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TECHNISCHES SACHGEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung für einen Autofokus für ein Kameramodul und insbesondere eine Vorrichtung für einen Autofokus mit einer Drei-Positionen-Haltestruktur, die eine verbesserte Kugelhaltestruktur für die Bewegung in einer optischen Richtung aufweist.
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STAND DER TECHNIK
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Angesichts der Entwicklung einer Hardware-Technik für die Bildbearbeitung und des steigenden Bedarfs von Benutzern am Fotografieren von Bildern werden eine Autofokus- (AF) Funktion, eine Optische-Bildstabilisierungs- (optical image stabilization - OIS) Funktion und dergleichen in ein Kameramodul implementiert, das in einem mobilen Endgerät, wie z.B. einem Mobiltelefon und einem Smartphone sowie einer Kamera, eingebaut ist.
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Mit der Autofokus- (automatische Fokussierung) Funktion wird ein Fokalabstand zu einem Gegenstand durch lineares Bewegen einer Linse oder einer Anordnung, die eine Linse aufweist, in einer optisch-axialen Richtung derart eingestellt, dass ein scharfes Bild an einem Bildsensor (CMOS, CCD oder dergleichen), der an einem hinteren Ende der Linse vorgesehen ist, erzeugt wird.
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Zum Implementieren der Autofokus-Funktion werden verschiedene Verfahren angewendet. Als charakteristisches Beispiel wird ein Magnet (ein Permanentmagnet) an einem AF-Träger (oder einem sich bewegenden Körper) installiert, wird eine Spule an einem feststehenden Körper (einem Gehäuse oder einem anderen Typ von Träger oder dergleichen) installiert und wird eine Energie mit einer geeigneten Stärke an die Spule angelegt, um eine elektromagnetische Kraft an der Spule (die an dem feststehenden Körper vorgesehen ist) und dem Magneten (der an dem sich bewegenden Körper vorgesehen ist) zu erzeugen, so dass sich der sich bewegende Körper in einer optisch-axialen Richtung bewegt.
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Des Weiteren ist in der jüngsten Vergangenheit eine Einrichtung oder ein Aktuator, in die/den die AF- und die OIS-Funktion integriert sind, verwendet worden. In diesem Fall ist eine Struktur zum Bewegen eines OIS-Trägers (oder eines Rahmens, einer Linsenanordnung oder dergleichen) mit einer darin angebrachten Linse in dem AF-Träger in einer Richtung rechtwinklig zu der optisch-axialen Richtung gemeinsam mit der oben beschriebenen AF-Struktur einstückig implementiert. Als andere Implementierung kann sich eine Linse an dem AF-Träger befinden und kann sich ein OIS-Träger, der außerhalb des AF-Trägers vorgesehen ist, in einer Richtung rechtwinklig zu der optisch-axialen Richtung bewegen.
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Bei einer bestehenden Einrichtung, bei der nur die AF-Funktion implementiert ist oder die AF- und die OIS-Funktion gemeinsam implementiert sind, wie in 1 gezeigt ist, sind Kugeln 510-1, 510-2, die in der gleichen Richtung angeordnet sind wie eine optische Achse, zwischen einem AF-Träger (einem sich bewegenden Körper) 500 und einem Gehäuse (einem feststehenden Körper) (nicht gezeigt) angeordnet, um die Verhaltenscharakteristik des AF-Trägers 500, der sich in der optisch-axialen Richtung bewegt, zu verbessern.
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Bei dieser Struktur kann ein geeigneter Abstand zwischen dem sich bewegenden Körper und dem feststehenden Körper konsistent beibehalten werden und wird eine Reibung durch Drehbewegungen der Kugeln und den Punktkontakt der Kugeln minimiert, so dass sich der AF-Träger flexibler und akkurater in der optisch-axialen Richtung bewegen kann.
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Bei der bestehenden Technik wird eine Vielzahl von Kugeln b1 bis b6, die die gleiche Größe (Durchmesser) d1 bis d6 aufweisen, verwendet, oder es werden Kugeln, die die gleiche Größe aufweisen, verwendet, es sind jedoch vier Kugeln, die eine größere Größe aufweisen, an Außenseiten angeordnet, so dass die vier Kugeln eine Stütze bieten. In diesem Fall stehen theoretisch sämtliche Kugeln (oder vier Kugeln) gleichzeitig in Punktkontakt, so dass die horizontale Richtung des AF-Trägers bei Betrieb beibehalten wird. Tatsächlich stehen die Kugeln jedoch nicht gleichzeitig in Punktkontakt, und somit tritt ein Fehler bei der horizontalen Neigung des AF-Trägers auf.
