(57)【要約】【課題】  本発明は圧電駆動手段を使用したレンズ移送構造を提供して小型のレンズモジュールでもズーム機能及び自動焦点調節機能を行えるようにした超小型レンズモジュールに関するものである。【解決手段】  本発明のレンズ部はケース内部に位置し、少なくとも1個のレンズを含む。本発明の移送部材は上記ケースの内部に回転可能に連結され、上記レンズ部を前後進させるよう上記レンズ部に連結される。また、本発明の駆動手段は上記移送部材と接触または非接触状態を繰り返すことにより上記移送部材に上記レンズ部を移送できる駆動力を伝達するよう上記ケースの内部に装着される。【選択図】図2
2005250432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
上記ケース内部に位置し、少なくとも1個のレンズを含むレンズ部と、
上記ケースの内部に回転可能に連結され、上記レンズ部を前後進させるよう上記レンズ部と連結される移送部材と、
上記移送部材と接触または非接触状態を繰り返すことにより上記移送部材に上記レンズ部を移送させられる駆動力を伝達するよう上記ケースの内部に装着される駆動手段と、を含むレンズモジュール。
【請求項２】
上記駆動手段は圧電駆動手段であることを特徴とする請求項1に記載のレンズ モジュール。 
【請求項３】
上記圧電駆動手段は中空型金属チューブと上記金属チューブの少なくとも2個の側面に付着される圧電プレートとを含むことを特徴とする請求項2に記載のレンズモジュール。
【請求項４】
上記金属チューブは中実型金属棒であることを特徴とする請求項3に記載のレンズモジュール。
【請求項５】
上記圧電プレートに位相差を有する交流電圧を印加して上記金属チューブの長手方向へ中央部分の曲げ変位を回転型変位に変換することを特徴とする請求項3に記載のレンズモジュール。 
【請求項６】
上記圧電プレートが付着される金属チューブの側面厚さは圧電プレートが付着されない面の厚さより薄いことを特徴とする請求項5に記載のレンズモュール。
【請求項７】
上記金属チューブは円柱、四角柱、三角柱中いずれかの形状を有することを特徴とする請求項6に記載のレンズモジュール。
【請求項８】
上記移送部材は一部にスクリューが形成された軸形状を有し、上記レンズ部は上記少なくとも1個のレンズを支持するレンズハウジングを含み、
上記移送部材のスクリュー形成部分は上記レンズハウジングに回転可能に挿入され上記駆動手段から伝達される駆動力を直線方向の移送力に変換して上記レンズ部に伝達することを特徴とする請求項3に記載のレンズモジュール。 
【請求項９】
上記移送部材は上記駆動手段に接触可能なよう上記軸の直径より大きい直径を有する接触ウィールが上記軸の中心と同心で形成されることを特徴とする請求項8に記載のレンズモジュール。
【請求項１０】
上記レンズ部の移動をガイドできる少なくとも1個の支持部材が上記移送部材と平行に上記レンズハウジングに連結されることを特徴とする請求項8に記載のレンズモジュール。
【請求項１１】
上記圧電駆動手段と上記移送部材の中心軸は相互平行に配列されることを特徴とする請求項8に記載のレンズモジュール。 
【請求項１２】
上記圧電駆動手段は両終端に隣接した部分において上記ケースに弾性的に支持され、上記接触ウィールは上記圧電駆動手段支持部の中間に位置するよう形成されることを特徴とする請求項9に記載のレンズモジュール。
【請求項１３】
上記圧電駆動手段はスプリングにより弾性的に支持されることを特徴とする請求項12に記載のレンズモジュール。 
【請求項１４】
上記接触ウィールと上記圧電駆動手段は摩擦材を通して接触することを特徴とする請求項9に記載のレンズモジュール。 
【請求項１５】
上記摩擦材は上記接触ウィールの周縁に沿って付着されることを特徴とする請求項14に記載のレンズモジュール。
【請求項１６】
上記摩擦材は上記圧電駆動手段に付着されることを特徴とする請求項14に記載のレンズモジュール。 
【請求項１７】
ケースと、
上記ケース内部に位置し、少なくとも1個のレンズを含む第1レンズ部と、
上記第1レンズ部の後方側へ所定距離離隔して配列され少なくとも1個のレンズを含む第2レンズ部と、
上記ケースの内部に回転可能に連結され、一部にスクリューが形成された軸形状を有し、上記第1または第2レンズ部を前後進させられるよう上記スクリュー形成部分が上記第1または第2レンズ部と連結される少なくとも1個の移送部材と、
