하지 않음)와 땜납으로 전기적으로 접속된다.

도 1에 나타나는 바와 같이, 하측 판 스프링(24)의 제1 및 제2 외부 접속 단자(244-1 및 244-2)는, 플렉시블 프린트 기판(FPC)(40)의 한 쌍의 그릇 형상의 홈(401)으로부터 외부로 돌출되어 마련된다.

따라서, 플렉시블 프린트 기판(FPC)(40)은, 하측 판 스프링(24)의 제1 외부 접속 단자(244-1), 하측 판 스프링(24)의 제1 판 스프링편(24-1) 및 제1 단자부(242-1)를 개재하여, 구동 코일(16)의 제1 말단부에 전기적으로 접속된다. 마찬가지로, 플렉시블 프린트 기판(FPC)(40)은, 하측 판 스프링(24)의 제2 외부 접속 단자(244-2), 하측 판 스프링(24)의 제2 판 스프링편(24-2) 및 제2 단자부(242-2)를 개재하여, 구동 코일(16)의 제2 말단부에 전기적으로 접속된다.

이와 같이 하여, 플렉시블 프린트 기판(FPC)(40)으로부터 하측 판 스프링(24)을 개재하여 구동 코일(16)로의 급전이 행해진다.

구동 코일(16)에 통전함으로써, 구동용 마그넷(18)의 자계(磁界)와 구동 코일(16)에 흐르는 전류에 의한 자계의 상호작용에 의하여, 렌즈 홀더(14)(렌즈 배럴(11))에 광축(O) 방향의 구동력을 발생시키고, 이 구동력과 한 쌍의 판 스프링(22, 24)의 복원력(바이어스력)을 밸런싱함으로써, 렌즈 홀더(14)(렌즈 배럴(11))의 광축(O) 방향의 위치를 조정하는 것이 가능하다.

도 8을 참조하여, 플렉시블 프린트 기판(FPC)(40)에 형성된 단자부의 도체 패턴에 대하여 설명한다. 도 8의 (A)는 렌즈 홀더 구동 장치(10)의 정면도이며, 도 8의 (B)는 플렉시블 프린트 기판(FPC)(40)의 도체 패턴의 7개의 단자와 그들에 접속되는 단자 간의 관계를 나타내는 표이다.

도 8의 (A)에 나타나는 바와 같이, 플렉시블 프린트 기판(FPC)(40)은, 도체 패턴으로서 우측에서 좌측으로 제1 내지 제7 단자(Pin1~Pin7)를 갖는다.

도 8의 (B)에 나타나는 바와 같이, 제1 단자(Pin1)에는 하측 판 스프링(24)의 제1 외부 접속 단자(244-1)인 ACT Terminal(+)가 접속되고, 제2 단자(Pin2)에는 홀 센서(344)의 제1 출력 단자인 Hall output(-)가 접속되며, 제3 단자(Pin3)에는 홀 센서(344)의 제1 입력 단자인 Hall input(+)가 접속된다. 제4 단자(Pin4)에는 접지 단자 GND가 접속된다. 제5 단자(Pin5)에는 홀 센서(344)의 제2 출력 단자인 Hall output(+)가 접속되고, 제6 단자(Pin6)에는 홀 센서(344)의 제2 입력 단자인 Hall input(-)가 접속되며, 제7 단자(Pin7)에는 하측 판 스프링(24)의 제2 외부 접속 단자(244-2)인 ACT Terminal(-)가 접속된다.

다음으로, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 하측 판 스프링(24)의 구성에 대하여 더 상세하게 설명한다.

도 9 및 도 10은 베이스 부재(12)로부터 렌즈 홀더 구동 장치(10)의 조립체를 올려본 상태를 나타내는 평면도로서, 도 9는 하측 판 스프링(24)에 후술하는 탄성 접착제(45)를 마련하기(도포하기) 전의 상태를 나타내는 도면이며, 도 10은 하측 판 스프링(24)에 탄성 접착제(45)를 마련한(도포한) 후의 상태를 나타내는 도면이다. 도 11은 도 9의 일부를 확대하여 나타내는 부분 확대도이며, 도 12는 도 10의 일부를 확대하여 나타내는 부분 확대도이다.