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Genauer gesagt können zunächst Größen von Kugeln nicht physisch perfekt identisch sein, und somit kann keine ideale Gleichheit implementiert werden. Somit kann, da bei dieser Struktur Kontakte von einer Vielzahl von Objekten statt von einem einzelnen Objekt komplex hergestellt werden, ein physischer Spalt auftreten, der einen daraus resultierenden Neigungsfehler erzeugt.
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Des Weiteren werden, da der AF-Träger nicht immer fixiert ist, sondern sich wiederholt in einer optisch-axialen Richtung bewegt und stoppt, statische Reibungen und kinetische Reibungen mit unterschiedlichen Stärken erzeugt, und solche unterschiedlichen Reibungen verursachen einen Spalt. Somit ist es tatsächlich unmöglich, dass sämtliche Kugeln gleichzeitig einen Punktkontakt herstellen, und daher tritt ein Neigungsfehler des AF-Trägers auf.
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Ferner wird eine Kugel aufgrund einer Anziehungskraft, die zwischen dem Magneten des AF-Trägers und dem Joch, das an dem feststehenden Körper vorgesehen ist, erzeugt wird, zwar zu einer Seite des AF-Trägers gezogen, der AF-Träger, der sich in einer horizontalen Richtung erstreckt, wird jedoch stärker von der Schwerkraft in einer Region, die weiter von der Seite entfernt ist, zu welcher die Kugel gezogen wird, beeinflusst, das heißt wenn sich der Grad an Erstreckung vergrößert. Dadurch wird es ebenfalls unmöglich, dass sämtliche Kugeln gleichzeitig einen Punktkontakt herstellen. Folglich treten die vorstehenden Faktoren auf vielschichtige Weise auf und erzeugen einen Neigungsfehler des AF-Trägers.
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Bei der bestehenden Technik wird eine Vielzahl von Kugeln einfach ohne Berücksichtigung der vorstehend genannten Probleme angeordnet. Aufgrund der vorstehend genannten Probleme bei einer bestehenden Einrichtung wechseln somit häufig dann, wenn sich ein AF-Träger 500 in einer optisch-axialen Richtung bewegt, die Kugeln, die einen Punktkontakt mit dem AF-Träger herstellen, und ein solcher häufiger Wechsel der Kugeln, die einen Punktkontakt herstellen, führt somit zu einem Zusammenbruch der Balance des AF-Trägers 500, wodurch Neigungsfehler θ1 und θ2 des AF-Trägers 500 hervorgerufen werden.
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Durch solche Neigungsfehler wird ein Weg von Licht, das durch eine Linse in einen Bildsensor 600 eingeleitet wird, bis zu einem maximalen Trennungswinkel (θ=θ1+θ2) verformt, wodurch ein entsprechender Fehler bei der Fokuseinstellung hervorgerufen wird und somit Probleme bei der Erzeugung eines scharfen Bilds verursacht werden.
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In der jüngsten Vergangenheit wurde ein Kameramodul, das in ein Smartphone oder dergleichen eingebaut war, mit einer leichten und schlanken Ausführung implementiert. Bei dieser schlanken Ausführung wird ein Verhältnis der Dicke zu der Breite des AF-Trägers größer und somit verstärkt sich das oben dargelegte Neigungsproblem des AF-Trägers.
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KR 10 015 0 104 703 A offenbart eine Vorrichtung für einen Autofokus mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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OFFENBARUNG
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Technisches Problem
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Die vorliegende Offenbarung dient zum Lösen der beim Stand der Technik auftretenden Probleme und daher betrifft die vorliegenden Offenbarung das Konfigurieren eines sich bewegenden Körpers und eines feststehenden Körpers für eine AF-Operation, die einander mittels dreier Kugeln physisch halten, um grundsätzlich zu verhindern, dass Kontaktpunkte wechseln, abgelenkt werden oder voneinander beabstandet werden, wodurch eine Vorrichtung für einen Autofokus zuverlässiger implementiert wird.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden Beschreibung besser verständlich und werden anhand der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung offensichtlich.
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Des Weiteren versteht sich, dass die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung durch Komponenten implementiert werden können, die in den Ansprüchen oder deren Kombinationen definiert sind.
