(57)【要約】【課題】変位の自由な増加が可能であり、しかも低電力ながら複雑なメカニズムの必要もなく、ギア部の摩擦および騷音などもない、小型化および軽量化に適したレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】表面弾性波を発生させる基板と、光学レンズが搭載され、前記基板上で表面弾性波の進行方向と反対方向に並進運動を行う可動部とを含む。【選択図】図１
2006091892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に表面弾性波が形成された基板と、
光学レンズが搭載され、前記基板の上部で前記表面弾性波によって並進運動を行う可動部とを含むレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記基板の両端部には、櫛形の電極がさらに含まれることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記可動部と基板は、押圧部材によって圧力が加えられることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記押圧部材は、永久磁石、永久磁石と金属の組合せ、および機械的スプリングから選択される１種の素材で構成されることを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記基板は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３、ＰＺＴ素材の中で選択される１種の素材で形成されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記可動部は、前記表面弾性波の進行方向と反対方向に動くことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記可動部のうち、基板と接触する面には、駆動の際に滑りを防止するために多数の突起部を含むことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
前記突起部はアレイ状に配列されることを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
前記突起部は、円形、菱形、四角形、正弦波形の中で選択される１種の形状を有することを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１０】
前記突起部には、前記可動部と前記基板の界面において空気の流通を円滑化することによって、空気によるダンピングを緩和することができる空気の流路が形成されることを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１１】
前記流路は前記可動部の駆動方向に沿って形成されることを特徴とする請求項１０に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１２】
前記光学レンズはズーム機能をする少なくとも一個以上のレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１３】
前記光学レンズは自動焦点機能をする少なくとも一個以上のレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１４】
前記光学レンズと前記可動部は連結部材によって連結されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１５】
前記光学レンズは、少なくとも一個以上のズームレンズと、少なくとも一個以上の自動焦点レンズとによって構成され、前記ズームレンズに連結された少なくとも一個以上の可動部と、前記自動焦点レンズに連結された少なくとも1個以上の可動部とは、同一の基板上に集積されたことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ駆動装置に係り、より詳しくは、変位増加が容易であり、しかも、低電力ながら複雑なメカニズムの必要もなく、ギア部の摩擦および騷音などもなく、小型化および軽量化を図り、それ故、光学レンズが利用される多様な産業分野における応用が可能なレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、通信技術およびデジタル情報処理技術の発展に伴い、情報処理及び演算、通信、画像情報入出力など多様な機能が集積された携帯用端末機技術が新しく抬頭している。デジタルカメラと通信機能が装着されたＰＤＡ、デジタルカメラとＰＤＡ機能が装着された携帯電話などをその例として挙げることができる。即ち、デジタルカメラ技術と情報保存能力の発展により、高性能のデジタルカメラモジュール（ｄｉｇｉｔａｌ  ｃａｍｅｒａ  ｍｏｄｕｌｅ）の装着が趨勢となりつつある。
【０００３】
最近、当分野の諸般技術の発達により、携帯用端末機などに装着されるデジタルカメラモジュールにメガピクセル（ｍｅｇａｐｉｘｅｌ）級イメージセンサー（ｉｍａｇｅ  ｓｅｎｓｏｒ）が使用されるにしたがい、自動焦点（ａｕｔｏ  ｆｏｃｕｓ）および光学ズーム（ｏｐｔｉｃａｌ  ｚｏｏｍ）などの付加機能の重要性が一層高まっている。このような小型デジタルカメラモジュールにおいて、自動焦点および光学ズーム機能を具現するためには、相対的に小体積で、しかも早い起動速度、低電力消耗、大変位などの性能を満足させることができるアクチュエータ（駆動装置）が不可欠である。特に、光学ズーム機能の向上に伴う必要変位の増加に対応し得る駆動装置が要求されるが、従来のＶＣＭ（ｖｏｉｃｅ  ｃｏｉｌ  ｍｏｔｏｒ）などの電磁力駆動装置（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ａｃｔｕａｔｏｒ）の場合、変位を増加させることに限界があり、ズーム機能のために起動する時、持続的に電力を消耗する欠点がある。また、ステッピングモーター（ｓｔｅｐｐｉ
