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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Linseneinheit, insbesondere
auf eine kompakte in ein Mobiltelefon und Anderes eingebaute Linse.
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Stand der Technik
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Viele
der Mobiltelefone und PDAs (Persönliche Digitale Assistenten)
haben eine eingebaute Linseneinheit und Kamerafunktion. In vergangenen
Jahren wurde eine kompakte Linseneinheit mit einer Strahlengang-Steuerungsvorrichtung
wie einen mechanischen Verschluss und eine Blende und mit einer Linsenantriebsvorrichtung
zum Antreiben der Linse zum optischen Zoomen und Fokussieren in
den Markt eingeführt.
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Die
Strahlengang-Steuerungsvorrichtung ist gekennzeichnet durch eine
angewachsene Größe und ein angewachsenes Gewicht
des Antriebsabschnitts, der eine Antriebsquelle wie eine Spule zum Antreiben
des Strahlengang-Steuerungselements wie einer Verschlussklappe enthält.
Die Linsenantriebsvorrichtung ist im Allgemeinen an der gegenüberliegenden
Seite der Linse, mit der dazwischen eingeschlossenen optischen Achse
installiert, um eine mögliche Störung mit dem
Antriebsabschnitt der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung zu vermeiden. Weil
der Schwerpunkt der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung weit weg
von dem Antriebsapparat ist, besteht dann ein Problem, dass der
Antrieb der Linse zu einer Instabilität durch die Torsinn
geneigt ist, die aus der Trägheit der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung
resultiert, wenn die Linse angetrieben wird. Zusätzlich
zu diesem Problem gab es ein Problem schlechter Raumeffizienz und
eines Scheiterns, die Linseneinheit zu verkleinern, weil der Antriebsabschnitt
der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung und die Linsenantriebsvorrichtung
auf den gegenüberliegenden Seiten der Linse installiert
sind.
- Patentdokument 1: Ungeprüfte
japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichungsnummer 2000-6364
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Probleme
zu lösen und eine Linseneinheit zur Verfügung
zu stellen, die durch einen stabilen Linsenantrieb und eine kompakte
Zusammenstellung, die eine Linsenantriebsvorrichtung zum Antreiben
einer Linse und eine Strahlengang-Steuerungsvorrichtung enthält,
gekennzeichnet ist.
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Lösung der Aufgabe
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Um
die vorgenannten Probleme zu lösen umfasst eine Linseneinheit
der vorliegenden Erfindung:
einen Linsenhalter, der eine Linse
hält;
eine Linsenantriebsvorrichtung zum Antreiben
des Linsenhalters entlang einer optischen Achse; und
eine Strahlengang-Steuerungsvorrichtung,
enthaltend eine Vielzahl von Antriebsabschnitten für ein Strahlengang-Steuerungselement
zum jeweiligen Antreiben eines Strahlengang-Steuerungselements, wobei
die Strahlengang-Steuerungsvorrichtung an dem Linsenhalter angebracht
ist,
wobei die Vielzahl von Antriebsabschnitten für
ein Strahlengang-Steuerungselement mit einem Raum zwischen sich
angeordnet sind, und wobei die Linsenantriebsvorrichtung so angeordnet
ist, dass sie sich zwischen der Vielzahl von Antriebsabschnitten für
ein Strahlengang-Steuerungselement hindurch erstreckt.
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In
der vorgenannten Struktur sind die Antriebsabschnitte für
ein Strahlengang-Steuerungselement, die eine größere
Masse in der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung aufweisen, getrennt von
einander installiert und die Linsenantriebsvorrichtung ist so angeordnet,
dass sie zwischen den Antriebsabschnitten für ein Strahlengang-Steuerungselement
hindurch kommt. Diese Anordnung ermöglicht es, dass der
Schwerpunkt des Strahlengang-Steuerungselements nahe an der Linsenantriebsvorrichtung
platziert wird. Dies stellt ein stabiles Linsenverfahren sicher,
da nicht viel Torsinn an die Linsenantriebsvorrichtung angelegt
wird. Ferner ist das Element, das vorstehend auf dem Linsenhalter vorhanden
ist und direkt durch die Linsenantriebsvorrichtung angetrieben wird,
so angeordnet, dass es die Strahlengang-Steuerungsvorrichtung an
derselben Seite der Linse überlappt. Diese Anordnung stellt eine
verbesserte Raumeffizienz zur Verfügung und ermöglicht
es, dass die Linseneinheit verkleinert wird.