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Technische Lösung
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Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Vorrichtung für einen Autofokus mit einer Drei-Positionen-Haltestruktur bereitgestellt, die umfasst: einen ersten Rahmen, der einen Magneten aufweist; einen zweiten Rahmen, der eine Autofokus- (AF) Spule aufweist, die derart ausgeführt ist, dass sie den ersten Rahmen in einer optisch-axialen Richtung bewegt; und eine Vielzahl von Kugeln, die sich zwischen dem ersten Rahmen und dem zweiten Rahmen befinden, um einen beabstandeten Zustand des ersten Rahmens und des zweiten Rahmens beizubehalten, wobei aus der Vielzahl von Kugeln drei Kugeln eine größere Größe aufweisen als die anderen Kugeln. Hier können die drei Kugeln, die eine größere Größe als die anderen Kugeln haben, die gleiche Größe aufweisen.
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Des Weiteren kann die Vielzahl von Kugeln der vorliegenden Offenbarung aufweisen: eine erste Kugelgruppe, die aus einer Anzahl n (n ist eine natürliche Zahl von 3 oder größer) von Kugeln gebildet ist, welche gemeinsam in der optisch-axialen Richtung angeordnet sind; und eine zweite Kugelgruppe die aus einer Anzahl m (m ist eine natürliche Zahl von 3 oder größer) von Kugeln gebildet ist, welche an anderen Positionen vorgesehen sind als die erste Kugelgruppe und gemeinsam in der optisch-axialen Richtung angeordnet sind, wobei zwei Kugeln, die zu einer der ersten Kugelgruppe und der zweiten Kugelgruppe gehören, eine größere Größe aufweisen als die anderen Kugeln, welche in der entsprechenden Gruppe enthalten sind, und eine Kugel, die zu der anderen Kugelgruppe gehört, eine größere Größe aufweist als die anderen Kugeln, welche in der entsprechenden Gruppe enthalten sind, wobei die eine Kugel in der Mitte der Kugeln der entsprechenden Gruppe angeordnet ist.
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In diesem Fall können die zwei Kugeln, die eine größere Größe aufweisen als die anderen Kugeln, welche in der entsprechenden Gruppe enthalten sind, und die eine Kugel, die eine größere Größe aufweist als die anderen Kugeln, welche in der entsprechenden Gruppe enthalten sind, die gleiche Größe aufweisen.
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Zum Implementieren einer stärker bevorzugten Ausführungsform kann der erste Rahmen der vorliegenden Offenbarung eine erste und eine zweite Führungsnut aufweisen, die sich in der optisch-axialen Richtung erstrecken, und kann der zweite Rahmen eine erste und eine zweite Aufnahmenut aufweisen, die derart ausgebildet sind, dass sie jeweils der ersten und der zweiten Führungsnut zugewandt sind. In diesem Fall kann sich die erste Kugelgruppe zwischen der ersten Führungsnut und der ersten Aufnahmenut befinden und kann sich die zweite Kugelgruppe zwischen der zweiten Führungsnut und der zweiten Aufnahmenut befinden.
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Des Weiteren können die erste und die zweite Kugelgruppe der vorliegenden Offenbarung eine ungerade Anzahl von Kugeln aufweisen. Ferner können sich die zwei Kugeln, die eine größere Größe aufweisen als die anderen Kugeln, welche in der entsprechenden Gruppe enthalten sind, an beiden Enden von den Kugeln befinden, welche zu der entsprechenden Gruppe gehören.
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Ferner können die erste Führungsnut und die zweite Führungsnut unterschiedliche Querschnittformen aufweisen. In diesem Fall kann jede der ersten und der zweiten Führungsnut einen V-förmigen Querschnitt aufweisen und kann die andere der ersten und der zweiten Führungsnut einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Hier können die zwei Kugeln, die eine größere Größe aufweisen als die anderen Kugeln, welche in der entsprechenden Gruppe enthalten sind, an der Führungsnut mit einem V-förmigen Querschnitt aus der ersten und der zweiten Führungsnut vorgesehen sein.
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Vorteilhafte Effekte
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Rahmen für einen AF (AF-Träger) derart ausgeführt, dass er einen Punktkontakt mit nur drei Kugeln herstellt, so dass der Punktkontakt des Rahmens perfekt beibehalten wird, wodurch ein Neigungsfehler des AF-Trägers (des Rahmens) grundsätzlich verhindert wird.
