KR20170095902A - 렌즈 구동장치, 카메라 모듈, 및 카메라 탑재 장치 - Google Patents

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

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Abstract

렌즈 구동장치는, 오토 포커스용 코일부와 오토 포커스용 마그넷부로 구성되는 보이스 코일 모터의 구동력을 이용하여, 오토 포커스 고정부에 대해서 오토 포커스 가동부를 광축 방향으로 이동시킴으로써 자동적으로 핀트맞추기를 행한다. 오토 포커스 가동부에 대해서 광축 방향 결상측으로 이간하여 배치되어, 오토 포커스 가동부를 향하여 빛을 출사(出射)함과 동시에, 오토 포커스 가동부에서 반사한 반사광을 수광하여, 수광 강도에 기초하여 오토 포커스 가동부의 광축 방향의 위치를 검출하는 위치 검출부를 구비한다. 오토 포커스 가동부와 함께 변위하는 부재의 일부가, 위치 검출부로부터 출사된 빛을 반사하는 반사판으로서 기능한다.

Description

렌즈 구동장치, 카메라 모듈, 및 카메라 탑재 장치{LENS DRIVE DEVICE, CAMERA MODULE, AND CAMERA-MOUNTING DEVICE}
본 발명은, 오토 포커스용 렌즈 구동장치, 오토 포커스 기능을 가지는 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 핀트맞추기를 자동적으로 행하는 오토 포커스 기능(이하 「AF기능」이라고 부름, AF：Auto Focus)을 가지는 렌즈 구동장치가 적용된다.
오토 포커스용 렌즈 구동장치는, 렌즈부를 광축 방향으로 이동시키기 위한 오토 포커스용 구동부(이하「AF용 구동부」라고 부름)를 구비한다. AF용 구동부는, 예를 들면 렌즈부의 주위에 배치되는 오토 포커스용 코일부(이하「AF용 코일부」라고 부름)와, AF용 코일부에 대해서 지름 방향으로 이간하여(離間/떨어지게) 배치되는 오토 포커스용 마그넷부(이하 「AF용 마그넷부」라고 부름)를 가진다. AF용 코일부와 AF용 마그넷부로 구성되는 보이스 코일 모터의 구동력을 이용하여, AF용 마그넷부를 포함한 오토 포커스 고정부(이하「AF고정부라고 부름)에 대해서 렌즈부 및 AF용 코일부를 포함한 오토 포커스 가동부(이하 「AF가동부」라고 부름)를 광축 방향으로 이동시킴으로써, 자동적으로 핀트맞추기가 행해진다.
종래에는, 예를 들면 렌즈부를 이동시키면서 이미지 센서로 취득되는 복수의 화상 정보를 해석하여, 콘트라스트 평가를 행함으로써 합초(合焦:핀트를 맞춤) 위치를 조정하는 수법이 채용되고 있다. 그러나, 이 수법에서는, 핀트맞추기에 시간이 걸려, 촬영까지의 시간이 길어진다.
그래서, 요즈음은, 카메라 모듈에 탑재한 위치 검출 장치로 렌즈 위치를 항상 검출하고, 이 검출 결과에 기초하여 AF용 구동부(보이스 코일 모터)의 동작을 제어하는 방식이 늘어나고 있다(이른바 클로즈드 루프 제어 방식). 렌즈 위치를 검출하는 방식으로서는, 홀 소자를 이용하여 자계(磁界)의 변화를 기초로 검출하는 방식과, 수광부에 입사(入射)하는 빛의 변화를 기초로 검출하는 광학 센서(예를 들면 반사형 포토 리플렉터)를 이용하는 방식이 있다(예를 들면 특허 문헌 1).
반사형 포토 리플렉터는, 1개의 반도체 패키지내에 발광부와 수광부를 가지고, 발광부로부터 출사(出射)된 빛(예를 들면 적외선)을 검출 대상의 물체에 반사시켜서, 수광부에 입사하는 반사광의 강도로부터 검출 대상의 위치를 검출하는 광학 센서이다. 이 반사형 포토 리플렉터를 이용하여 AF고정부에 대한 AF가동부의 위치를 검출하는 경우, AF고정부에 반사형 포토 리플렉터를 실장하고, AF가동부에 반사판(예를 들면 알루미늄 밀러)을 배치할 필요가 있다.