도 10 및 도 12로부터 명확한 바와 같이, 하측 판 스프링(24)은, 4개의 하측 암부(246)의 U턴 형상 부분(246a)에 탄성 접착제(45)를 갖는다. 각 탄성 접착제(45)는 U턴 형상 부분(246a)의 서로 대향하는 개소에서 걸치도록 마련되어 있다. 4개의 탄성 접착제(45)는, 광축(O)을 중심으로 하는 둘레 방향에 있어서 등각도 간격으로 마련되어 있다.

한편, 탄성 접착제(45)는 신축성과 가요성이 있는 수지로 이루어진다. 본 예에서는, 탄성 접착제(45)로서 실리콘계 접착제나 실릴기 말단 폴리머계 접착제로부터 선택된 습기 경화형 탄성 접착제를 사용하고 있다.

도 9 및 도 11로부터 명확한 바와 같이, 4개의 하측 암부(246)의 U턴 형상 부분(246a)은, 상기 대향하는 개소(즉, 탄성 접착제(45)가 도포되는 개소)에 탄성 접착제(45)가 그 표면 장력에 의하여 걸쳐 있는 것을 용이하게 하는 위치 결정 돌기(247)를 갖는다.

이와 같이, 4개의 하측 암부(246)의 U턴 형상 부분(246a)에 탄성 접착제(45)를 도포함으로써, 본 실시형태에 관한 렌즈 홀더 구동 장치(10)는, 도 12의 화살표로 나타나는 방향의 요동인 2차 공진(부공진)을 억제하는 것이 가능해진다. 또, 탄성 접착제(45)는 4개의 하측 암부(246)의 U턴 형상 부분(246a)에 마련되어 있으므로, 렌즈 홀더(14)의 본래의 스트로크를 제한하는 일은 없다. 또한, 2차 공진(부공진)을 억제할 수 있으므로 후술하는 피드백 제어에 악영향을 미치는 것을 방지할 수도 있다.

다음으로, 도 13 및 도 14를 참조하여 본 실시형태에 관한 렌즈 홀더 구동 장치(10)의 효과에 대하여 설명한다.

도 13에서 (A)는 탄성 접착제(45)를 도포하기 전의 렌즈 홀더 구동 장치(10)(대책 전)의 주파수 응답 특성을 나타내는 보드선도이며, (B)는 탄성 접착제(45)를 도포한 후의 본 실시형태에 관한 렌즈 홀더 구동 장치(10)(대책 후)의 주파수 응답 특성을 나타내는 보드선도이다. 또, 도 14에서 (A) 내지 (C)는, 각각, 탄성 접착제(45)를 도포한 후의 본 실시형태에 관한, 3대의 렌즈 홀더 구동 장치(10)(No 1, No 2, No 3)의 주파수 응답 특성을 나타내는 보드선도이다.

도 13의 (A), (B) 및 도 14의 (A)~(C)의 각각에 있어서, 가로축은 주파수(FREQUENCY)[Hz]를 나타내고, 좌측 세로축은 이득(GAIN)[dB]을 나타내며, 우측 세로축은 위상(PHASE)[deg]을 나타낸다. 또, 도 13의 (A), (B) 및 도 14의 (A)~(C)의 각각에 있어서, 실선은 이득 특성 곡선을 나타내고, 파선은 위상 특성 곡선을 나타낸다.

도 13의 (A)로부터 명확한 바와 같이, 대책 전에는, 약 70Hz의 주파수 범위에서 주공진(1차 공진)이 발생하고, 300Hz~350Hz의 주파수 범위에서 10~15dB의 부공진(2차 공진)이 발생하고 있다.

이에 대하여, 도 13의 (B)로부터 알 수 있는 바와 같이, 대책 후에는, 약 70Hz의 주파수 범위에서 주공진(1차 공진)이 발생하지만, 300Hz~350Hz의 주파수 범위에서 0~5dB 정도의 부공진(2차 공진)밖에 발생하지 않는다.

따라서, 본 발명의 실시형태에 관한 렌즈 홀더 구동 장치(10)(대책 후)에서는, 대책 전과 비교하여 300Hz~350Hz의 주파수 범위의 부공진(2차 공진)을 약 10dB 저감시킬 수 있다.

또, 도 14의 (A)~(C)로부터 알 수 있는 바와 같이, 3대(No 1, No 2, No 3)의 렌즈 홀더 구동 장치(10) 모두, 주파수 330Hz 부근의 2차 공진(부공진)의 Q값은 3dB 이하이며, 위상차도 ±10도 이하로 억제되어 있다. 따라서, 큰 개선 효과가 있는 것을 알 수 있다.