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Ferner kann bei der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, obwohl sich der AF-Rahmen (ein AF-Träger oder dergleichen) wiederholt in einer optisch-axialen Richtung bewegt und zur Autofokussierung stoppt, der AF-Rahmen immer seinen horizontalen Zustand beibehalten, ohne dass er von den Kugeln beabstandet oder getrennt wird, wodurch eine Fokussierungsfunktion zuverlässiger implementiert wird.
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Des Weiteren kann die vorliegende Offenbarung einen Effekt bieten, der für jüngste Produkt- und Techniktrends stärker optimiert ist, die aufgrund schlankerer Komponenten und einer höheren Pixelqualität empfindlicher gegenüber einer geringfügigen Neigungsveränderung des AF-Trägers sind.
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Figurenliste
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- 1 ist eine grafische Darstellung, die eine Struktur für eine bestehende AF-Operation zeigt,
- 2 ist eine grafische Darstellung zum schematischen Darstellen eines Neigungsfehlers, der bei der bestehenden AF-Operation auftritt,
- 3 ist eine Explosionsansicht, die eine Vorrichtung für einen Autofokus mit einer Drei-Positionen-Haltestruktur gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
- 4 ist eine grafische Darstellung, die eine detaillierte Konfiguration eines ersten Rahmens und eines zweiten Rahmens der vorliegenden Offenbarung, die in 3 dargestellt sind, zeigt, und
- 5 ist eine grafische Darstellung, die eine bevorzugte Ausführungsform der vorlegenden Offenbarung zeigt.
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BESTE ART UND WEISE
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich, anhand derer ein Durchschnittsfachmann die technische Essenz der vorliegenden Erfindung leicht in die Praxis umsetzen kann. Ferner kann jede Erläuterung des Stands der Technik, der sich bekannterweise auf die vorliegende Erfindung bezieht, entfallen, wenn angenommen wird, dass dadurch der Gegenstand der vorliegenden Erfindung unklar wird. Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben.
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Eine Vorrichtung 100 für einen Autofokus mit einer Drei-Positionen-Haltestruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung (nachstehend als eine „Vorrichtung für einen Autofokus“ bezeichnet) bewegt einen AF-Träger, der eine Linse aufweist, mittels einer elektromagnetischen Kraft, die zwischen einer Spule und einem Magneten erzeugt wird, linear in einer optisch-axialen Richtung (Z-Achsen-Richtung) vor und zurück, wie in den Figuren gezeigt ist, um einen Fokalabstand zu einem Gegenstand akkurat zu harmonisieren, so dass ein schärferes Bild des Gegenstands erzeugt wird. Je nach Ausführungsform kann die vorliegende Offenbarung sowohl in eine Einrichtung, die nur eine solche AF-Funktion aufweist, als auch in eine Einrichtung, bei der die AF-Funktion und die OIS-Funktion gemeinsam vorgesehen sind, implementiert werden.
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3 ist eine Explosionsansicht, die eine Autofokusvorrichtung 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Wie in 3 gezeigt ist, kann die Autofokusvorrichtung 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen ersten Rahmen 110, einen zweiten Rahmen 120 und eine Vielzahl von Kugeln 130 aufweisen.
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Der erste Rahmen 110 kann ferner einen Magneten 111 aufweisen, und ein hinten angebrachtes Joch (nicht gezeigt) kann ferner auf einer Rückseite des Magneten 111 installiert sein, um eine Magnetkraft zu fokussieren. Der erste Rahmen 110 entspricht einem sich bewegenden Körper für eine AF-Operation, und der oben beschriebene AF-Träger kann als erster Rahmen 110 dienen.
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Bei einer Einrichtung, bei der die AF-Funktion allein implementiert ist, ist eine Linse (nicht gezeigt) an dem ersten Rahmen 110 angebracht, um sich physisch gemeinsam mit dem ersten Rahmen 110 zu bewegen. Somit bewegt sich dann, wenn sich der erste Rahmen 110 in einer optisch-axialen Richtung bewegt, die Linse ebenfalls in der optisch-axialen Richtung, und durch diese Bewegung wird ein Abstand zu dem Bildsensor eingestellt, um eine Autofokussierung zu implementieren.
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Bei einer Ausführungsform, bei der die AF-Funktion und die OIS-Funktion integriert sind, kann ein OIS-Rahmen (Träger) für eine OIS-Operation ferner an dem ersten Rahmen 110 vorgesehen sein, und zwar für die Bewegung in der X-Achsen- und der Y-Achsen-Richtung rechtwinklig zu der optisch-axialen Richtung (Z).