일본국 특허 공개 2012－189613호 공보
그렇지만, 렌즈 위치의 검출에 반사형 포토 리플렉터를 이용하는 경우, AF가동부에, AF가동부의 구성 부재와는 별도 부재의 반사판을 부착하게 되어, 또, AF가동부의 동작을 안정시키기 위해서, 반사판의 부착 부위의 반대쪽에도 동일한 부재를 배치하여 중량 밸런스를 취할 필요가 있다. 그 때문에, 렌즈 구동장치의 부품 코스트가 증대함과 동시에, 조립 작업이 번잡해진다. 나아가서는, AF가동부의 중량 증가로 인해 렌즈 구동장치의 응답 감도가 저하할 우려가 있다. 반사판을 얇게 함으로써 AF가동부의 중량 증가를 억제하는 일도 생각할 수 있지만, 이 경우, 재료 강도가 낮아지기 때문에 가공성, 취급성이 나빠진다고 하는 다른 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은, 반사형 포토 리플렉터를 이용하여 클로즈드 루프 제어 방식으로 자동 핀트맞추기를 행하는 경우에 유용한 렌즈 구동장치, 이것을 구비한 카메라 모듈, 및 카메라 탑재 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 렌즈 구동장치는, 렌즈부의 주위에 배치되는 오토 포커스용 코일부와, 상기 오토 포커스용 코일부에 대해서 지름 방향으로 이간하여 배치되는 오토 포커스용 마그넷부를 가지고, 상기 오토 포커스용 코일부와 상기 오토 포커스용 마그넷부로 구성되는 보이스 코일 모터의 구동력을 이용하여, 상기 오토 포커스용 코일부 및 상기 오토 포커스용 마그넷부의 어느것인가 한 쪽을 포함하는 오토 포커스 고정부에 대해서, 상기 오토 포커스용 코일부 및 상기 오토 포커스용 마그넷부의 어느것인가 한 쪽을 포함하는 오토 포커스 가동부를 광축 방향으로 이동시킴으로써 자동적으로 핀트맞추기를 행하는 렌즈 구동장치이며,
상기 오토 포커스 가동부에 대해서 광축 방향 결상(結像)측으로 이간하여 배치되어, 상기 오토 포커스 가동부를 향하여 빛을 출사함과 동시에, 상기 오토 포커스 가동부에서 반사한 반사광을 수광하여, 수광 강도에 기초하여 상기 오토 포커스 가동부의 광축 방향의 위치를 검출하는 위치 검출부를 구비하고,
상기 오토 포커스 가동부와 함께 변위(變位)하는 부재의 일부가, 상기 위치 검출부로부터 출사된 빛을 반사하는 반사판으로서 기능하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 카메라 탑재장치는, 상기의 렌즈 구동 장치와,
상기 오토 포커스 가동부에 장착되는 렌즈부와,
상기 렌즈부에 의해 결상(結像)된 피사체상을 촬상(撮像)하는 촬상부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 카메라 탑재 장치는, 정보 기기 또는 수송기기인 카메라 탑재 장치이며, 상기의 카메라 모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, AF가동부와 함께 변위하는 부재의 일부가 반사판으로서 이용되므로, 부품 코스트의 증대 및 조립 작업의 번잡화를 초래하는 일 없이, 반사형 포토 리플렉터를 실장할 수 있다. 따라서, 반사형 포토 리플렉터를 이용해 클로즈드 루프 제어 방식으로 자동 핀트맞추기를 행하는 경우에 유용하다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 카메라 모듈을 탑재하는 스마트 폰을 나타내는 도면이다.
도 2는 카메라 모듈의 외관 사시도이다.
도 3은 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 렌즈 구동장치의 분해 사시도이다.
도 5는 AF용 구동부의 분해 사시도이다.
도 6은 베이스부의 분해 사시도이다.
도 7은 반사형 포토 리플렉터와 반사판의 위치 관계를 나타내는 상방 사시 단면도이다.
도 8은 반사형 포토 리플렉터와 반사판의 위치 관계를 나타내는 하방 사시 단면도이다.
도 9는 카메라 모듈을 탑재하는 자동차를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
도1은, 본 발명의 한 실시형태에 따른 카메라 모듈(A)을 탑재하는 스마트 폰(M)(카메라 탑재장치)을 나타내는 도면이다. 도1A는 스마트 폰(M)의 정면도이고, 도1B는 스마트 폰(M)의 배면도이다.
스마트 폰(M)은, 예를 들면 배면 카메라(OC)로서 카메라 모듈(A)을 탑재한다. 카메라 모듈(A)은, 오토 포커스 기능을 구비하여, 피사체를 촬영할 때의 핀트맞추기를 자동적으로 행한다.
도2는, 카메라 모듈(A)의 외관 사시도이다. 도3은, 카메라 모듈 A의 분해 사시도이다. 도2, 도3에 나타내는 것처럼, 본 실시형태에서는, 직교좌표계(X, Y, Z)를 사용하여 설명한다. 후술하는 도면에 있어서도 공통된 직교좌표계(X, Y, Z)로 나타내고 있다. 카메라 모듈(A)은, 스마트 폰(M)으로 실제로 촬영이 행해질 경우에, X방향이 상하 방향(또는 좌우 방향), Y방향이 좌우 방향(또는 상하 방향), Z방향이 전후방향이 되도록 탑재된다. 즉, Z방향이 광축 방향이고, 도면 중 상측이 광축 방향 수광측(「매크로 위치측)이라고도 함), 하측이 광축 방향 결상측(「무한원 위치측」이라고도 함)이 된다.
카메라 모듈(A)은, 원통 모양의 렌즈 배럴에 렌즈가 수용되어서 되는 렌즈부(도면표시 생략), 오토 포커스용의 렌즈 구동장치(1), 및 전체를 감싸는 실드(shield) 커버(2) 등을 구비한다.
실드 커버(2)는, 광축 방향에서 본 평면시(平面視)에서 정방형(正方形) 모양의 유개 사각통체(有蓋 四角筒體)이며, 상면에 원형의 개구(開口)(2a)를 가진다. 이 개구(2a)로부터 렌즈부(도면표시 생략)가 외부로 임한다. 실드 커버(2)는, 렌즈 구동장치(1)의 베이스 부재(21)(도6 참조)에 고정된다. 실드 커버(2)는, 베이스 부재(21)의 단자 부품(도면표시 생략)을 경유하여 이미지 센서 기판(22)(도6 참조)에 전기적으로 접속되어, 접지 된다. 실드 커버(2)에 의해서, EMC 노이즈를 차단할 수 있다.