ｎｇ  ｍｏｔｏｒ）などのように回転運動をする駆動装置でリードスクリュー（ｌｅａｄ  ｓｃｒｅｗ）を回転させ可動部を線形的に移動させる場合、複雑なメカニズムとギア部の摩擦および騷音などが発生する欠点がある。また、ＶＣＭ方式およびステッピングモーターを用いた駆動装置の場合、複雑な構造のためにコストの低減に困難があり、小型化においてもサイズの制限がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような従来技術が有する問題点を解決するべくなされたものであり、その目的は、変位増加が容易であり、しかも、低電力ながら複雑なメカニズムの必要なしに、ギア部の摩擦および騷音などもなく、小型化および軽量化を図り、それ故、光学レンズが利用される多様な産業分野における応用が可能なレンズ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を達成するために、本発明は、表面に表面弾性波が形成された基板と、光学レンズが搭載され、前記基板の上部で、前記表面弾性波によって並進運動を行う可動部とを含むレンズ駆動装置を提供する。
【０００６】
又、前記基板の両端部には、櫛形の電極がさらに含まれることが好ましい。
【０００７】
さらに、前記可動部と基板は、押圧部材によって圧力が加えられることが好ましい。
【０００８】
なお、前記押圧部材は、永久磁石、永久磁石と金属の組合せ、および機械的スプリングから選択される１種の素材で構成されることが好ましい。
【０００９】
又、前記基板は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３、ＰＺＴ素材の中で選択される１種の素材で形成されることが好ましい。
【００１０】
前記可動部は、前記表面弾性波の進行方向と反対方向に動くようにする。
【００１１】
前記可動部のうち、基板と接触する面には、駆動の際に滑りを防止するために多数の突起部を含むことが好ましい。
【００１２】
前記突起部はアレイ状に配列されることが好ましい。
【００１３】
前記突起部は、円形、菱形、四角形、正弦波形の中で選択される１種の形状を有することが好ましい
前記突起部には、前記可動部と前記基板の界面において空気の流通を円滑化することによって、空気によるダンピングを緩和することができる空気の流路が形成されることが好ましい。
【００１４】
前記流路は前記可動部の駆動方向とに沿って形成されることが好ましい。
【００１５】
前記光学レンズはズーム機能をする少なくとも一個以上のレンズを含むことが好ましい。
【００１６】
前記光学レンズは自動焦点機能をする少なくとも一個以上のレンズを含むことが好ましい。
【００１７】
前記光学レンズと前記可動部は連結部材によって連結されることが好ましい。
【００１８】
前記光学レンズは、 少なくとも一個以上のズームレンズと、少なくとも一個以上の自動焦点レンズとによって構成され、前記ズームレンズに連結された少なくとも一個以上の可動部と、前記自動焦点レンズに連結された少なくとも1個以上の可動部は、同一の基板上に集積されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるレンズ駆動装置は、従来の回転モーター、ギアおよびスクリューを使用した駆動装置とは異なり、別途のメカニズムなしにレンズの並進運動を具現することができ、小型化および軽量化に適しているので、光学レンズが利用される多様な産業分野における応用が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付すとともに、公知技術及び構成に対する詳細な説明はこれを省略する。
【００２１】
本発明では、微細加工技術またはマイクロマシニング工程で作製される表面弾性波(ＳＡＷ：ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ；以下、ＳＡＷと略記することもある)線形モーターとこれを使用したレンズ駆動装置およびカメラモジュール光学系を提供する。本発明による前記表面弾性波線形モーターは、ＳＡＷを発生させる基板と前記ＳＡＷによって駆動される可動部とを含み、基板と可動部の形状と組立ての方法によっては多様な構造に作製することが可能である。前記ＳＡＷ線形モーターを使用して自動焦点レンズおよびズームレンズを駆動する光学系は、本発明が適用される代表的な分野であり、これは以下の実施形態によってより明確に説明される。
【００２２】
図１は本発明によるレンズ駆動装置として表面弾性波線形モーターの一例を示す斜視図である。同図に示すように、ＳＡＷが形成される基板１と可動部２は、それぞれ可動部の上部に位置する上部押圧部材１２と基板の下部に位置する下部押圧部材１１により一定の圧力によって密着されている。
【００２３】
基板１の両端部に形成された櫛形電極（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）に所定のＲＦ電圧を印加すると、可動部２が上部押圧部材１２とともに駆動される。基板１としては、表面弾性波の形成が容易な素材である限り特別な限定を要しないが、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ＰＺＴ基板などの圧電素材を挙げることができる。可動部２は、シリコンなどの半導体、セラミック、金属、ポリマーなどの材質で製作が可能であるが、基板との接触面に微細な突起の形成が容易な材質が望ましい。押圧部材は可動部と基板間に所定の圧力を加えるための手段であって、可動部に圧力を加えることができる別途の部材があれば選択的に使用することも可能である。上部押圧部材１２と下部押圧部材１１は、それぞれ磁石−磁石、磁石−金属、金属−磁石の組合せを使用する場合、別途の部材なしに可動部に所定の圧力を加えることができる。
【００２４】