또한, 탄성 접착제(45)는 세정액이 개재되어도 문제 없이 그 기능을 발휘할 수 있다. 따라서, 종래와 같이, 렌즈 홀더 구동 장치(10)를 조립한 후에 렌즈 홀더 구동 장치(10)를 세정하는 것이 가능해져, 품질을 유지할 수 있다.

또, 본 예에서는, 탄성 접착제(45)를 도포함으로써 하측 판 스프링(24)에 신축성과 가요성이 있는 수지를 마련하고 있지만, 이에 한정되지 않는 것은 물론이다. 예를 들면, 그와 같은 신축성과 가요성이 있는 수지인 탄성 시트를 양면 테이프로 하측 판 스프링(24)에 첩부함으로써, 하측 판 스프링(24)에 신축성과 가요성이 있는 수지를 마련해도 된다. 혹은, 하측 판 스프링(24)과 신축성과 가요성이 있는 수지를 아웃서트 성형법에 의하여 2색 성형하여, 하측 판 스프링(24)에 신축성과 가요성이 있는 수지를 마련해도 된다. 대신에, 포토레지스트를 UV 경화하여 하측 판 스프링(24)에 신축성과 가요성이 있는 수지를 마련해도 된다. 또, 이 신축성과 가요성이 있는 수지를 마련하는 개소는, 하측 판 스프링(24)에만 한정되는 것은 아니며, 상측 판 스프링(22) 혹은 양방의 판 스프링(22, 24)에 있어서도 유효하다.

본 실시형태에 관한 렌즈 홀더 구동 장치(10)에서는, 다음에 설명하는 바와 같이, 피드백 제어에 의하여 렌즈 홀더(14)의 광축(O) 방향의 위치를 제어하고 있다.

먼저, 구동 코일(16)에 구동 전류를 흘려보내 렌즈 홀더(14)를 광축(O) 방향으로 이동시키고, 렌즈 홀더(14)의 광축(O) 방향 위치(검출 위치)와, 위치 검출부(34)의 홀 센서(344)에서 검출된 검출값을 계측한다. 이로써, 구동 전류와, 검출 위치와, 검출값 간의 관계를 알 수 있다. 구동 전류와 검출 위치는 일대일로 대응하고 있다. 따라서, 렌즈 홀더(14)를 원하는 목표 위치(광축(O) 방향의 위치)로 이동시키기 위하여, 그 목표 위치에 대응하는 구동 전류를 구동 코일(16)로 공급하면 된다.

검출값을 검출 위치로 변환하는 것을 가능하게 하기 위하여, 검출값과 검출 위치간의 관계(일대일 대응)를 ROM(read-only memory)에 기억한다. 따라서, ROM은 검출값을 검출 위치로 변환하는 변환부로서 기능한다.

피드백 제어를 실현하는 제어부(도시하지 않음)는, 촬상 소자의 화상 신호와, 홀 센서(344)에서 검출된 검출값에 근거하여, 렌즈 홀더(14)를 목표 위치로 이동시키기 위하여 필요한 구동 전류를 구하고, 구한 구동 전류를 구동 코일(16)로 공급한다.

제어부는, 상기 변환부(ROM)와, 목표 위치 산출부와, 비교부와, 조작부를 포함한다. 목표 위치 산출부는 촬상 소자의 화상 신호로부터 렌즈 홀더(14)의 목표 위치(포커싱 위치)를 산출한다. 여기에서, 포커싱 위치란, 화상 신호를 처리하여 얻어지는 촬상 화상의 콘트라스트값이 가장 양호한 렌즈 홀더(14)의 위치이다. 비교부는 목표 위치와 검출 위치를 비교하여 제어 편차를 출력한다. 조작부는 제어 편차가 제로가 되는 조작량을 구동 전류로서 구동 코일(16)로 공급한다.

본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 2차 공진(부공진)을 억제할 수 있으므로, 피드백 제어에 악영향을 미치는 일이 없다. 단, 본 발명은, 피드백 제어를 행하지 않는 경우에도 적용 가능하다.