도4는, 렌즈 구동장치(1)의 분해 사시도이다. 도 4에 나타내는 것처럼, 렌즈 구동장치(1)는, AF용 구동부(10), 베이스부(20), 및 지지 부재(30) 등을 구비한다.
AF용 구동부(10)는, 베이스부(20)에 대해서 광축 방향 수광측으로 이간하여 배치되어 지지 부재(30)에 의해서 베이스부(20)와 연결된다. 구체적으로는, 지지 부재(30)는, Z방향을 따라서 확장하는 4개의 서스펜션 와이어로 구성된다(이하 「서스펜션 와이어30」이라고 부름). 서스펜션 와이어(30)의 일단(一端)(상단(上端))은 AF용 구동부(10)(상측 탄성지지부 13)에 고정되고, 타단(하단)은 베이스부(20)(단자 부품 211, 도6 참조)에 고정된다. 4개의 서스펜션 와이어(30) 중의 2개는, AF용 코일부(112)(도5 참조)로의 급전(給電)경로로서 사용된다. 또한, 서스펜션 와이어(30)의 개수는, 이것으로 한정되지 않고, 4개보다 많아도 좋다.
도5는, AF용 구동부(10)의 분해 사시도이다. 도5에 나타내는 것처럼, AF용 구동부(10)는, AF가동부(11), AF고정부(12), 상측 탄성지지부(13), 하측 탄성지지부(14) 등을 구비한다. AF가동부(11)는, AF고정부(12)에 대해서 지름 방향 내측으로 이간하여 배치되어, 상측 탄성지지부(13) 및 하측 탄성지지부(14)에 의해서 AF고정부(12)와 연결된다.
AF가동부(11)는, AF용 보이스 코일 모터를 구성하는 코일부를 가지고, 핀트맞추기시에 광축 방향으로 이동하는 부분이다. AF고정부(12)는, AF용 보이스 코일 모터를 구성하는 마그넷부를 가지는 부분이다. 즉, 렌즈 구동장치(1)의 AF용 구동부(10)에는, 무빙 코일 방식이 채용되어 있다.
AF가동부(11)는, 렌즈 홀더(111), 및 AF용 코일부(112)를 가진다.
렌즈 홀더(111)는, 사각통 형상의 부재이며, 원통 모양의 렌즈 수용부(111a)에 렌즈부(도면표시 생략)가 접착 또는 나사에 의해 고정된다. 렌즈 홀더(111)는, 렌즈 수용부(111a)의 주면(周面)에, 상측 플랜지부(111b) 및 하측 플랜지부(111c)를 가진다. 상측 플랜지부(111b)와 하측 플랜지부(111c)에 끼이는 부분(이하 「코일 권선(卷線)부」라고 부름)에, AF용 코일부(112)가 권선된다.
상측 플랜지부(111b)의 네 귀퉁이는, 주위의 기준면(상면)보다 일단(一段) 오목(凹)하게 형성된다. 상측 플랜지부(111b)는, X방향으로 연장하는 주연의 거의 중앙에, 절결부(切欠部/깍인 부분))(111d)를 가진다. 상측 플랜지부(111b)는, 렌즈 수용부(111a)의 상부 외주(外周)에, Y방향으로 대향하는 2개의 돌출부(111e)를 가진다. 또, 상측 플랜지부(111b)는, 렌즈 수용부(111a)의 상부 외주에, X방향으로 대향하는 2개의 돌출부(111f)를 가진다. 돌출부(111e, 111f)는, 상측 탄성지지부(13)를 고정하기 위한 상(上) 용수철 고정부가 된다(이하 「상 용수철 고정부 111e」 「상 용수철 고정부 111f」라고 부름). 또, 1조의 상 용수철 고정부(111e)의 외측 단부는 아랫쪽(광축 방향 결상측)으로 절곡(折曲)하여, 절결부(111d)에 위치한다.
하측 플랜지부(111c)의 네 귀퉁이는, 주위의 기준면(코일 당접면)보다 일단 오목하게 형성된다. 하측 플랜지부(111c)는, 렌즈 수용부(111a)의 하부 외주에, Y방향으로 대향하는 2개의 돌출부(111g)를 가진다. 또, 하측 플랜지부(111c)는, 렌즈 수용부(111a)의 하부 외주에, X방향으로 대향하는 2개의 돌출부(111h)를 가진다. 돌출부(111h)의 하면(下面)과, 하측 플랜지부(111c)의 네 귀퉁이의 하면과는 플랫(flat)하다. 돌출부(111g, 111h)는, 하측 탄성지지부(14)를 고정하기 위한 하(下) 용수철 고정부가 된다(이하「하 용수철 고정부 111g」 「하 용수철 고정부111h」라고 부름).
AF용 코일부(112)는, 핀트맞추기시에 통전되는 공심코일이며, 렌즈 홀더(111)의 코일 권선부의 외주면에 권선된다. AF용 코일부(112)의 양단은, 렌즈 홀더(111)의 상 용수철 고정부(111e, 111e)에 연결된다.
AF고정부(12)는, 마그넷 홀더(121), 및 마그넷부(122)를 가진다.
마그넷 홀더(121)는, 평면에서 봤을 때 정방형의 사각통 형상을 가진다. 마그넷 홀더(121)는, 네 귀퉁이에, 지름 방향 내측으로 오목하게 형성되는 원호구부(圓弧溝部/원호 형상의 오목한 부분)를 가진다. 이 원호구부 (121a)에 서스펜션 와이어(30)가 배치된다.