上記移送部材と接触または非接触状態を繰り返すことにより上記移送部材に上記第1または第2レンズ部を移送させられる駆動力を伝達するよう上記ケース内部に装着される少なくとも1個の駆動手段と、を含むレンズモジュール。
【請求項１８】
上記駆動手段は中空型金属チューブと上記金属チューブの少なくとも2個の側面に付着される圧電プレートとを含む圧電駆動手段であることを特徴とする請求項17に記載のレンズモジュール。 
【請求項１９】
上記金属チューブは中実型金属棒であることを特徴とする請求項18に記載のレンズモジュール。
【請求項２０】
上記圧電プレートに位相差を有する交流電圧を印加して上記金属チューブの長手方向へ中央部分の曲げ変位を回転型変位に変換させることを特徴とする請求項18に記載のレンズモジュール。 
【請求項２１】
上記圧電プレートが付着される面の厚さは圧電プレートが付着されない面の厚さより薄いことを特徴とする請求項20に記載のレンズモジュール。
【請求項２２】
上記金属チューブは円形柱、四角柱、三角柱中いずれかの形状を有することを特徴とする請求項20に記載のレンズモジュール。
【請求項２３】
上記レンズ部は上記少なくとも1個のレンズを支持するレンズハウジングを含み、
上記移送部材のスクリュー形成部分は上記レンズハウジングに回転可能に挿入され上記駆動手段から伝達される駆動力を直線方向の移送力に変換して上記レンズ部に伝達することを特徴とする請求項18に記載のレンズモジュール。 
【請求項２４】
上記移送部材は上記駆動手段に接触可能なよう上記軸の直径より大きい直径を有する接触ウィールが上記軸の中心と同心で形成されることを特徴とする請求項23に記載のレンズモジュール。
【請求項２５】
上記レンズ部の移動をガイドできる少なくとも1個の支持部材が上記移送部材と平行に上記レンズハウジングに連結されることを特徴とする請求項24に記載のレンズモジュール。
【請求項２６】
上記圧電駆動手段と上記移送部材の中心軸は相互平行に配列されることを特徴とする請求項18に記載のレンズモジュール。
【請求項２７】
上記圧電駆動手段は両終端に隣接した部分において上記ケースに弾性的に支持され、上記接触ウィールは上記圧電駆動手段支持部の中間に位置するよう形成されることを特徴とする請求項24に記載のレンズモジュール。
【請求項２８】
上記圧電駆動手段は板スプリングにより弾性的に支持されることを特徴とする請求項27に記載のレンズモジュール。
【請求項２９】
上記接触ウィールと上記圧電駆動手段は摩擦材を通して接触することを特徴とする請求項24に記載のレンズモジュール。 
【請求項３０】
上記摩擦材は上記接触ウィールの周縁に沿って付着されることを特徴とする請求項29に記載のレンズモジュール。 
【請求項３１】
上記摩擦材は上記圧電駆動手段に付着されることを特徴とする請求項29に記載のレンズモジュール。
【請求項３２】
レンズモジュールにおいて、
少なくとも1個のレンズを含む第1レンズ部と、
少なくとも1個のレンズを含み、上記第1レンズ部の後方側へ所定距離離隔して配列される第2レンズ部と、
一部にスクリューが形成された軸形状に形成され、円形の接触ウィールが軸方向に対して垂直方向に形成され、上記第1及び第2レンズ部を前後進させるよう上記スクリュー形成部分が上記第1及び第2レンズ部に夫々連結される一対の移送部材と、
両終端に隣接した部分が支持され、上記接触ウィールと接触または非接触状態を繰り返すことにより上記移送部材に上記第1または第2レンズ部を移送させられる移送力を伝達する金属チューブ型圧電駆動手段と、を含むレンズモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズモジュールに関するもので、より詳しくは超音波駆動手段を用いたレンズ移送構造を提供して小型のレンズモジュールでもズーム機能及び自動焦点調節機能を行えるようにした超小型レンズモジュールに関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
カメラ技術はフィルムを使用するフィルムカメラから画像をデジタル信号に変換して使用するデジタルカメラに発展している。最近はこうしたデジタルカメラの技術が漸次小型部品に適用され個人移動通信機器に装着され始めた。個人移動通信機器、例えば携帯電話などに装着されるデジタルカメラの画質を決定する画像センサの画素数(pixel)が漸次高まり最近には100万画素級以上の製品が市販されているか、もしくは市販される予定にある。 