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In
der Linseneinheit der vorliegenden Erfindung sind zwei Strahlengang-Steuerungselemente vorhanden.
Die vorgenannten Antriebsabschnitte für ein Strahlengang-Steuerungselement
sind an einer Position installiert, die die gerade Linie, welche
die optische Achse und die Linsenantriebsvorrichtung verbindet,
beidseitig einschließt.
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In
dieser Struktur sind zwei Strahlengang-Steuerungselemente und Linsenantriebsvorrichtung
nicht in der radialen Richtung der Linse angeordnet und können
daher nahe an der Linse platziert werden. Diese Anordnung ermöglicht
es, dass die Linseneinheit in ihrer Größe reduziert
wird, ohne in der radialen Richtung der Linse lang zu werden. Ferner
stellt diese Anordnung sicher, dass die Schwerpunkte der Linse und
des Linsenhalters nahe an der Linsenantriebsvorrichtung angeordnet
sind, und daher der Schwerpunkt, der aus einer Kombination der von
der Linsenantriebsvorrichtung bewegten Komponenten resultiert, nahe
an der Linsenantriebsvorrichtung platziert werden kann, wodurch
stabileres Antreiben durch die Linsenantriebsvorrichtung gewährleistet
wird.
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In
der Linseneinheit der vorliegenden Erfindung können die
vorgenannten Strahlengang-Steuerungselemente ein Verschluss und
eine Blende sein.
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Gemäß dieser
Struktur werden der Verschluss und die Blende als die am dringendsten
benötigten Strahlengang-Steuerungselemente derart zur Verfügung
gestellt, dass die Antriebsabschnitte zum Antreiben der beiden Elemente
die Linsenantriebsvorrichtung zwischen einander einschließen, daher
kann der Schwerpunkt der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung nahe
an der Linsenantriebsvorrichtung platziert werden.
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In
der Linseneinheit der vorliegenden Erfindung kann die vorgenannte
Linsenantriebsvorrichtung ein piezoelektrischer Antrieb sein.
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Wenn
der piezoelektrische Antrieb verwendet wird, ist es wahrscheinlicher,
dass sich die Verfahrdistanz unter dem Einfluss des Dralls der anzutreibenden
Komponenten verändert, als wenn der Schraubentransportmechanismus
verwendet wird. Daher bietet die vorliegende Erfindung größere
Vorteile, wenn der piezoelektrische Antrieb als die Linsenantriebsvorrichtung
verwendet wird.
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Vorteil der Erfindung
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Wie
oben beschrieben sind die Antriebsabschnitte der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung
in der vorliegenden Erfindung getrennt voneinander angeordnet und
die Linsenantriebsvorrichtung ist dazwischen platziert. Daher ist
der Schwerpunkt der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung nahe an der Linsenantriebsvorrichtung
angeordnet. Wenn die Linsenantriebsvorrichtung die Linse antreibt,
kann ein stabiler Antrieb gewährleistet werden, ohne dass
viel Torsinn erzeugt wird. Ferner sind die Linsenantriebsvorrichtung
und Strahlengang-Steuerungsvorrichtung an derselben Seite der Linse
installiert. Diese Anordnung stellt verbesserte Raumeffizienz sicher und
ermöglicht es, dass die Linseneinheit verkleinert werden
kann.