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Bei einer Ausführungsform bewegt sich dann, wenn eine Linse (oder eine Linsenanordnung) an dem OIS-Rahmen (nicht gezeigt) angebracht ist und sich der erste Rahmen 110 in einer optisch-axialen Richtung bewegt, der OIS-Rahmen gemeinsam damit in der optisch-axialen Richtung, und somit bewegt sich auch die Linse in der optisch-axialen Richtung. Wenn die OIS-Operation zur Stabilisierung des optischen Bilds durchgeführt wird, bewegt sich der OIS-Rahmen in einer Richtung rechtwinklig zu der optisch-axialen Richtung oberhalb des ersten Rahmen, um eine durch ein Zittern einer Hand verursachte Bewegung zu kompensieren.
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Der zweite Rahmen 120 der vorliegenden Offenbarung ist eine Gegenkomponente zu dem ersten Rahmen 110. Hier entspricht dann, wenn der erste Rahmen 110 ein sich bewegender Körper für eine AF-Operation ist, der zweite Rahmen 120 einem feststehenden Körper von einem relativen Standpunkt aus betrachtet.
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Der zweite Rahmen 120 kann eine AF-Spule 121, eine FPCB 123, einen Steuerungschip 125 und einen Hall-Sensor 127 aufweisen. Die AF-Spule 121 erzeugt eine elektromagnetische Kraft, die der Stärke und Richtung der Energie entspricht, welche von außen aufgebracht wird, so dass sich der erste Rahmen 110, der den Magneten 111 aufweist, in einer optisch-axialen Richtung bewegt.
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Der Hall-Sensor 127 detektiert eine Position des Magneten 111 (eine Position des ersten Rahmens, das heißt eine Position der Linse) mittels eines Hall-Effekts und überträgt ein entsprechendes Signal zu dem Steuerungschip 125 der vorliegenden Offenbarung, und der Steuerungschip 125 steuert das Aufbringen einer Energie mit einer geeigneten Stärke und Richtung auf die AF-Spule 121 durch Verwenden des Signals des Hall-Sensors. Durch Rückführung einer akkuraten Position der Linse auf der Basis der optisch-axialen Richtung auf diese Weise wird die Autofokus-Funktion implementiert. Die AF-Spule 121, der Steuerungschip 125 und der Hall-Sensor 127 sind auf der FPCB 123 angebracht, die mit einem externen Modul, einer Energiequelle, einer Einrichtung oder dergleichen verbunden ist.
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Der zweite Rahmen 120 kann in einen zweiten Teilrahmen 120-1 und einen zweiten Hauptrahmen 120-2 unterteilt sein, wie in 3 gezeigt ist, oder kann als einstückiges Objekt implementiert sein.
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Wie in 3 gezeigt ist, befindet sich eine Vielzahl von Kugeln 130 zwischen dem ersten Rahmen 110 und dem zweiten Rahmen 120 (dem zweiten Teilrahmen 120-1), und mittels der Vielzahl von Kugeln 130 werden der erste Rahmen 110 und der zweite Rahmen 120 um den Durchmesser der Kugeln voneinander beabstandet gehalten. Um den ersten Rahmen 110 und den zweiten Rahmen 120 mittels der Kugeln voneinander beabstandet zu halten, kann ferner ein Joch an dem zweiten Rahmen 120 vorgesehen sein, das eine Anziehungskraft zu dem Magneten 111 des ersten Rahmens 110 erzeugt.
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Wie oben beschrieben ist, ist zwar die Vielzahl von Kugeln 130 derart ausgelegt, dass sie einen Punktkontakt sowohl mit dem ersten Rahmen 110 als auch dem zweiten Rahmen 120 herstellen, die Kugeln können jedoch nicht gleichzeitig einen Punktkontakt an vier oder mehr Punkten herstellen, es sei denn, es handelt sich um einen Idealfall. Ferner wird ein Punktkontakt variabel an drei Positionen erzeugt, an denen die Kontaktpunkte häufig wechseln, und ein solcher häufiger Wechsel der Kontaktpunkt ruft einen Neigungsfehler des ersten Rahmens 110 hervor.
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Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis dieses Problems und ist zum Lösen dieses Problems vorgesehen. Bei der vorliegenden Offenbarung ist die Vielzahl von Kugeln 130 zwischen dem ersten Rahmen 110 und dem zweiten Rahmen 120 angeordnet und sind aus der Vielzahl von Kugeln 130 nur drei Kugeln derart ausgelegt, dass sie eine größere Größe aufweisen als andere Kugeln.