마그넷 홀더(121)는, 상부의 네 귀퉁이에, 상측 탄성지지부(13)를 고정하는 상 용수철 고정부(121b)를 가진다. 상 용수철 고정부(121b)는, 지름방향 내측으로 튀어나오게 형성되어, AF가동부(11)가 광축방향 수광측으로 이동할 때에, 렌즈 홀더(111)의 네 구석에 당접함으로써, AF가동부(11)의 광축 방향 수광측으로의 이동을 규제한다. 마그넷 홀더(121)는, 상부의 각 변의 거의 중앙에, 위쪽(광축방향 수광측)으로 돌출하는 돌출부(121c)를 가진다.
마그넷 홀더(121)의 하면(121d)에는, 하측 탄성지지부(14)가 고정된다(이하「하 용수철 고정부121d」라고 부름). 마그넷 홀더(121)는, 4개의 측벽에, 4각 형상의 개구(開口)(121e)를 가진다. 이 개구에, 마그넷부(122)가 수용된다(이하 「마그넷 수용부121e」라고 부름).
마그넷부(122)는, 4개의 직방체(直方體) 모양의 영구자석(122A~ 122D)으로 구성된다. 영구자석(122A~122D)은, 각각 마그넷 홀더(121)의 마그넷 수용부(121e)에 배치된다. 영구자석(122A, 122B)이 X방향으로 대향하여 배치되고, 영구자석(122C, 122D)이 Y방향으로 대향하여 배치된다. 영구자석(122A~122D)은 AF용 코일부(112)의 지름방향으로 횡단하는 자계가 형성되도록 착자된다. 예를 들면, 영구자석(122A~122D)은, 내주측이 N극, 외주측이 S극으로 착자된다. 마그넷부(122) 및 AF용 코일부(112)에 의해서, AF용 보이스 코일 모터가 구성된다.
상측 탄성지지부(13)는, 예를 들면 베릴륨동, 니켈동, 스텐레스 등으로 되어있는 판용수철이고, 전체적으로 평면에서 봤을 때 정방형 모양을 가진다. 상측 탄성지지부(13)는, AF고정부(12)에 대해서 AF가동부(11)를 탄성 지지한다. 여기서는, 상측 탄성지지부(13)는, 점대칭으로 배치되는 2개의 상측 판용수철(131, 132)로 구성된다. 상측 판용수철(131, 132)은, 예를 들면, 한 장의 판금(板金)을 뚫어 절단함으로써 성형된다. 상측 판용수철(131, 132)은 동일한 구성을 가지므로, 상측 판용수철(132)에 대한 설명은 생략한다.
상측 판용수철(131)은, 렌즈 홀더 고정부(131a, 131b), 마그넷 홀더 고정부(131c, 131d), 및 암(arm)부(131e, 131f)를 가진다. 렌즈 홀더 고정부(131a, 131b)는, 렌즈 홀더(111)의 렌즈 수용부(111a)의 상면을 따르는 내연부(內緣部)(131g)에서 연결된다. 마그넷 홀더 고정부(131c, 131d)는, 마그넷 홀더(121)의 돌출부(121c)를 따르는 외연부(外緣部) (131h)에서 연결된다.
렌즈 홀더 고정부(131a, 131b)는, 렌즈 홀더(111)의 상(上) 용수철 고정부(111e, 111f)에 대응하는 형상을 가진다. 렌즈 홀더 고정부(131a, 131b)의 고정 구멍(131j)이, 렌즈 홀더(111)의 위치결정 보스(111j)에 삽감(揷嵌/꽂힘)됨으로써, 렌즈 홀더(111)에 대해서 상측 판용수철(131)이 위치결정 되어, 위치결정 보스(111j)에 접착제 도포 또는 위치결정 보스(111j)를 열압착 함으로써 고정된다. 한쪽의 렌즈 홀더 고정부(131a)는, 렌즈 홀더(111)의 상 용수철 고정부(111e)에 고정되어, 상 용수철 고정부(111e)에 연결된 AF용 코일부(112)와 전기적으로 접속된다.
마그넷 홀더 고정부(131c, 131d)는, 마그넷 홀더(121)의 상 용수철 고정부(121b)에 대응하는 형상을 가진다. 마그넷 홀더 고정부(131c, 131d)의 고정 구멍(131k)이, 마그넷 홀더(121)의 위치결정 보스(121k)에 삽감됨으로써, 마그넷 홀더(121)에 대해서 상측 판용수철(131)이 위치결정 되어, 위치결정 보스(121k)에 접착제 도포 또는 위치결정 보스(121k)를 열압착 함으로써 고정된다. 또, 마그넷 홀더 고정부(131c, 131d)의 꼭지각부(131i)는, 서스펜션 와이어(30)가 접속되는 와이어 접속부가 된다(이하 「와이어 접속부131i」라고 부름).
와이어 접속부(131i)는, 마그넷 홀더(121)의 원호구부(121a)의 광축 방향 수광측에 위치한다. 상측 판용수철(131)을 마그넷 홀더(121)에 부착한 상태에 있어서, 와이어 접속부(131i)와 원호구부(121a)의 사이에는 틈새가 형성된다. 이 틈새에는 댐퍼(damper)재가 배치된다. 또, 와이어 접속부(131i)는, 탄성변형하기 쉬운 형상을 가진다. 와이어 접속부(131i)와 서스펜션 와이어(30)의 휘어짐에 의해, 낙하시의 충격이 흡수된다. 따라서, 낙하 충격에 의해, 서스펜션 와이어(30)가 소성(塑性) 변형하거나 파단하거나 하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
암부(131e, 131f)는, 각각 렌즈 홀더 고정부(131a)와 마그넷 홀더 고정부(131c), 렌즈 홀더 고정부(131b)와 마그넷 홀더 고정부(131d)를 연결한다. 암부(131e, 131f)는, 꾸불꾸불한 형상을 가지고, AF가동부(11)가 이동할 때에 탄성변형 한다.