도 15는 렌즈 홀더 구동 장치(10)를 탑재한 카메라 탑재 휴대 단말(80)을 나타내는 사시도이다. 도시된 카메라 탑재 휴대 단말(80)은 스마트폰으로 이루어진다. 카메라 탑재 휴대 단말(80)의 소정 위치에 렌즈 홀더 구동 장치(10)가 장착되어 있다. 이와 같은 구조에 의하여, 사용자는 카메라 탑재 휴대 단말(80)을 이용하여 촬영할 수 있다.

또한, 본 예에서는, 카메라 탑재 휴대 단말(80)로서 스마트폰의 경우를 예로 들어 나타내고 있지만, 카메라 탑재 휴대 단말은, 카메라 탑재 휴대전화기, 노트북 컴퓨터, 태블릿형 PC, 휴대형 게임기, 웹 카메라, 차량 탑재용 카메라여도 된다.

본 발명의 예시적인 양태에 대하여 설명한다.

본 발명의 제1 예시적인 양태의 요점에 대하여 설명하면, 렌즈 홀더 구동 장치(10)는, 렌즈 배럴(11)을 장착 가능한 렌즈 홀더(14)와, 이 렌즈 홀더(14)의 외부 주위에 배치된 고정부(12, 30)와, 렌즈 홀더(14)를 렌즈의 광축(O) 방향으로 구동하기 위한 구동 기구(16, 18, 20)와, 렌즈 홀더(14)와 고정부(12, 30)를 그 상부측에서 연결하는 상측 판 스프링(22)과, 렌즈 홀더(14)와 고정부(12, 30)를 그 하부측에서 연결하는 하측 판 스프링(24)을 구비한다. 상측 판 스프링(22)과 하측 판 스프링(24)의 각각은, 렌즈 홀더(14)에 고정된 내주측 단부(222; 242)와, 고정부(12, 30)에 고정된 외주측 단부(224; 244)와, 내주측 단부와 외주측 단부의 사이를 연결하기 위하여 둘레 방향을 따라 마련된 복수 개의 암부(226; 246)를 구비한다. 상측 판 스프링(22)의 복수 개의 암부(226)와 하측 판 스프링(24)의 복수 개의 암부(246)는, 평면에서 보았을 때 실질적으로 동일한 형상을 하고 있다. 복수 개의 암부(226; 246)의 각각은, 적어도 하나의 절곡한 U턴 형상 부분(226a; 246a)을 포함한다. 상측 판 스프링(22) 및 하측 판 스프링(24)의 일방은, 복수 개의 암부(226; 246)의 U턴 형상 부분(226a; 246a)에 서로 대향하는 개소에서 걸치도록 마련된 적어도 하나의 신축성과 가요성이 있는 수지(45)를 갖는다.

상기 본 발명에 의한 렌즈 홀더 구동 장치(10)에 있어서, 상기 복수의 신축성과 가요성이 있는 수지(45)는, 광축(O)을 중심으로 하는 둘레 방향에 있어서 등각도 간격으로 마련되어 있는 것이 바람직하다. 상기 수지(45)는 탄성 접착제로 이루어지는 것이 바람직하다. 탄성 접착제(45)는, 습기 경화형 탄성 접착제로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 습기 경화형 탄성 접착제는, 예를 들면 실리콘계 접착제, 실릴기 말단 폴리머계 접착제로부터 선택되어도 된다. 복수 개의 암부(246)의 U턴 형상 부분(246a)은, 상기 대향하는 개소에 상기 수지(45)가 그 표면 장력에 의하여 걸쳐 있는 것을 용이하게 하는, 위치 결정 돌기(247)를 갖는 것이 바람직하다.

또, 상기 본 발명에 의한 렌즈 홀더 구동 장치(10)에 있어서, 상기 고정부는, 렌즈 홀더(14)의 하측에 배치된 베이스 부재(12)를 포함해도 된다. 이 경우, 상기 구동 기구는, 상측 판 스프링(22) 및 하측 판 스프링(24)의 타방의 근방측에서, 렌즈 홀더(14)의 주위에 고정되는 구동 코일(16)과, 베이스 부재(12) 상에 세워 마련된 대략 사각통 형상의 요크(20)와, 광축(O) 방향과 직교하는 제1 방향(Y)으로 요크(20)의 대향하는 한 쌍의 내벽면에 구동 코일(16)과 대향하도록 배치된 구동용 마그넷(18)을 구비해도 된다. 렌즈 홀더 구동 장치(10)는, 상측 판 스프링(22) 및 하측 판 스프링(24)의 일방의 근방측에서, 렌즈 홀더(14)의 위치를 검출하는 위치 검출부(34)를 더 구비해도 된다. 위치 검출부(34)는, 광축(O) 방향 및 제1 방향(Y)과 직교하는 제2 방향(X)으로 렌즈 홀더(14)의 대응하는 외주면에 장착된 한 쌍의 센서용 마그넷(342a, 342b)의 일방(342a)과, 일방의 센서용 마그넷(342a)과 대향하며 베이스 부재(12)에 마련된 자기 검지 소자(344)를 포함해도 된다.