携帯電話などに装着される超小型カメラは主に娯楽性の用途であったが、最近100万画素以上の画像が実現されることにより娯楽性カメラのレベルを超え正式カメラとしての見直しが期待される。したがって、超小型カメラが正式カメラとして認識されるために一般カメラに付加される光学ズーム(zoom)機能及び自動焦点(auto focus)調節機能に対する要求が漸次高まっている。
【０００３】
一般に画像センサは半導体製造工程を応用することにより狭い面積により多くの画像センサを集積化することが可能になった。しかし、光学ズーム及び自動焦点機能を行うためには特別短いストローク及び超小型の駆動部を有するレンズモジュールの設計が必要である。
【０００４】
図1は従来のレンズ駆動構造を示した図である。図1は米国特許6,268,970号の「ズームレンズバレル」に関するものである。図1において、各レンズグループ(120、130、140)を支持するフレーム(100)らがあり、上記フレームらを支持するカムチューブ(160、170)らを含む。上記カムチューブらはフレームが軸方向にレンズを動かすようにさせる機能を果たし、上記カムチューブは駆動アクチュエータ(110)により駆動する。
【０００５】
こうしたカム構造のズーム駆動方式はズーム作動の際カムの形状により各レンズの相対的位置が決定される。このため特定の倍率で焦点を合わせるための焦点レンズ及び駆動部が追加的に要求され、縦減速ギア及びカムに沿って動くレンズホールディング構造など駆動機構が複雑になり嵩張ってしまう欠点がある。 
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記のような問題を解決するためのもので、超音波領域周波数の振動を利用して駆動する駆動部を搭載しレンズ移動ストロークが短く超小型サイズとなることのできるレンズモジュールを提供することに目的がある。
【０００７】
また、本発明は小型電子機器に搭載される小型カメラがズーム機能及び自動焦点機能を可能にするよう小型化され精密な動作が可能なレンズモジュールを提供することに目的がある。 
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を成し遂げるための構成手段として、本発明はケースと、上記ケースの内部に位置し、少なくとも1個のレンズを含むレンズ部と、上記ケースの内部に回転可能に連結され、上記レンズ部を前後進させるよう上記レンズ部に連結される移送部材と、上記移送部材と接触または非接触状態を繰り返すことにより上記移送部材に上記レンズ部を移送させられる駆動力を伝達するよう上記ケース内部に装着される駆動手段と、を含むレンズモジュールを提供する。
【０００９】
好ましくは、上記駆動手段は圧電駆動手段になることができ、この際上記圧電駆動手段は中空型の金属チューブと上記金属チューブの少なくとも2個の側面に付着される圧電プレートを含むことができる。
【００１０】
好ましくは、上記金属チューブは中実型の金属棒であることができる。
【００１１】
より好ましくは、上記圧電プレートに位相差を有する交流電圧を印加して上記金属チューブの長手方向へ中央部分の曲げ変位を回転型変位に変換することができ、また上記圧電プレートが付着される面の厚さは圧電プレートが付着されない面の厚さより薄いことが好ましい。この際、上記金属チューブは円柱、四角柱、三角柱中いずれかの形状を有することができる。
【００１２】
また、好ましくは、上記移送部材は一部にスクリューが形成された軸形状を有し、上記レンズ部は上記少なくとも1個のレンズを支持するレンズハウジングを含み、上記移送部材のスクリュー形成部分は上記レンズハウジングに回転可能に挿入され上記駆動手段から伝達される駆動力を直線方向の移送力に変換して上記レンズ部に伝達することを特徴とする。
【００１３】
この際、上記移送部材は上記駆動手段に接触可能なよう上記軸の直径より大きい直径を有する接触ウィールが上記軸の中心と同心に形成されることを特徴とする。また、上記レンズ部の移動をガイドできる少なくとも1個の支持部材が上記移送部材と平行に上記レンズハウジングに連結され、上記圧電駆動手段と上記移送部材の中心軸は相互平行に配列されることができる。
【００１４】
好ましくは、上記圧電駆動手段は両終端に隣接した部分において上記ケースに弾性的に支持され、上記接触ウィールは上記圧電駆動手段支持部の中間に位置するよう形成されることを特徴とする。この際、上記圧電駆動手段はスプリングにより弾性的に支持されることができる。
【００１５】