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Wenn drei Kugeln eine größere Größe (Durchmesser) als andere Kugeln aufweisen, wie oben dargelegt ist, kann ein Punktkontakt, der von den drei Kugeln hergestellt wird, konsistent beibehalten werden, und somit ist es möglich, das Problem, dass die Kugeln, die einen Punktkontakt herstellen, häufig wechseln und eine Neigung durch Spalte oder Zwischenräume hervorrufen, grundsätzlich zu lösen.
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Die drei relativ größeren Kugeln und andere Kugeln können je nach Ausführungsform verschiedene Größen aufweisen. Wenn jedoch die drei Kugeln, die eine relative größere Größe (Durchmesser) aufweisen, im Vergleich zu anderen Kugeln zu groß sind, kann ein Kontakt zwischen den Kugeln das Drehen der Kugeln beeinträchtigen. Somit können die Kugeln mit verschiedenen Größen, die das Drehen der Kugeln nicht beeinträchtigen, ausgebildet sein. Dabei können die Kugeln, die eine größere Größe aufweisen, eine Größe im Bereich von 105 % bis 120 % der Größe der kleineren Kugeln haben. Absolute Größen der Kugeln können je nach Größe der Einrichtung oder dergleichen verschieden ausgewählt werden.
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Wenn ein Abschnitt des Rahmens 110, der mit den drei Kugeln (nachstehend als „Kugeln mit großem Durchmesser“ bezeichnet) in Kontakt kommt, die eine größere Größe als andere Kugeln aufweisen, modifiziert wird, um eine Ausgestaltung, Form, Stufe oder dergleichen aufzuweisen, die der Größe und Position der einzelnen Kugeln mit großem Durchmesser entspricht, kann der erste Rahmen 110 derart ausgeführt sein, dass er eine Horizontalität aufweist. Somit wird zwar nicht gefordert, dass sämtliche Kugeln mit großem Durchmesser die gleiche Größe aufweisen, es ist jedoch hinsichtlich einer einfacheren und präziseren Implementierung wünschenswert, dass die Kugeln mit großem Durchmesser die gleiche Größe haben.
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Dabei ist es auch nicht erforderlich, dass die anderen Kugeln (nachstehend als Kugeln mit kleinem Durchmesser bezeichnet), die eine kleinere Größe aufweisen als die Kugeln mit großem Durchmesser, die gleiche Größe haben, es ist jedoch wünschenswert, dass sie die gleiche Größe aufweisen, um Operationscharakteristiken unter Berücksichtigung der Drehung der Kugeln und des Kontakts mit angrenzenden Kugeln effektiver zu implementieren.
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4 ist eine schematische Darstellung einer detaillierten Konfiguration des ersten Rahmens 110 und des zweiten Rahmens 120 gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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Wie oben beschrieben ist, bewegt sich der erste Rahmen 110 der vorliegenden Offenbarung in der optisch-axialen Richtung vor und zurück. Somit kann zum effektiven Führen einer solchen Bewegung in der optisch-axialen Richtung, wie in 3 und 4 gezeigt ist, die Vielzahl von Kugeln 130 der vorliegenden Offenbarung in der optisch-axialen Richtung (der Z-Achsen-Richtung) angeordnet sein.
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Ferner kann die Vielzahl von Kugeln 130 in eine erste Kugelgruppe 130-1, die aus einer Anzahl n von Kugeln gebildet ist, welche gemeinsam in der optisch-axialen Richtung angeordnet sind, und eine zweite Kugelgruppe 130-2, die an einer anderen Position als die erste Kugelgruppe 130-1 vorgesehen ist und aus einer Anzahl m von Kugeln gebildet ist, welche gemeinsam in der optisch-axialen Richtung angeordnet sind, gruppiert sein, so dass der erste Rahmen 110 durch den Punktkontakt physisch stabiler gehalten wird. „n“ und „m“ sind natürliche Zahlen von 3 oder größer und n und m sind Zahlen, die identisch sind oder sich voneinander unterscheiden.
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In diesem Fall weisen zwei Kugeln, die zu der ersten Kugelgruppe 130-1 gehören, eine größere Größe auf als andere Kugeln, die zu der ersten Kugelgruppe 130-1 gehören, und weist eine Kugel, die zu der zweiten Kugelgruppe 130-2 gehört, eine größere Größe auf als andere Kugeln, die zu der zweiten Kugelgruppe 130-2 gehören, wodurch eine Drei-Positionen-Halterung realisiert wird.