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Kurze Figurenbeschreibung
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1 ist
eine Vorderansicht einer Linseneinheit in der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Querschnittsansicht der Linseneinheit von
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1;
und 3 ist ein schematisches Diagramm, das die interne
Struktur der Linseneinheit von 1 zeigt.
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Beste Ausführungsart zum Ausführen
der Erfindung
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Das
Folgende beschreibt eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen.
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1 zeigt
eine Linseneinheit 1 als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine
Querschnittsansicht der Linseneinheit 1 aus 1,
die entlang A-A geschnitten ist. Ein Linsenhalter 4 zum
Halten einer Vielzahl von Linsen 3 ist in das Gehäuse 2 eingefügt.
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Die
Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 ist teilweise in den
Linsenhalter 4 eingeführt und in Position befestigt.
Die Linse 3, die durch den Linsenhalter 4 gehalten
ist, ermöglicht es, dass sich ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 6 ausbildet.
Der Linsenhalter 4 weist einen angetriebenen Abschnitt 8 auf,
welcher verschiebbar mit einer Aufhängungsachse 7 wirkverbunden
ist, die an dem Gehäuse 2 vorhanden ist, und dehnt
sich aus und zieht sich zusammen, so dass er mit der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 überlappt.
Der angetriebene Abschnitt 8 ist über Reibung
mit einem piezoelektrischen Antrieb 9 (Linsenantriebsvorrichtung)
wirkverbunden und wird parallel zu der optischen Achse x angetrieben.
Ferner wird die Position des Linsenhalters 4 in Richtung
der optischen Achse x durch einen Positionssensor 10 detektiert.
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Ein
Ende der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 ist in den
Linsenhalter 4 eingefügt und der Strahlengang
wird innerhalb des Linsenhalters 4 durch das Strahlengang-Steuerungselement
(später zu beschreiben) verjüngt oder blockiert.
Ferner weist die Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 zwei
Antriebsabschnitte 11 und 12 für ein
Strahlengang-Steuerungselement auf, die außerhalb des Linsenhalters 4 angeordnet
sind, um die Strahlengang-Steuerungselemente anzutreiben. Die Antriebsabschnitte 11 und 12 für
ein Strahlengang-Steuerungselement sind senkrecht zu der Achsrichtung
der Linse 3 angeordnet. Um sich in die Anordnung der Antriebsabschnitte 11 und 12 für
ein Strahlengang-Steuerungselement zu fügen ist die Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 derart
ausgebildet, dass sie zwischen den Antriebsabschnitten 11 und 12 für
ein Strahlengang-Steuerungselement abschneidet.
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Der
piezoelektrische Antrieb 9 ist derart angeordnet, dass
er sich durch den abgeschnittenen Abschnitt der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 zwischen
die Antriebsabschnitte 11 und 12 für
ein Strahlengang-Steuerungselement erstreckt. Der piezoelektrischen
Antrieb 9 enthält ein Gewicht 13, das an
dem Gehäuse 2 befestigt ist; ein piezoelektrisches Element 14,
dessen Ende an dem Gewicht 13 befestigt ist; einen kreisförmigen
Antriebsschaft 15 dessen eines Ende an dem anderen Ende
des piezoelektrischen Elements 14 befestigt ist; und ein
Sicherungselement 16 zum Wirkverbinden des angetriebenen Abschnitts 8 mit
dem Antriebsschaft 15 per Reibung durch zwischen einander
Einklemmen des Antriebsschafts 1 zusammen mit dem angetriebenen
Abschnitt 8 des Linsenhalters 4. Das Sicherungselement 16 verwendet
eine Schraubenfeder 17, um den Antriebsschaft 15 zwischen
dem Sicherungselement 16 und dem angetriebenen Abschnitt 8 einzuschließen.