好ましくは、上記接触ウィールと上記圧電駆動手段とは摩擦材を通して接触し、上記摩擦材は上記接触ウィールの周縁に沿って付着されるか上記圧電駆動手段に付着されることができる。
【００１６】
また、本発明はケースと、上記ケースの内部に位置し、少なくとも1個のレンズを含む第1レンズ部と、上記第1レンズ部の後方側へ所定距離離隔して配列され少なくとも1個のレンズを含む第2レンズ部と、上記ケースの内部に回転可能に連結され、一部にスクリューが形成された軸形状を有し、上記第1または第2レンズ部を前後進させるよう上記スクリュー形成部分が上記第1または第2レンズ部に連結される少なくとも1個の移送部材と、上記移送部材と接触または非接触状態を繰り返すことにより上記移送部材に上記第1または第2レンズ部を移送できる駆動力を伝達するよう上記ケース内部に装着される少なくとも1個の駆動手段と、を含むレンズモジュールを提供する。
【００１７】
好ましくは、上記駆動手段は中空型の金属チューブと上記金属チューブの少なくとも2個の側面に付着される圧電プレートとを含む圧電駆動手段で、上記金属チューブは中実型の金属棒であることができる。そして、上記圧電プレートに位相差を有する交流電圧を印加して上記金属チューブの長手方向へ中央部分の曲げ変位を回転型変位に変換することを特徴とする。また、上記圧電プレートが付着される面の厚さは圧電プレートが付着されない面の厚さより薄く、上記金属チューブは円形柱、四角柱、三角柱中いずれかの形状を有するようになる。 
また、上記レンズ部は上記少なくとも1個のレンズを支持するレンズハウジングを含み、上記移送部材のスクリュー形成部分は上記レンズハウジングに回転可能に挿入され上記駆動手段から伝達される駆動力を直線方向の移送力に変換して上記レンズ部に伝達することを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、上記移送部材は上記駆動手段に接触可能なよう上記軸の直径より大きい直径を有する接触ウィールが上記軸の中心と同心に形成されることを特徴とし、また好ましくは上記レンズ部の移動をガイドできる少なくとも1個の支持部材が上記移送部材と平行に上記レンズハウジングに連結されることを特徴とする。
【００１９】
また好ましくは、上記圧電駆動手段と上記移送部材の中心軸は相互平行に配列され、上記圧電駆動手段は両終端に隣接した部分において上記ケースに弾性的に支持され、上記接触ウィールは上記圧電駆動手段支持部の中間に位置するよう形成されることが好ましい。この際、上記圧電駆動手段はスプリングにより弾性的に支持されることを特徴とする。
【００２０】
さらに好ましくは、上記接触ウィールと上記圧電駆動手段は摩擦材を通して接触されることができ、この際、上記摩擦材は上記接触ウィールの周縁に沿って付着されたり、上記圧電駆動手段に付着されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明はレンズモジュールにおいて、少なくとも1個のレンズを含む第1レンズ部と、少なくとも1個のレンズを含み、上記第1レンズ部の後方側へ所定距離離隔され配列される第2レンズ部と、一部にスクリューが形成された軸形状に形成され、円形の接触ウィールが軸方向に対して垂直方向に形成され、上記第1及び第2レンズ部を前後進させるよう上記スクリュー形成部分が上記第1及び第2レンズ部に夫々連結される一対の移送部材と、両終端に隣接した部分が支持され、上記接触ウィールと接触または非接触状態を繰り返すことにより上記移送部材に上記第1または第2レンズ部を移送させられる移送力を伝達するようにする金属チューブ型圧電駆動手段と、を含むレンズモジュールを提供する。 
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によると、従来のレンズ部移動プロファイルが形成された鏡筒構造を使用しレンズ部を移動させていた構造に比して、より簡潔で小型化されたレンズモジュールの製作が可能になる。また、従来に比して、より直接で簡潔な構造により精密な駆動力を伝達できる構造のレンズモジュールを提供することができる。
【００２３】
また、本発明においては従来の3個のレンズ群を小型化に適するよう2個のレンズ群とし、夫々のレンズ群が独立的に移動できるよう駆動手段を配列し、鏡筒を省いて周波数の調節に応じて移動ストロークを制御できるレンズモジュールを提供し、自動焦点調節機能及びズーム機能を夫々行うことができ、レンズのストロークを減らし超小型レンズ駆動部を形成でき、個人移動通信端末機に挿入可能な程に小型化されたレンズモジュールを得ることができる。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましき実施例に対して添付の図を参照しながらより詳しく説明する。