하측 탄성지지부(14)는, 상측 탄성지지부(13)와 거의 동일한 구성을 가진다. 즉, 하측 탄성지지부(14)는, 예를 들면 베릴륨동, 니켈동, 스텐레스 등으로 되어있는 판용수철이며, 전체적으로 평면에서 봤을 때 정방형(正方形) 모양을 가진다. 하측 탄성지지부(14)는, AF고정부(12)에 대해서 AF가동부(11)를 탄성 지지한다. 여기서는, 하측 탄성지지부(14)는, 점대칭으로 배치되는 2개의 하측 판용수철(141, 142)로 구성된다. 하측 판용수철(141, 142)은, 예를 들면, 한 장의 판금을 뚫어 절단함으로써 성형된다. 하측 판용수철(141, 142)은 동일한 구성을 가지므로, 하측 판용수철(142)에 대한 설명은 생략한다.
하측 판용수철(141)은, 렌즈 홀더 고정부(141a, 141b), 마그넷 홀더 고정부(141c, 141d), 및 암부(141e, 141f)를 가진다. 렌즈 홀더 고정부(141a, 141b)는, 렌즈 홀더(111)의 렌즈 수용부(111a)의 하면을 따르는 내연부(141g)에서 연결된다.
렌즈 홀더 고정부(141a, 141b)는, 렌즈 홀더(111)의 하 용수철 고정부(111g, 111h)에 대응하는 형상을 가진다. 렌즈 홀더 고정부(141a, 141b)의 고정 구멍(141m)이, 렌즈 홀더(111)의 위치결정 보스(도면표시 생략)에 삽감됨으로써, 렌즈 홀더(111)에 대해서 하측 판용수철(141)이 위치결정 되어, 위치결정 보스에 접착제 도포 또는 위치결정 보스를 열압착 함으로써 고정된다. AF가동부(11)가 광축 방향으로 이동할 때, 렌즈 홀더 고정부(141a, 141b)는, AF가동부(11)과 함께 변위한다.
본 실시형태에서는, 렌즈 홀더 고정부(141a)는, 반사형 포토 리플렉터(24)(도6 참조)로부터 출사된 빛을 반사하는 반사판으로서 기능한다. 하측 판용수철(141)은 금속재료로 구성되므로, 이것의 일부를 반사판으로서 이용할 수 있다. 이렇게 함으로써, AF가동부(11)의 구성 부재와는 다른 부재의 반사판을 AF가동부(11)에 부착할 필요는 없으므로, 부품 코스트가 증대하는 일은 없고, 조립 작업이 번잡하게 되는 일도 없다. 또, AF가동부(11)의 중량도 증가하지 않기 때문에, 양호한 응답 감도가 확보된다.
높은 반사 효율을 얻기 위해서는, 하측 판용수철(14)은, 스텐레스로 구성되는 것이 바람직하다. 또, 반사판으로서 기능하는 렌즈 홀더 고정부(141a)의 하면(반사형 포토 리플렉터(24)(도6 참조)와 대향하는 면)에는, 도금 등의 경면(鏡面) 가공이 실시되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 렌즈 홀더 고정부(141a)에 있어서의 반사 효율을 높일 수 있음과 동시에, 표면의 산화나 부식에 의한 반사율의 변동을 방지할 수 있다. 또한, 반사 효율을 확보할 수 있다면, 투명 테이프나 투명한 도료를 도포하여 표면을 보호하도록 해도 좋다.
마그넷 홀더 고정부(141c, 141d)는, 마그넷 홀더(121)의 하 용수철 고정부(121d)에 대응하는 형상을 가진다. 마그넷 홀더 고정부(141c, 141d)의 고정 구멍(141n)이, 마그넷 홀더(121)의 위치결정 보스(도면표시 생략)에 삽감됨으로써, 마그넷 홀더(121)에 대해서 하측 판용수철(141)이 위치결정 되어, 위치결정 보스에 접착제 도포 또는 위치결정 보스를 열압착 함으로써 고정된다.
암부(141e, 141f)는, 각각 렌즈 홀더 고정부(141a)와 마그넷 홀더 고정부(141c), 렌즈 홀더 고정부(141b)와 마그넷 홀더 고정부(141d)를 연결한다. 암부(141e, 141f)는, 꾸불꾸불한 형상을 가지고, AF가동부(11)가 이동할 때에 탄성변형 한다.
AF용 구동부(10)를 조립하는 경우, 우선, 마그넷 홀더(121)의 마그넷 수용부(121e)에 마그넷부(122)가 수용되고, 상 용수철 고정부(121b)에 상측 탄성지지부(13)가 장착된다. 다음에, 렌즈 홀더(111)의 하 용수철 고정부(111g, 111h)에 하측 판용수철(14)이 장착되고, 이 상태에서, 렌즈 홀더(111)가 광축 방향 결상측으로부터 마그넷 홀더(121)에 삽감된다. 그리고, 상측 판용수철(131, 132)이 렌즈 홀더(111)의 상 용수철 고정부(111e, 111f)에 장착된다. 또, 마그넷 홀더(121)의 하 용수철 고정부(121d)에 하측 판용수철(14)이 장착된다.