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Auf im Wesentlichen gleiche Weise weist dann, wenn zwei Kugeln, die zu der zweiten Kugelgruppe 130-2 gehören, eine größere Größe aufweisen als andere Kugeln, die zu der zweiten Kugelgruppe 130-2 gehören, eine Kugel, die zu der ersten Kugelgruppe 130-1 gehört, eine größere Größe auf als andere Kugeln, die zu der ersten Kugelgruppe 130-1 gehören.
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Mit anderen Worten können bei der vorliegenden Offenbarung zwei Kugeln, die zu einer der ersten Kugelgruppe 130-1 oder der zweiten Kugelgruppe 130-2 gehören, eine größere Größe aufweisen als andere Kugeln, die zu der entsprechenden Gruppe gehören, und kann eine Kugel, die zu der anderen Gruppe gehört, eine größere Größe aufweisen als andere Kugeln, die zu der anderen Gruppe gehören, wodurch eine Drei-Positionen-Halterung realisiert wird.
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In diesem Fall können die zwei Kugeln, die eine größere Größe aufweisen als andere Kugeln, die zu der entsprechenden Gruppe gehören, und die eine Kugel, die eine größere Größe aufweist als andere Kugeln, die zu der entsprechenden Gruppe gehören, die gleiche Größe haben.
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Des Weiteren kann eine Führungsnut 113, die sich in der optisch-axialen Richtung erstreckt, an dem ersten Rahmen 110 vorgesehen sein, um zu verhindern, dass die Vielzahl von Kugeln 130 nach außen abgelenkt wird, und um ferner die Bewegung des ersten Rahmens 110 in der optisch-axialen Richtung effektiver zu führen. Wie bei der in 4 dargestellten Ausführungsform kann die Führungsnut 113 eine erste Führungsnut 113-1, die sich in 4 auf einer linken Seite befindet, und eine zweite Führungsnut 113-2 aufweisen, die sich auf einer rechten Seite befindet.
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Der zweite Rahmen 120 weist eine Aufnahmenut 126 auf, die der Struktur der Führungsnut 113 des ersten Rahmens 110 entspricht. Hier kann die Aufnahmenut 126 eine erste Aufnahmenut 126-1, die der ersten Führungsnut 113-1 des ersten Rahmens 110 entspricht, und eine zweite Aufnahmenut 126-2, die der zweiten Führungsnut 113-2 des ersten Rahmens 110 entspricht, aufweisen, das heißt an einer Stelle angeordnet sein, die der zweiten Führungsnut 113-2 zugewandt ist.
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In diesem Fall kann die oben beschriebene erste Kugelgruppe 130-1 derart vorgesehen sein, dass sie teilweise zwischen der ersten Führungsnut 113-1 und der ersten Aufnahmenut 126-1 aufgenommen ist, und kann die zweite Kugelgruppe 130-2 derart vorgesehen sein, dass sie teilweise zwischen der zweiten Führungsnut 113-2 und der zweiten Aufnahmenut 126-2 aufgenommen ist.
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Da sich die Kugel 130 in Punktkontakt mit einer angrenzenden anderen Kugel dreht, können die erste Kugelgruppe 130-1 und die zweite Kugelgruppe 130-2 jeweils eine ungerade Anzahl an Kugeln aufweisen, so dass sich Kugeln, die einen größeren Durchmesser aufweisen, in die gleiche Richtung drehen können.
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Des Weiteren ist stärker bevorzugt, dass sich, wie in 5 gezeigt ist, die zwei Kugeln B1, B3, die zu der ersten Kugelgruppe 130-1 gehören und größere Größen D1, D3 aufweisen als andere Kugeln, die zu derselben Gruppe gehören, an beiden Enden der ersten Kugelgruppe 130-1 befinden, und sich die eine Kugel B5, die zu der zweiten Kugelgruppe 130-2 gehört und eine größere Größe D5 aufweist als andere Kugeln, die zu derselben Gruppe gehören, an einer anderen Position als an beiden Enden der zweiten Kugelgruppe 130-2, nämlich an einer mittleren Position, befindet, um eine Halteregion für ein physisches Halten weiter zu vergrößern.
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Wenn jeweils fünf Kugeln vorgesehen sind, können zwei Kugeln, die eine größere Größe aufweisen als andere Kugeln, welche zu derselben Gruppe gehören, an jeder Position der fünf Kugeln vorgesehen sein, sie sind jedoch symmetrisch angeordnet, um eine horizontale Halterung effektiv zu implementieren, vorzugsweise so weit von der Mitte weg wie möglich.