본 발명의 제2 예시적인 양태에 의하면, 상기 렌즈 홀더 구동 장치(10)를 탑재하여 이루어지는 카메라 탑재 휴대 단말(80)이 제공된다.

한편, 상기 괄호 내의 참조 부호는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위하여 붙인 것으로, 일례에 지나지 않고, 본 발명이 이들에 한정되지 않는 것은 물론이다.

이상, 실시형태를 참조하여 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 구성이나 상세는 본 발명의 범위 내에서 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경을 할 수 있다.

예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 상측 판 스프링 및 하측 판 스프링의 복수 개의 암부의 각각이 1개의 U턴 형상 부분만을 포함하고 있지만, 복수의 U턴 형상 부분을 포함해도 된다. 또, 상술한 실시형태에서는, 위치 검출부를 하측 판 스프링 근방에 마련하고 있으므로, 하측 판 스프링의 복수 개의 하측 암부의 U턴 형상 부분에 신축성과 가요성이 있는 수지를 마련하고 있지만, 위치 검출부가 상측 판 스프링 근방에 마련되어 있는 경우에는, 상측 판 스프링의 복수 개의 상측 암부의 U턴 형상 부분에 신축성과 가요성이 있는 수지를 마련해도 된다. 또, 위치 검출부가 마련되는 위치에 관계없이, 하측 판 스프링 및 상측 판 스프링의 양방의 복수 개의 암부의 U턴 형상 부분에 신축성과 가요성이 있는 수지를 마련해도 된다. 또한, 상술한 실시형태에서는, 각 U턴 형상 부분에 1개의 신축성과 가요성이 있는 수지를 마련하고 있지만, 각 U턴 형상 부분에 복수의 신축성과 가요성이 있는 수지를 마련해도 된다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 상측 판 스프링 및 하측 판 스프링의 각각이, 내주측 단부와 외주측 단부의 사이에 4개의 암부를 구비하고 있지만, 본 발명은, 일반적으로, 광축을 중심으로 한 점대칭으로, 둘레 방향을 따라 복수 개의 암부를 구비한 판 스프링에 적용 가능하다.

또한, 본 발명은, 상술한 실시형태에 관한 “무빙 코일 방식”의 렌즈 홀더 구동 장치(10)에 한정되지 않고, “무빙 마그넷 방식”의 렌즈 홀더 구동 장치에도 적용 가능하다.

이 출원은, 2014년 6월 16일에 출원된 일본 특허출원 2014-123210호를 기초로 하는 우선권을 주장하여, 그 개시된 내용의 모두를 여기에 원용한다.

10 렌즈 홀더 구동 장치
11 렌즈 배럴
12 베이스 부재(액추에이터 베이스)
120 베이스부
122 전측 돌출부
122a 직사각형 구멍
123 후측 돌출부
14 렌즈 홀더
140 통 형상부
140a 수용부
16 구동 코일
162 장변부
164 단변부
18 구동용 마그넷
182 평판 형상 구동용 마그넷편
20 요크
202 외통부
202a 전측 절결부
202b 후측 절결부
202F 전측 판부
202B 후측 판부
202L 좌측 판부
202R 우측 판부
204 링 형상 상단부
206 내측 수직 연장부
207 돌기부
22 상측 판 스프링
222 상측 내주측 단부
224 상측 외주측 단부
226 상측 암부
226a U턴 형상 부분
24 하측 판 스프링
24-1 제1 판 스프링편
24-2 제2 판 스프링편
242 하측 내주측 단부
242-1 제1 단자부
242-2 제2 단자부
244 하측 외주측 단부
244-1 제1 외부 접속 단자
244-2 제2 외부 접속 단자
246 하측 암부
246a U턴 형상 부분
247 위치 결정 돌기
30 스페이서(내부 케이스)
302 링 형상부
304 수직 연장부
305 전측 U자 형상 판부
306 후측 U자 형상 판부
34 위치 검출부
342a 센서용 마그넷
342b 센서용 마그넷
344 홀 센서(자기 검지 소자)
40 플렉시블 프린트 기판(FPC)
401 그릇 형상의 홈
45 탄성 접착제(신축성과 가요성이 있는 수지)
80 카메라 탑재 휴대 단말(스마트폰)
O 광축
X 전후 방향(제2 방향)
Y 좌우 방향(제1 방향)
Z 상하 방향