상측 판용수철(131, 132)의 렌즈 홀더 고정부(131a, 132a)는, 각각 렌즈 홀더(111)의 상 용수철 고정부(111e, 111e)에 연결된 AF용 코일부(112)의 단부에 납땜되어, 전기적으로 접속된다. 이와 같이 하여 AF용 구동부(10)가 조립된다.
도6은, 베이스부(20)의 분해 사시도이다. 도6에 나타내는 것처럼, 베이스부(20)는, 베이스 부재(21), 이미지 센서 기판(22), 촬상 소자(23), 및 반사형 포토 리플렉터(24) 등을 구비한다. 베이스부(20)는, AF용 구동부(10)의 광축 방향 결상측에 배치된다. 베이스부(20)는, 렌즈부(도면표시 생략)에 의해 결상된 피사체상을 촬상하는 촬상부이다.
베이스 부재(21)는, 평면에서 봤을 때 정방형 모양의 부재이며, 중앙에 4각 형상의 개구(21a)를 가진다. 또, 베이스 부재(21)는, 반사형 포토 리플렉터(24)에 대응하는 위치에 절결부(213)를 가진다.
베이스 부재(21)에는, 인서트 성형에 의해, 단자 부품(211) 등이 매설된다. 단자 부품(211)은, 일단부가 베이스 부재(21)의 네 귀퉁이로부터 노출하고, 타단부(도면표시 생략)는 베이스 부재(21)의 하부로부터 노출한다. 단자 부품(211)의 일단부는, 서스펜션 와이어(30)의 타단(하단)과 접속되고, 타단부는, 이미지 센서 기판(22)의 전원 라인(도면표시 생략)과 전기적으로 접속된다.
베이스 부재(21)는, 주연부에, 커버 장착부(212)를 가진다. 커버 장착부(212)는, 베이스 부재(21)의 기준면(상면)으로부터 위쪽으로 돌출하는 돌출부(212a)와, 기준면으로부터 아래쪽으로 오목(凹)한 단차부(段差部)(212b)를 가진다. 실드 커버(2)는, 돌출부(212a)에 의해 위치결정된 상태로 커버 장착부(212)에 끼워져, 단차부(212b)에 접착된다. 커버 장착부(212)에는 단자 부품(도면표시 생략)이 매설되어 있고, 이 단자 부품을 개재하여, 실드 커버(2)가 이미지 센서 기판(22)에 전기적으로 접속되어, 접지된다.
이미지 센서 기판(22)은, 베이스 부재(21)와 마찬가지로 평면에서 봤을 때 정방형 모양의 기판이다. 이미지 센서 기판(22)은, 기준면(촬상 소자 23의 실장면)보다 위쪽으로 돌출하여, 베이스 부재(21)가 접착되는 틀 부(221)를 가진다. 틀(221)에 의해서, 촬상 소자(23) 및 반사형 포토 리플렉터(24)를 실장하기 위한 오목(凹)부가 형성된다.
촬상 소자(23)는, 이미지 센서 기판(22)의 거의 중앙에 실장된다. 촬상 소자(23)는, 예를 들면 CCD(charge-coupled device)형 이미지 센서, CMOS(complementary metal oxide semiconductor)형 이미지 센서 등에 의해 구성된다. 촬상 소자(23)는, 렌즈부(도면표시 생략)에 의해 결상된 피사체상을 촬상한다.
반사형 포토 리플렉터(24)는, 이미지 센서 기판(22)에 있어서, 하측 판용수철(14)의 렌즈 홀더 고정부(141a)와 대응하는 위치에 실장된다. 반사형 포토 리플렉터(24)는, 1개의 반도체 패키지 내에 발광부와 수광부를 가지는 광학 센서이다. 도7, 도8에 나타내는 것처럼, 반사형 포토 리플렉터(24)는, 베이스 부재(21)의 절결부(213)를 개재하여 AF가동부(11) 측에 임하여, AF가동부(11)의 반사판(여기서는 하측 판용수철(14)의 렌즈 홀더 고정부 141a)을 향하여 적외선을 출사한다. 그리고, 반사판에서 반사하여 수광부로 입사(入射)하는 반사광의 강도로부터 AF가동부(11)의 위치를 검출한다.
통상, 반사형 포토 리플렉터를 이용해, 광축 방향에 있어서의 AF가동부(11)의 위치를 검출하는 경우, AF가동부(11)에 대해서 광축 방향으로 이간하여 반사형 포토 리플렉터를 실장하고, AF가동부(11)에 반사판(예를 들면 알루미늄 밀러)을 배치할 필요가 있다. 본 실시형태에서는 AF가동부(11)과 함께 변위하는 부재의 일부, 여기서는 하측 판용수철(14)의 렌즈 홀더 고정부(141a)를, 반사형 포토 리플렉터용의 반사판으로서 이용하므로, 새로운 부품을 배치할 필요는 없다.
렌즈 구동장치(1)를 조립하는 경우, 우선, 서스펜션 와이어(30)의 일단이, 각각 AF용 구동부(10)의 상측 판용수철(131)의 와이어 접속부(131i)에 삽통되어, 납땜에 의해 고정된다. 다음에, 서스펜션 와이어(30)의 타단(하단)이, 베이스 부재(21)의 단자 부품(211)에 삽통되어, 납땜에 의해 고정된다. 서스펜션 와이어(30)와 상측 탄성지지부(13)를 경유하여, AF용 코일부(112)로의 급전이 행해진다.