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In
dem piezoelektrischen Antrieb 9, dehnt sich das piezoelektrische
Element 14 in der Richtung der optischen Achse x aus und
zieht sich zusammen in einer asymmetrischen Geschwindigkeit mit
einer asymmetrisch fluktuierenden, an das piezoelektrische Element 14 angelegten
Spannung. Der Antriebsschaft 15 wird asymmetrisch durch
das Ausdehnen und Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements 14 in
Bezug auf die Richtung der optischen Achse x geschwungen. Wenn der
Antriebsschaft 15 eine langsame Bewegung durchführt,
bewegt sich der angetriebene Abschnitt 8 in die Situation,
in der er mit dem Antriebsschaft 15 durch Reibung wirkverbunden
ist. Wenn der Antriebsschaft 15 jedoch eine abrupte Bewegung
durchführt, führt der angetriebene Abschnitt 8 eine
Rutschbewegung in Bezug auf den Antriebsschaft 15 durch
seine eigene Trägheit durch, um den Antriebsschaft in derselben
Position zu belassen. Die Richtung und Distanz der Bewegung des angetriebenen
Abschnitts 8 in Bezug auf den Antriebsschaft 15 kann
durch Verändern der Wellenform der Spannung, die an das
piezoelektrische Element 14 angelegt wird, gesteuert werden.
In diesem Vorgang treibt der piezoelektrische Antrieb 9 den
Linsenhalter 4, der die Linse 3 zusammen mit der
Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 enthält,
in der Richtung der optischen Achse x mittels des angetriebenen
Abschnitts 8.
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3 illustriert
einfach die innere Struktur der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 der
Linseneinheit 1. Die Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 weist
zwei Verschlussklappen 18 und 19 (Strahlengang-Steuerungselemente)
auf, die dazu in der Lage sind, den Strahlengang zu blockieren;
und eine Blendenklappe (Strahlengang-Steuerungselement), die dazu
in der Lage ist, den Strahlengang fein zu steuern. Der Antriebsabschnitt 11 für
ein Strahlengang-Steuerungselement der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 ist
ein Verschlussantriebsabschnitt, der beispielsweise aus einer Spule
zum Antreiben der Verschlussklappen 18 und 19 aufgebaut ist.
Der Antriebsabschnitt 12 für ein Strahlengang-Steuerungselement
ist ein Blendenantriebsabschnitt, der beispielsweise aus einer Spule
zum Antreiben der Blendenklappe 20 aufgebaut ist.
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Das
Folgende beschreibt die Vorteile der Struktur der Linseneinheit 1,
die in der vorgenannten Weise ausgebildet ist.
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Der
angetriebene Abschnitt 8 zum Antreiben des Linsenhalters 4 der
Linseneinheit 1 in der Richtung der optischen Achse x ist
auf derselben Seite wie die Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 angeordnet,
deren eines Ende so in den Linsenhalter 4 eingefügt
ist, dass es mit der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 in
der Richtung der optischen Achse x überlappt. Daher wird
die veranschlagte Fläche des Linsenhalters 4 durch Überlappen
des angetriebenen Abschnitts 8 mit der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5,
welche dünner als der Linsenhalter 4 ist, verringert.
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Die
Masse der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 ist hauptsächlich
auf zwei Positionen konzentriert – den Antriebsabschnitt 11 für
ein Strahlengang-Steuerungselement für den Verschluss und den
Antriebsabschnitt 12 für ein Strahlengang-Steuerungselement
für die Blende. Wenn der piezoelektrische Antrieb 9 zwischen
dem Antriebsabschnitt 11 für ein Strahlengang-Steuerungselement
für den Verschluss und dem Antriebsabschnitt 12 für
ein Strahlengang-Steuerungselement für die Blende angeordnet
ist, treibt der piezoelektrische Antrieb 9, wie in der vorliegenden
Ausführungsform, die Position nahe des Schwerpunkts der
Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 an. Diese Anordnung
stellt ein stabiles Antreiben sicher, weil die Trägheitskraft
der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 nicht als die
Torsinn agiert, wenn der piezoelektrische Antrieb 9 antreibt.