Claims (8)

1. 렌즈 홀더와, 상기 렌즈 홀더의 외부 주위에 배치된 고정부와, 상기 렌즈 홀더를 렌즈의 광축 방향으로 구동하기 위한 구동 기구와, 상기 렌즈 홀더와 상기 고정부를 그 상부측에서 연결하는 상측 판 스프링과, 상기 렌즈 홀더와 상기 고정부를 그 하부측에서 연결하는 하측 판 스프링을 구비한 렌즈 홀더 구동 장치로서,
   상기 상측 판 스프링과 상기 하측 판 스프링의 각각은, 상기 렌즈 홀더에 고정된 내주측 단부와, 상기 고정부에 고정된 외주측 단부와, 상기 내주측 단부와 상기 외주측 단부의 사이를 연결하기 위해 둘레 방향을 따라 마련된 복수 개의 암부를 구비하고,
   상기 복수 개의 암부의 각각은, 상기 내주측 단부로부터 소정 방향으로 연장되는 제1부위와, 상기 제1부위의 단부로부터 절곡하여 상기 소정 방향과는 다른 방향으로 연장되는 제2부위로 구성되는 적어도 하나의 U턴 형상 부분을 포함하고,
   상기 상측 판 스프링 및 상기 하측 판 스프링 중 적어도 일방은, 상기 복수 개의 암부의 상기 U턴 형상 부분에, 서로 대향하는 개소에서 걸치도록 마련된 수지를 갖고,
   상기 복수 개의 암부의 상기 U턴 형상 부분은, 상기 대향하는 개소에 마련되고, 서로 대향하는 한 쌍의 위치 결정 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 홀더 구동 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수지는, 상기 광축 방향에서 보아, 상기 암부에 형성된 상기 한 쌍의 위치 결정 돌기가 위치하는 범위에 배치되어 있는, 렌즈 홀더 구동 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 위치 결정 돌기는 4개의 돌기부로 이루어지는, 렌즈 홀더 구동 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 외주측 단부는, 상기 내주측 단부를 사이에 두고 상기 렌즈 홀더와 반대측에 배치되어 있는, 렌즈 홀더 구동 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고정부는, 상기 렌즈 홀더의 하측에 배치된 베이스 부재를 포함하고,
   상기 구동 장치는, 상기 상측 판 스프링 및 상기 하측 판 스프링의 타방의 단부에서, 상기 렌즈 홀더의 주위에 고정되는 구동 코일과,
   상기 베이스 부재 상에 세워 마련된, 사각통 형상의 외통부와, 상기 외통부의 내측으로 돌출되는 링 형상 상단부를 갖는 요크와,
   상기 광축 방향과 직교하는 제1 방향으로, 상기 요크의 대향하는 한 쌍의 내벽면에 상기 구동 코일과 대향하도록 배치된 구동용 마그넷을 구비하며,
   상기 렌즈 홀더 구동 장치는, 상기 상측 판 스프링 및 상기 하측 판 스프링의 일방의 근방측에서, 상기 렌즈 홀더의 위치를 검출하는 위치 검출부를 더 구비하는, 렌즈 홀더 구동 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 위치 검출부는,
   광축 방향 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로, 상기 렌즈 홀더의 대응하는 외주면에 장착된 한 쌍의 센서용 마그넷의 일방과,
   상기 일방의 센서용 마그넷과 대향하여, 상기 베이스 부재에 마련된 자기 검지 소자를 포함하는, 렌즈 홀더 구동 장치.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상측 판 스프링 및 상기 하측 판 스프링은, 상기 광축 방향의 진동을 흡수하고,
   상기 수지는, 상기 U턴 형상 부분의 대향 방향의 요동을 억제하는, 렌즈 홀더 구동 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 홀더 구동 장치를 탑재하여 이루어지는 카메라 탑채 휴대 단말.

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