상측 탄성지지부(13)의 와이어 접속부(131i)와 마그넷 홀더(121)의 원호구부(121a)의 사이에 형성되는 틈새에는, 서스펜션 와이어(30)를 둘러싸듯이, 댐퍼재가 배치된다. 댐퍼재가 상측 탄성지지부(13)와 마그넷 홀더(121)의 사이에 개재하는 것이 된다. 상측 탄성지지부(13)와 마그넷 홀더(121)와의 사이에 댐퍼재(도면표시 생략)를 개재시킴으로써, 불요 공진(고차의 공진 모드)의 발생이 억제되므로, 동작의 안정성을 확보할 수 있다. 댐퍼재는, 디스펜서를 사용하여 용이하게 도포할 수 있다. 또, 댐퍼재로서는, 예를 들면 자외선 경화성의 실리콘 겔을 적용할 수 있다.
렌즈 구동장치(1)에 있어서 자동 핀트맞추기를 행하는 경우에는, AF용 코일부(112)에 통전(通電)이 행해진다. AF용 코일부(112)에 통전하면, 마그넷부(122)의 자계와 AF용 코일부(112)에 흐르는 전류와의 상호작용에 의해, AF용 코일부(112)에 로렌트력이 생긴다. 로렌트력의 방향은, 자계의 방향(X방향 또는 Y방향)과 AF용 코일부(112)에 흐르는 전류의 방향(Y방향 또는 X방향)에 직교하는 방향(Z방향)이다. 마그넷부(122)는 고정되어 있으므로, AF용 코일부(112)에 반력이 작용한다. 이 반력이 AF용 보이스 코일 모터의 구동력이 되어, AF용 코일부(112)를 가지는 AF가동부(11)가 광축 방향으로 이동하여, 핀트맞추기가 행해진다.
또, 렌즈 구동장치(1)에 있어서는, 반사형 포토 리플렉터(24)(위치 검출부)의 검출 신호에 기초하여, 클로즈드 루프 제어가 행해진다. 클로즈드 루프 제어 방식에 의하면, 보이스 코일 모터의 히스테리시스 특성을 고려할 필요가 없고, 또 AF가동부(11)의 위치가 안정된 것을 직접적으로 검출할 수 있다. 또, 상면검출 방식의 자동 핀트 조작에도 대응할 수 있다. 따라서, 응답 성능이 높고, 자동 핀트맞추기 동작의 고속화를 도모할 수 있다.
이와 같이, 렌즈 구동장치(1)는, 렌즈부(도면표시 생략)의 주위에 배치되는 AF용 코일부(112)와, AF용 코일부(112)에 대해서 지름 방향으로 이간하여 배치되는 마그넷부(122)(AF용 마그넷부)를 가지고, AF용 코일부(112)와 마그넷부(122)로 구성되는 보이스 코일 모터의 구동력을 이용하여, 마그넷부(122)를 포함하는 AF고정부(12)에 대해서, AF용 코일부(112)를 포함하는 AF가동부(11)를 광축 방향으로 이동시킴으로써 자동적으로 핀트맞추기를 행한다. 또, 렌즈 구동장치(1)는, AF가동부(11)에 대해서 광축 방향 결상측으로 이간하여 배치되어, AF가동부(11)를 향하여 빛을 출사함과 동시에, AF가동부(11)에서 반사한 반사광을 수광하여, 수광 강도에 기초하여 AF가동부(11)의 광축 방향의 위치를 검출하는 반사형 포토 리플렉터(24)(위치 검출부)를 구비한다. 하측 판용수철(14)의 렌즈 홀더 고정부(141a)(AF가동부 11과 함께 변위하는 부재의 일부)가, 반사형 포토 리플렉터(24)로부터 출사된 빛을 반사하는 반사판으로서 기능한다.
렌즈 구동장치(1)에 의하면, AF가동부(11)와 함께 변위하는 하측 판용수철(14)의 일부가 반사판으로서 이용되므로, 부품 코스트의 증대 및 조립 작업의 번잡화를 초래하는 일 없이, 반사형 포토 리플렉터(24)를 실장할 수 있다. 따라서, 반사형 포토 리플렉터(24)를 이용하여 클로즈드 루프 제어 방식으로 자동 핀트맞추기를 행하는 경우에 극히 유용하다.
이상, 본 발명자에 의해서 된 발명을 실시형태에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 변경 가능하다.
예를 들면, 렌즈 홀더(111)의 특정 부위(반사형 포토 리플렉터 24에 대응하는 부위)를, 반사판으로서 기능시키도록 해도 좋다. 이 경우, 양호한 반사 효율을 얻기 위해서, 적어도 렌즈 홀더(111)의 특정 부위는, 백색(白色)계(내츄럴 색)의 수지 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 통상, 렌즈 홀더(111)는 흑색의 수지 재료로 구성되지만, 2색 성형(더블 몰드)에 의해 특정 부위만을 백색계 수지 재료로 구성할 수도 있다.
또 예를 들면, 렌즈 구동장치(1)의 AF용 구동부(10)에는, AF가동부(11)에 AF용 마그넷부가 배치되고, AF고정부(12)에 AF용 코일부가 배치된 무빙 마그넷 방식을 채용해도 좋다.
본 발명은, AF기능과 함께, 촬영시에 발생하는 손떨림(진동)을 광학적으로 보정하여 화상의 왜곡을 경감시키는 떨림 보정 기능(이른바 OIS 기능, OIS：Optical Image Stabilization)을 구비한 렌즈 구동장치에 적용할 수도 있다.