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Der
Antriebsabschnitt 11 für ein Strahlengang-Steuerungselement
für den Verschluss und der Antriebsabschnitt 12 für
ein Strahlengang-Steuerungselement für die Blende sind
in einer senkrechten Position angeordnet, so dass sie die radiale
Linie, die die optische Achse x der Linse 3 und den piezoelektrischen
Antrieb 9 verbindet, zwischen einander einschließen.
Diese Anordnung stellt sicher, dass der Antriebsabschnitt 11 für
ein Strahlengang-Steuerungselement für den Verschluss und
der Antriebsabschnitt 12 für ein Strahlengang-Steuerungselement für
die Blende nicht zwischen dem Linsenhalter 4 und dem piezoelektrischen
Antrieb 9 angeordnet sind. Dies verringert die Distanz
zwischen dem Linsenhalter 4 und dem piezoelektrischen Antrieb 9 und
deshalb ist der Schwerpunkt des Linsenhalters 4 und der Linse 3 näher
an dem piezoelektrischen Antrieb 9 platziert. Daher stellt
diese Anordnung stabiles Antreiben sicher, weil die Trägheitskraft nicht
als die Torsion agiert, wenn der piezoelektrische Antrieb 9 antreibt.
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Es
versteht sich von selbst, dass die Torsion, die auf den piezoelektrischen
Antrieb 9 wirkt, durch die Gesamtträgheit der
Linse 3, des Linsenhalters 4 und der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5,
die durch den piezoelektrischen Antrieb angetrieben werden, erzeugt
wird; folglich ist bevorzugt, dass der Antriebsabschnitt 11 für
ein Strahlengang-Steuerungselement für den Verschluss und
der Antriebsabschnitt 12 für ein Strahlengang-Steuerungselement für
die Blende angeordnet werden sollten, um sicherzustellen, dass der
piezoelektrische Antrieb 9 an der nächstmöglichen
Position zum Gesamtschwerpunkt der Linse 3, des Linsenhalters 4 und
der Strahlengang-Steuerungsvorrichtung 5 vorgesehen sein kann,
ohne dass die Linseneinheit 1 in ihrer Größe vergrößert
wird.
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Zusammenfassung
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Eine
Linseneinheit gewährleistet stabilen Linsenantrieb und
eine Größenverringerung, obwohl sie eine Linsenantriebsvorrichtung,
die eine Linse antreibt, und eine Strahlengang-Steuerungsvorrichtung,
die einen Strahlengang steuert, umfasst. Die Linseneinheit (1)
enthält einen Linsenhalter (4) zum Halten der
Linse (3); die Linsenantriebsvorrichtung (9) zum
Bewegen des Linsenhalters (4) entlang einer optischen Achse
(x); und die Strahlengang-Steuerungsvorrichtung (5) mit
Antriebsabschnitten (11, 12) für ein
Strahlengang-Steuerungselement, die an dem Linsenhalter (4)
befestigt sind und die Strahlengang-Steuerungselemente (18, 19, 20)
individuell antreiben. Die Antriebsabschnitte (11, 12)
für ein Strahlengang-Steuerungselement sind von einander
beabstandet angeordnet und die Linsenantriebsvorrichtung (9)
ist zwischen die Antriebsabschnitte (11, 12) für
ein Strahlengang-Steuerungselement durchdringend platziert.
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- 1
- Linseneinheit
- 3
- Linse
- 4
- Linsenhalter
- 5
- Strahlengang-Steuerungsvorrichtung
- 8
- Angetriebener
Abschnitt
- 9
- Piezoelektrischer
Antrieb (Linsenantriebsvorrichtung)
- 11
- Verschlussantriebsabschnitt
(Antriebsabschnitt für ein Strahlengang-Steuerungselement)
- 12
- Blendenantriebsabschnitt
(Antriebsabschnitt für ein Strahlengang-Steuerungselement)
- 18
und 19
- Verschlussklappe
(Strahlengangs-Steuerungselement)
- 20
- Blendenklappe
(Strahlengangs-Steuerungselement)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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