【００２５】
カメラのような光学機器のズーム機能は各レンズ部の配列及び移動ストロークにより行われる。ズーム機能はカメラのような光学機構から遠く離れた被写体をまるで近くにあるよう写す効果を得るためのものである。ズーム機能を使用すればより大きいイメージの画像を撮影することができる。一方、ズーム機能は光学ズーム機能とデジタルズーム機能とに大きく分けることができる。光学ズーム機能はレンズ間距離の変化に応じてズーム機能を具現することを意味し、これは画質の低下がなく、低解像図の画像センサを補完できる利点を奏する。それに比してデジタルズームは画質の低下が発生するが特定部分の露出度が高いイメージを得られる利点があり、これは画像素子に認識される映像信号を大きく増幅するなどのソフトウェア的な方式を利用したズーム機能である。
【００２６】
一般的な光学ズームメカニズムにおいては、焦点レンズとズームレンズが夫々一定間隔または異なる間隔で位置移動しながら画像素子に拡大または縮小された映像を伝達する。
【００２７】
また、上記ズームレンズと共に配列される微細焦点レンズはレンズ制御部から送る信号に応じて自動的に焦点を合わせるよう前後進し、これはズームレンズの移動とは独立的に行われる。光学機器の自動焦点機能を具現するために音波探知、赤外線ビームシステム、対比認識システム、移送検出システムなどが用いられる。 
本発明は上記のような光学機器の機能を従来に比してより小型化されたモジュール内において行えるようにするための新たな構造を提供する。
【００２８】
本発明は従来のレンズ部の移動のために使用していた鏡筒構造を除去し、小型化された駆動構造を提供する。先ず、本発明はケース(11)の内部に位置するレンズ部(20)を含む。レンズ部(20)は少なくとも1個のレンズを含む。レンズ(12)は凸または凹レンズ中いずれかでもよく、凸及び凹レンズの組合で用いることもできる。レンズ(12)は図3に示したような形状のレンズハウジング(21)を含む。レンズハウジング(21)は内側にレンズ(12)が装着される開口部(25)を含む。開口部(25)にはレンズ(12)が装着され、レンズは複数個装着されることもできる。レンズハウジングの材質は小型軽量化に適するよう樹脂材の軽量材質を使用することができる。また、レンズハウジングを使用せず、レンズ(12)の外径部に貫通孔を形成して使用することもできる。
【００２９】
レンズ部(20)は移送部材(30)と連結され、移送部材(30)は回転可能なようケース(11)に装着される。移送部材(30)は上記レンズ部(20)を前後進させられるようレンズ部に連結され、このために移送部材(30)は一部にスクリュー(32)が形成された軸形状を有することが好ましい。移送部材(30)は図6に示したような軸形状を有し、レンズ部(20)と連結される部分には所定の傾斜角を有するスクリュー(螺旋)が形成されている。これは移送部材(30)が回転しながらレンズ部(20)が図2において上下方向に移動できるようにさせるためである。この際、スクリューの回転によりレンズ部が移動できるようにするためには上記スクリューは四角ネジ型に形成されることが好ましい。
【００３０】
好ましくは、上記移送部材のスクリュー(32)はレンズハウジング(21)に形成される貫通孔(22)に回転可能に挿入される形式でレンズ部に連結され、また移送部材のスクリューがレンズに直接連結されることも可能である。
【００３１】
また、上記レンズ部(20)にはレンズ部の移動をガイドできる少なくとも1個の支持部材(15)が上記移送部材(30)と平行に連結される。支持部材(15)は上記レンズ部(20)のレンズハウジングの外周縁に形成された貫通孔(23)に挿入され、レンズハウジングとスライディングされるよう装着する。支持部材(15)の一側終端は上記レンズハウジングに挿入され、他側終端はケース(11)に固定されている。支持部材(15)と移送部材(30)は好ましくは約120度の角度で配列されレンズ部を支持するようになる。これにしたがって移送部材(30)が回転しながらレンズ部(20)を上下移動させる際支持部材(15)によりレンズ部が水平状態を維持したまま移動できるようになる。
【００３２】