図２aは、表面弾性波線形モーターの駆動方法と原理を示す概略図である。図２ａに示すように、櫛形電極３にＲＦ電源２１を連結して所定のパルス電圧を印加すると、基板１の表面に表面弾性波が形成され、この表面弾性波の進行方向２０１の反対方向１０２に可動部２が移動することになる。
【００２５】
図２ｂは、可動部と基板の界面を拡大して示す概念図である。表面弾性波が図上の左側２０１に進行する時、基板表面は時計方向２０２の粒子運動（ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｍｏｔｉｏｎ）を行うことになり、これにより、可動部２は右側１０２に移動することになる。したがって、ＳＡＷによる粒子運動の可動部２の並進運動（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）への変換効率を最適化するためには、可動部と基板間に加えられる押圧部材による圧力と、可動部の基板接触面の形状を最適化しなければならない。
【００２６】
図３ａ〜図３ｅは、前記可動部基板接触面に適用可能な多様な形状を示すものである。図のようなアレイ形態の突起を形成することにより、基板接触面に加えられる圧力を増加させ、駆動の時に可動部のすべり現象を防止することができる。突起の形状としては、円形、菱形、四角形、正弦波形（ｓｉｎｅ ｗａｖｅ）などが使用でき、図３ｅのように、駆動の時、可動部と基板の界面で空気の流通を円滑にして、空気によるダンピング（ｄａｍｐｉｎｇ）を緩和することができる流路を駆動方向に形成することが望ましい。
【００２７】
図４は、二つのレンズ群を使用した光学ズームと自動焦点機能が適用されたカメラモジュールの概念図である。光学ズーム機能を具現するために、ズームレンズ群３１が所定の位置に移動すると、自動焦点レンズ群３２はズームレンズ群３１の位置によって決定される所定の位置に移動して、イメージセンサー３３に画像を結像することになる。一般的に、２群レンズ方式の光学ズームカメラモジュールにおいて、ズームレンズ群は相対的に大きな変位を必要とし、自動焦点レンズ群は早い起動を必要とする。本発明による表面弾性波線形モーターは光学系の種類にかかわらず、レンズ駆動装置として使用が可能である。
【００２８】
図５は、前記のような表面弾性波線形モーターを使用したレンズ駆動装置の概念図である。同図に示すように、レンズ群３０の駆動方向１１０と可動部２の駆動方向が一致するように、連結部材４１を使用してレンズ群３０と可動部を連結し、押圧部材１１、１２は選択的に使用することができ、連結部材４１にスプリングなどを設け前記連結部材によって可動部と基板とを押圧させることもできる。
【００２９】
図６は、表面弾性波モーターを使用した２群方式のズームおよび自動焦点機能のカメラモジュールの一例を示すものである。ズームレンズ群３１と自動焦点レンズ群３２がそれぞれ表面弾性波モーターによって駆動され、二つの表面弾性波線形モーターは図示のようにそれぞれ独立したパッケージを使用するか、または一つのパッケージ内に集積させることができる。この場合、レンズ群の初期および移動時の整合のためには、別途のガイド５１構造物を使用することが望ましい。
【００３０】
以上、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は斯かる例に限定されない。又、当業者であれば特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然本発明の技術的範囲に属するものと了解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるレンズ駆動装置の一実施形態としての表面弾性波線形モーターの斜視図である。
【図２ａ】本発明による表面弾性波線形モーターの作動過程を説明する斜視図である。
【図２ｂ】本発明による基板と可動部の界面の断面図である。
【図３ａ】本発明による表面弾性波線形モーターを構成する可動部の基板接触面のパターンを示す斜視図である。
【図３ｂ】本発明による表面弾性波線形モーターを構成する可動部の基板接触面のほかのパターンを示す斜視図である。
【図３ｃ】本発明による表面弾性波線形モーターを構成する可動部の基板接触面のさらにほかのパターンを示す斜視図である。
【図３ｄ】本発明による表面弾性波線形モーターを構成する可動部の基板接触面のさらにほかのパターンを示す斜視図である。
【図３ｅ】本発明による表面弾性波線形モーターを構成する可動部の基板接触面のさらにほかのパターンを示す斜視図である。
【図４】２群レンズ方式の光学ズームカメラモジュールの概念図である。
【図５】表面弾性波線形モーターを使用したレンズ駆動装置の概念図である。
【図６】表面弾性波線形モーターを使用した２群レンズ方式のカメラモジュールの例示図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    基板
２    可動部
３、４    櫛形電極
１１    下部押圧部材
１２    上部押圧部材
２１    ＲＦ電源
３０    レンズ群
３１    ズームレンズ群
３２    自動焦点レンズ群
３３    イメージセンサー
４１    連結部材
５１    ガイド
６０、６１、６２    表面弾性波線形モーター  
【図１】
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【図２ａ】
2006091892.tif 000004
【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
2006091892.tif 000007
【図３ｃ】
2006091892.tif 000008
【図３ｄ】
2006091892.tif 000009
【図３ｅ】
2006091892.tif 000010
【図４】
2006091892.tif 000011
【図５】
2006091892.tif 000012
【図６】
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