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Von diesem Standpunkt aus betrachtet kann eine Kugel, die eine größere Größe aufweist als andere Kugeln, welche zu derselben Gruppe gehört, an jeder Position in der entsprechenden Kugelgruppe vorgesehen sein, diese Kugel ist jedoch in einem mittleren Abschnitt vorgesehen, um die Effizienz der horizontalen Halterung zu verbessern.
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Jede Führungsnut der ersten Führungsnut 113-1 und der zweiten Führungsnut 113-2 kann einen Querschnitt mit einer „V“-Form aufweisen, und die andere Führungsnut kann einen Querschnitt mit einer „U“-Form aufweisen.
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Wenn beide Führungsnuten wie oben dargelegt unterschiedliche Formen aufweisen, können Kontaktabschnitte zu Kugeln und Drehcharakteristiken unterschiedlich festgelegt sein, wodurch die Operationscharakteristik des ersten Rahmens 110, der sich in der optisch-axialen Richtung bewegt, weiter verbessert werden kann.
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In diesem Fall kann eine Gruppe der ersten Kugelgruppe und der zweiten Kugelgruppe, die zwei Kugeln mit einer größeren Größe als andere Kugeln, welche zu der entsprechenden Gruppe gehören, aufweist, an jeder Führungsnut der ersten Führungsnut 113-1 und der zweiten Führungsnut 113-2, die einen V-förmigen Querschnitt aufweist, vorgesehen sein, so dass eine Bewegung, die durch eine Drehung der Kugeln hervorgerufen wird, auf das Minimum unterdrückt wird, um die Neigungscharakteristik des ersten Rahmens 110 zu verbessern.
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Wenn die Führungsnut eine V-Form aufweist, stellt die Kugel 130 einen Punktkontakt an zwei Punkten der V-förmigen Führungsnut her. Hier stellt dann, wenn eine Führungswand zum Verhindern, dass die Kugel abgelenkt wird, vorgesehen ist, so dass die Führungsnut eine planare Grundfläche aufweist, die Kugel 130 einen Punktkontakt an drei Punkten her.
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Wenn eine weitere Konfiguration vorgesehen ist, die verhindert, dass die Kugel abgelenkt wird, kann der Abschnitt des ersten Rahmens 110 und des zweiten Rahmens 120, der der Kugel zugewandt ist, als Ebene ausgebildet sein, und somit stellt in diesem Fall die Kugel 130 an einem Punkt einen Kontakt mit dem ersten Rahmen 110 oder dem zweiten Rahmen 120 her.
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Angesichts dessen braucht dann, wenn die erste und die zweite Führungsnut 113-1, 113-2 an dem ersten Rahmen 110 vorgesehen sind, um zu verhindern, dass die Kugel abgelenkt wird, die Aufnahmenut 126 nicht an dem zweiten Rahmen 120 ausgebildet zu sein. Bei einer im Wesentlichen gleichen Betrachtung braucht dann, wenn der zweite Rahmen 120 die erste und die zweite Aufnahmenut 126-1, 126-2 aufweist, die Führungsnut 113 nicht an dem ersten Rahmen 110 ausgebildet zu sein. Des Weiteren ist es auch möglich, dass der erste Rahmen 110 nur die erste Führungsnut 113-1 aufweist und der zweite Rahmen nur die zweite Aufnahmenut 126-2 aufweist.
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Die vorliegende Offenbarung ist detailliert beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen der Offenbarung aufzeigen, diese jedoch nur zur Veranschaulichung dienen, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Wesens und des Umfangs der Offenbarung für Fachleute auf dem Sachgebiet anhand dieser detaillierten Beschreibung offensichtlich werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung für einen Autofokus
- 110
- Erster Rahmen
- 111
- Magnet
- 113
- Führungsnut
- 113-1
- Erste Führungsnut
- 113-2
- Zweite Führungsnut
- 120
- Zweiter Rahmen
- 120-1
- Zweiter Teilrahmen
- 120-2
- Zweiter Hauptrahmen
- 121
- Spule
- 123
- FPCB
- 125
- Steuerungschip
- 126
- Aufnahmenut
- 126-1
- Erste Aufnahmenut
- 126-2
- Zweite Aufnahmenut
- 127
- Hall-Sensor
- 130
- Kugel
- 130-1
- Erste Kugelgruppe
- 130-2
- Zweite Kugelgruppe