一方、本発明によるレンズモジュールは移送部材(30)と接触または非接触状態を繰り返すことにより駆動力を伝達する駆動手段(40)を含む。駆動手段(40)は上記移送部材(30)に隣接してケース(11)の内部に装着され、好ましくは圧電駆動手段となる。圧電駆動手段は電圧を与え曲げ変形を繰り返すことのできる圧電プレートを使用した駆動手段として、本発明においては上記移送部材(30)と駆動手段とが圧電曲げ変位により接触及び非接触状態を繰り返すようになる。
【００３３】
図4は本発明に用いられる圧電駆動手段(40)の一例を示した図である。図4において、圧電駆動手段は中空型の金属チューブ(41)及び金属チューブの少なくとも2個の側面に付着される圧電プレート(45)を含む。圧電プレート(45)に交流電圧が印加されると圧電プレートは曲げ変形を繰り返し、こうした曲げ変形は金属チューブ(41)に伝達され金属チューブが変形するようになる。
【００３４】
図4のように2個の隣接した側面に圧電プレート(45)が付着された状態で位相差を有する交流電圧を印加すると、金属チューブ(41)の長手方向へ中央部分の曲げ変位を回転型変位に変換するようになる。即ち、2個の圧電プレート(45)が交互に曲げ変形を起こすと、これらは金属チューブを交互に曲げることになり、こうした動作が連続に為されると図9に示したような略円形の軌跡を描くようになる。図9は円形の中空型金属チューブを使用した場合の軌跡を示したものであるが、図4のように四角形の中空型金属チューブの場合にも同様な軌跡を有するようになる。
【００３５】
図5は圧電駆動手段(40')の他変形例を示したもので、中空型の円筒型チューブ(41')を使用している。円筒型金属チューブ(41')の外周縁には約90度の角度で圧電プレート(45')が付着されている。金属チューブの形状は四角形及び円筒型になることができるがこれに限定されるわけではなく、例えば三角形の中空型金属チューブも使用できる。さらに、上記金属チューブは上述したものとは異なり中実型の金属棒であることもできる。
【００３６】
図4及び図5の金属チューブ(41、41')において、圧電プレート(45、45')が付着される面の厚さは圧電プレートが付着されない面の厚さより薄いことが好ましい。これは圧電プレートからの曲げ変位が金属チューブに一層よく伝達されるようにするためである。このために円筒型金属チューブの場合は圧電プレート付着面を面取りして付着し、四角形の金属チューブは隣接する2面を所定の厚さに加工して圧電プレートを付着する。 
このような圧電駆動手段(40)は移送部材(30)に接触するようになるが、接触を円滑にすべく移送部材(30)は駆動手段に接触可能な直径を有するよう形成される接触ウィール(33)を含む。接触ウィール(33)は軸形状の移送部材(30)の軸径より大きい直径を有するよう形成され、接触ウィールの中心と移送部材軸の中心が同心となるよう形成される。
【００３７】
図7は上記のような構造を有する圧電駆動手段(40)と移送部材(30)の駆動力伝達過程を示した図である。a状態において駆動手段(40)は移送部材(30)の接触ウィール(33)と接触するようになる。以後、位相差を有する交流電圧が供給され続けながら、駆動手段(40)は漸次b状態に変形され、移送部材(30)は駆動手段との接触による摩擦力により回転するようになる。こうした運動はこまを打って衝撃を与えながら接触・非接触状態を繰り返すことにより回転させる原理と同一である。
【００３８】
圧電駆動手段(40)の上記のような接触及び非接触反復運動は1秒当り数万から数十万回繰り返され、たとえ微細な変位を移送部材に与えようともこれらが数回繰り返されることにより移送部材の十分な回転が可能になる。圧電駆動手段(40)と移送部材(30)は上記のような運動の伝達を円滑にさせるべく相互平行に配列されることが好ましい。
【００３９】
一方、圧電駆動手段(40)は図7のような駆動力を移送部材に伝達するために両終端に隣接した部分においてケースに弾性的に支持されなければならない。即ち、節点(nodal point)が金属チューブ型圧電駆動手段の長手方向の両端部分になってこそ圧電駆動手段の中央に最大の変位を伝達できるようになる。このためにケース(11)の壁面(図示せず)に固定された弾性のスプリング(17)を使用して両端に隣接した部分を支持する。この際、上記スプリング(17)は板スプリングで図示したが板スプリング以外にコイルスプリング、テンションスプリングなど様々なスプリングを適用可能である。
【００４０】