실시형태에서는, 카메라 모듈A를 구비하는 카메라 탑재 장치의 일례로서, 카메라 부착 휴대 단말인 스마트 폰을 들어 설명했지만, 본 발명은, 정보 기기 또는 수송기기인 카메라 탑재 장치에 적용할 수 있다. 정보 기기인 카메라 탑재 장치란, 카메라 모듈과 카메라 모듈로 얻어진 화상 정보를 처리하는 제어부를 가지는 정보 기기이며, 예를 들면 카메라 부착 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, 태블릿 단말, 휴대형 게임기, 웹 카메라, 카메라 부착 차재 장치(예를 들면, 백 모니터 장치, 드라이브 레코더 장치)를 포함한다. 또, 수송기기인 카메라 탑재 장치란, 카메라 모듈과 카메라 모듈로 얻어진 화상을 처리하는 제어부를 가지는 수송기기이며, 예를 들면 자동차를 포함한다.
도9는, 차재용 카메라 모듈 VC(Vehicle Camera)를 탑재하는 카메라 탑재 장치로서의 자동차(C)를 나타내는 도면이다. 도9A는 자동차(C)의 정면도이고, 도9B는 자동차(C)의 후방 사시도이다. 자동차(C)는, 차재용 카메라 모듈(VC)로서, 실시형태에서 설명한 카메라 모듈(A)을 탑재한다. 도9에 나타내는 것처럼, 차재용 카메라 모듈VC는, 예를 들면 전방을 향하여 자동차 앞유리(Front Wind Shield)에 장착되거나, 후방을 향하여 리어 게이트에 장착되거나 한다. 이 차재용 카메라 모듈 VC는, 백 모니터용, 드라이브 레코더용, 충돌 회피 제어용, 자동 운전 제어용 등으로서 사용된다.
이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어져야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허 청구의 범위에 의해서 나타나며, 특허 청구의 범위와 균등의 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함되는 것을 의도한다.
2014년 12월 26일에 출원한 특허출원 2014－265983의 일본 출원에 포함되는 명세서, 도면 및 요약서의 개시 내용은, 모두 본원에 원용된다.
1 렌즈 구동장치
2 실드 커버
10 AF용 구동부
11 AF가동부
111 렌즈 홀더
112 AF용 코일부
12 AF고정부
121 마그넷 홀더
122 마그넷부
122A~122D 영구자석
13 상측 탄성지지부
131, 132 상측 판용수철
14 하측 탄성지지부
141, 142 하측 판용수철
141a 렌즈 홀더 고정부 (반사판)
20 베이스부 (촬상부)
21 베이스 부재
22 이미지 센서 기판
23 촬상 소자
24 반사형 포토 리플렉터 (위치 검출부)
30 지지 부재
M 스마트 폰 (카메라 탑재장치)
A 카메라 모듈

Claims (9)

  1. 렌즈부의 주위에 배치되는 오토 포커스용 코일부와, 상기 오토 포커스용 코일부에 대해서 지름 방향으로 이간하여 배치되는 오토 포커스용 마그넷부를 가지고, 상기 오토 포커스용 코일부와 상기 오토 포커스용 마그넷부로 구성되는 보이스 코일 모터의 구동력을 이용하여, 상기 오토 포커스용 코일부 및 상기 오토 포커스용 마그넷부의 어느것인가 한쪽을 포함하는 오토 포커스 고정부에 대해서, 상기 오토 포커스용 코일부 및 상기 오토 포커스용 마그넷부의 어느것인가 다른쪽을 포함하는 오토 포커스 가동부를 광축 방향으로 이동시킴으로써 자동적으로 핀트맞추기를 행하는 렌즈 구동장치이며,
    상기 오토 포커스 가동부에 대해서 광축 방향 결상측으로 이간하여 배치되어, 상기 오토 포커스 가동부를 향해서 빛을 출사함과 동시에, 상기 오토 포커스 가동부에서 반사한 반사광을 수광하여, 수광 강도에 기초하여 상기 오토 포커스 가동부의 광축 방향의 위치를 검출하는 위치 검출부를 구비하고,
    상기 오토 포커스 가동부와 함께 변위하는 부재의 일부가, 상기 위치 검출부로부터 출사된 빛을 반사하는 반사판으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오토 포커스 가동부의 하면에 배치되어, 상기 오토 포커스 가동부를 상기 오토 포커스 고정부에 대해서 탄성 지지하는 하측 탄성지지부를 구비하고,
    상기 하측 탄성지지부의 상기 오토 포커스 가동부에 고정되는 고정 부위가, 상기 반사판으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 하측 탄성지지부는, 스텐레스계 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 렌즈 구동장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 고정 부위에는, 경면(鏡面) 가공이 실시되어 있는 것을 특징으로 하는, 렌즈 구동장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고정 부위에는, 도금 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는, 렌즈 구동장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 오토 포커스 가동부는, 상기 렌즈부를 보지(保持)하는 렌즈 홀더를 가지고,
    상기 렌즈 홀더의 특정 부위가, 상기 반사판으로서 기능하는 것을 특징으로, 렌즈 구동장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 렌즈 홀더의 특정 부위는, 백색계의 수지 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 렌즈 구동장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 렌즈 구동장치와,
    상기 오토 포커스 가동부에 장착되는 렌즈부와,
    상기 렌즈부에 의해 결상된 피사체상을 촬상하는 촬상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  9. 정보 기기 또는 수송기기인 카메라 탑재 장치이며,
    청구항 8에 기재된 카메라 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 탑재 장치.
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