この際、弾性的に支持する理由は、駆動手段が移送部材と接触する際十分な摩擦力を与えられるようにして移送部材の回転を円滑にさせるためである。即ち、摩擦力は垂直力に比例するので、弾性的に駆動手段を移送部材に向かって押し付けることにより十分な摩擦力を得られるようになる。
【００４１】
また、十分な摩擦力を得られるように移送部材(30)の接触ウィール(33)と圧電駆動手段(40)の金属チューブ(41)との間には図10のように摩擦材(55)が配列される。摩擦材(55)は十分な摩擦力を与えるばかりでなく、接触ウィール(33)と金属チューブ(41)の接触運動による騒音や磨耗などの問題を解決するためのもので、耐摩耗性のフィルム、プレートなどを使用する。また、摩擦材フィルムは熱硬化性ポリイミド系エポキシ、テフロン(登録商標)系高分子、紫外線硬化型エポキシなどのような硬化後高い接着強度と均一な表面、高硬度、低粘性を有する高分子樹脂を使用することができる。
【００４２】
摩擦材(55)は図10に示したような諸方法で付着させることができる。先ず、図10(a)のように圧電駆動手段である金属チューブ(41)に摩擦材フィルムを付着することができ、図10(b)のように摩擦材プレートを金属チューブ(41)に付着することもできる。また、図10(c)のように移送部材(30)の接触ウィール(33)の外周縁を摩擦材フィルムで包むようにすることも可能である。この際、摩擦材プレートを金属チューブ(41)に付着するためには硬度が高く、低粘性を有する高分子、無機材料セラミックなどを使用することができる。
【００４３】
上述したように、本発明は駆動手段が移送部材と接触及び非接触状態を繰り返すことにより移送部材を回転させ、移送部材の回転はレンズ部に伝達されレンズ部を直線運動させる構造を提供する。これにより従来のレンズ部移動プロファイルが形成された鏡筒構造を用いてレンズ部を移動させていた構造に比して、より簡潔で小型化されたレンズモジュールが可能になる。また、従来のDCモータ及び減速部を使用して駆動していた構造から、より直接的で簡潔な構造により精密な駆動力を伝達できる構造のレンズモジュールを提供できるようになる。
【００４４】
本発明の駆動手段は圧電効果による曲げ変位を回転力に変換させられる構造の中空金属チューブ型圧電駆動手段を使用するようになる。このような圧電駆動手段の使用は従来の駆動部に比して簡潔で小型化されたレンズモジュールを提供できる効果を奏する。
【００４５】
図8には2個のレンズ群を使用した本発明によるレンズモジュールが示してある。本発明によるレンズモジュールは超小型モジュールにおいてズーム機能及び自動焦点調節機能を全て行えるようにしたものである。このために本発明のレンズモジュールは小型の駆動手段により駆動可能なレンズ移送構造を提供する。以下においてズーム機能及び自動焦点調節機能を同時に果たすレンズモジュールについて説明する。
【００４６】
先ず、図8のレンズモジュールはケース(11)を含む。ケース(11)には少なくとも1個のレンズ(12、13)を含む第1レンズ部(60)及び第2レンズ部(70)が位置する。この際、第2レンズ部(70)は第1レンズ部(60)の後方側に所定距離離隔して配列される。好ましくは、上記第1レンズ部(60)が自動焦点機能を果たし、第2レンズ部(70)はズーム機能を果たすことができる。
【００４７】
上記第1及び第2レンズ部(60、70)は少なくとも1個の移送部材(81、82)と連結される。図8には夫々のレンズ部に対応するよう2個の移送部材(81、82)を示しているが、実際使用条件に応じてズーム機能のみを行うか、自動焦点機能のみを行うようにすべく一部レンズ部には移送部材を連結しないこともありえる。
【００４８】
図8のように、各レンズ部に連結される移送部材(81、82)は一部にスクリューが形成された軸形状を有し、スクリュー形成部分が上記レンズ部に連結されることは図2の場合と同様である。上記移送部材(81、82)はケース内部に回転可能に連結されている。上記移送部材の接触ウィールの形状及び配列などは先に説明した図2の場合と同様である。
【００４９】
また、駆動手段(91、92)が上記移送部材(81、82)に対応して配列される。駆動手段(91、92)は上記移送部材と接触及び非接触状態を繰り返すことによりレンズ部を移送できる駆動力を伝達するようになる。駆動手段は中空型金属チューブと金属チューブの少なくとも2個の側面に付着される圧電プレートとを含んだ圧電駆動手段となる。圧電駆動手段は先述した図2の圧電駆動手段と同様に圧電プレートに位相差を有する交流電圧を印加して金属チューブの長手方向に中央部分の曲げ変位を回転型変位に変換させ、圧電プレートが付着される面の厚さが圧電プレートが付着されない面の厚さより薄くなることがさらに好ましい。また、駆動手段の形状及び配列は図2の実施例と同様である。
【００５０】
図8において、各駆動手段(91、92)及び移送部材は相互平行に配列され、移送部材(81、82)は相互反対の位置にスクリューが形成される。これは各レンズ部(60、70)が上下に配列されるためで、これによりスクリューが形成された部分はレンズ部を移送させる役目を果たし、スクリューが形成されない他方は他レンズ部の移送をガイドする機能を果たすことになる。
【００５１】
したがって、図8においてレンズ部(60、70)は約120度の中心角度で離れた3個の支持部を有し、2個の支持部には移送部材(81、82)が連結され、これら2個の支持部中一つには移送部材のスクリュー形成部分が、他支持部には移送部材の軸形成部分が連結される。また、残りの他支持部には単にレンズ部の移動をガイドする支持部材(65)が連結される。支持部材(65)はケースに固定され、移送部材(81、82)はケースに回転可能に装着される。移送部材の回転のためにケースとの連結部位にベアリング構造を用いることができる。 
駆動手段(91、92)はケース内部に固定された板スプリングにより両終端部が弾性的に支持される。こうした支持点は、駆動手段が長手方向において中央部で最大変位を有するようにさせることができる。また、弾性手段は駆動手段を移送部材に密着させる力を持続的に与えて駆動手段からの駆動力を移送部材に円滑に伝達するようになる。
【００５２】
図8に示した本発明によるレンズモジュールは2群のレンズ部を使用するようになる。従来の場合、通常3群のレンズ部を使用する。最前のレンズ部は概略的な焦点調節機能を果たし、中間のレンズ部はズーム機能を果たす。最後方のレンズ部はズームレンズの移動とは別に移動して自動焦点機能を果たす。このような方式はレンズ間距離とストローク問題により小型化に限界があった。しかも、カム曲線が形成された鏡筒構造を使用する場合は小型化がより困難となる。
【００５３】
本発明においては従来の3個のレンズ群を小型化に適するよう2個のレンズ群とし、夫々のレンズ群が独立的に移動できるよう駆動手段を配列し、鏡筒を省き周波数の調節に応じて移動ストロークを制御できるレンズモジュールを提供する。こうして前方のレンズ部及び後方のレンズ部が夫々自動焦点調節機能及びズーム機能を夫々果たし、レンズのストロークを減らすことができ、超小型レンズ駆動部を形成できるようになる。これによりレンズモジュールの大きさが個人移動通信端末機に挿入可能な程に小型化されることができる。 
本発明は特定の実施例に係わり図示説明したが、添付の特許請求範囲により具備される本発明の精神や分野を外れない限度内において、本発明が多様に改造及び変化されえることは当業界において通常の知識を有する者であれば容易に想到することを明かしておく。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来のレンズモジュールの断面図である。
【図２】本発明による超小型レンズモジュールの一実施例を示した斜視図である。
【図３】図2のレンズハウジングの平面図である。
【図４】図2の圧電駆動手段の一実施例を示した斜視図である。
【図５】図2の圧電駆動手段の他実施例を示した斜視図である。
【図６】図2の移送部材の断面図である。
【図７】本発明による超小型レンズモジュールの駆動手段から移送部材への駆動力伝達作動を概略的に示した図面である。
【図８】本発明による超小型レンズモジュールの他実施例を示した斜視図である。
【図９】本発明による超小型レンズモジュールの圧電駆動手段の運動軌跡で示した図である。
【図１０】図10(a)ないし(c)は本発明による超小型レンズモジュールに使用される摩擦材の配列状態を示した図である。
【符号の説明】
【００５５】
11    ケース
12    レンズ
15    支持部材
17  スプリング
20  レンズ部
21  レンズハウジング
30  移送部材
33  接触ウィール
40  駆動手段
41  金属チューブ
45  圧電プレート
55  摩擦材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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