JP2008026898A - カメラ用モーター - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、構造が簡単で、小型で、コストが低いカメラ用モーターを提供する。
【解決手段】レンズモジュールと、前記レンズモジュールの外周面を囲む永久磁石と、前記永久磁石の両端にそれぞれ設置される上コイルベース及び下コイルベースと、前記上コイルベース及び下コイルベースに巻き付けられる上コイル及び下コイルと、を含むカメラ用モーターにおいて、前記上コイル及び下コイルに通電する場合、前記上コイル及び下コイルに生じる磁場と前記永久磁石の作用力により、レンズモジュールが近焦点と遠焦点との間で移動する。
【選択図】図２

Description

本発明は、カメラ用モーターに係わり、特に自動焦点調節構造を有するカメラ用モーターに関する。

デジタル技術の発展に従って、携帯電話、ＰＤＡ（個人情報端末）などの携帯電子装置が小型化、多機能化の方向へ発展している。携帯電子装置の小型化を実現するために、前記携帯電子装置に用いるデジタルカメラ及びこのデジタルカメラに用いるレンズモジュールを小型に設計する必要がある。

現在のデジタルカメラの焦点調節構造は、大部分が自動焦点調節構造である。自動焦点調節構造は、イメージセンサーに現れる画像に従って、モータでレンズを所定の位置へ移動させる。前記イメージセンサーは、シーシーディー（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ，ＣＣＤ）やシーモス（Ｃ―ＭＯＳ）センサーなどを指す。前記レンズが移動する時、前記デジタルカメラに装着される中央処理装置が前記イメージセンサーに現れる画像を検査する。もし前記イメージセンサーに優秀な画像が現れると、前記中央処理装置が前記レンズをこの位置に停止させる。即ち、焦点を調節する過程において、ステッピングモーターによって前記レンズが連続に回転しながら移動する。前記イメージセンサーに優秀な画像が現れる時、前記中央処理装置の指令によってステッピングモーターが停止し、従って前記レンズが所定の位置に停止する。

しかし、前記レンズを初めの位置へ移動しようとする時、再度ステッピングモーターを駆動して、前記レンズを所定の位置から初めの位置へ移動しなければならない。そのため、デジタルカメラの使用が不便になる。且つ、前記レンズの焦点を調節する時間が長く、電力を浪費し、レンズの構造は複雑であり、コストが高い問題もある。

以上の問題点に鑑み、焦点調節構造が簡単し、コストが低いカメラ用モーターを提供することを目的とする。

レンズモジュールと、前記レンズモジュールの外周面を囲む永久磁石と、前記永久磁石の両端にそれぞれ設置される上コイルベース及び下コイルベースと、前記上コイルベース及び下コイルベースに巻き付けられる上コイル及び下コイルと、を含むカメラ用モーターにおいて、前記上コイル及び下コイルに通電する場合、前記上コイル及び下コイルに生じる磁場と前記永久磁石の作用力により、レンズモジュールが近焦点と遠焦点との間で移動する。

第一コイルベース及び第二コイルベースと、前記第一コイルベース及び第二コイルベースにそれぞれ巻かれる第一コイル及び第二コイルと、レンズモジュールと、前記第一コイルベースと第二コイルベースとの間に置かれるように前記レンズモジュールに装着される永久磁石と、を含むカメラ用モーターにおいて、前記第一コイルと第二コイルに通電する場合、前記第一コイルベース及び第二コイルベースに極性が反対の磁場が生じ、且つ前記磁場と永久磁石の作用力によって前記レンズモジュールが前記第一コイルベースと第二コイルベースとの間で移動する。

従来の技術と比べて、前記上コイル及び下コイルは永久磁石の両側にそれぞれ設置され、上コイル及び下コイルに通電する場合、前記上コイル及び下コイルに磁場が生じる。この磁場と永久磁石の作用力により、レンズモジュールを移動させることができる。従って、二段式焦点調節を実現し、焦点調節構造を簡単にし、コストを向下することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る具体実施例の構成を詳細に説明する。

図１及び図２を参照すると、本発明のカメラ用モーター１００は、デジタルカメラの自動焦点調節機構に装着されて、デジタルカメラの焦点を調節する。前記カメラ用モーター１００は、カバー１０と、カバー１０の内に設置するレンズモジュール１１と、前記レンズモジュール１１を囲む永久磁石１２と、前記永久磁石１２の両側にそれぞれ設置する上コイルベース１５ａ、下コイルベース１５ｂと、所定の方向に沿って前記上コイルベース１５ａ、下コイルベース１５ｂにそれぞれ巻き付けられる上コイル１４ａ、下コイル１４ｂと、を含む。

前記カバー１０は、方形体である。前記カバー１０の中心には、前記レンズモジュール１１と、前記永久磁石１２と、前記上コイル１４ａ、下コイル１４ｂと、前記上コイルベース１５ａ、下コイルベース１５ｂとを収容する収容空間１０１が設けられている。前記カバー１０の上表面１０４ａと底面１０４ｂには、凹槽１０２がそれぞれ２つずつ形成されている。前記凹槽１０２は、前記収容空間１０１の内周縁から径向に沿って前記カバー１０の外側面１０５まで延長されている。前記２つの凹槽１０２は、前記カバー１０の直角部にそれぞれ設けられている。前記２つの外側面１０５が隣接する所には、前記２つの外側面１０５の隣接線に沿い、前記上表面１０４ａの凹槽１０２と前記底面１０４ｂとの凹槽１０２を連接する連接槽１０３が形成されている。

前記レンズモジュール１１は、環状の鏡筒１１０と、前記鏡筒１１０の内に装着したレンズ１１２と、を含む。前記永久磁石１２は、前記鏡筒１１０の中心に置かれ、鏡筒１１０の外周面を囲む。前記レンズモジュール１１と前記永久磁石１２は一体に形成されて、カメラが駆動する時、カメラの焦点を調節する。前記永久磁石１２の上表面と下表面には、磁性絶縁体１３ａと磁性絶縁体１３ｂがそれぞれ付着されている。前記絶縁体１３ａ及び１３ｂは、銅から製造した環状の絶縁片でる。前記絶縁片１３ａ及び１３ｂの内径のサイズは、前記永久磁石１２の内径のサイズと同じであり、且つ前記鏡筒１１０の外径の寸法ともほぼ同じである。

前記上コイルベース１５ａと下コイルベース１５ｂを鉄などのような磁性材料で製造して、前記上コイル１４ａと下コイル１４ｂに生じる磁場を強める。前記上コイルベース１５ａは、環状の底面１５２ａと、前記環状の底面１５２ａの内縁から延長して形成される環形壁１５０ａと、前記環状の底面１５２ａに形成される二つの端子１５４ａと、を含む。前記下コイルベース１５ｂは、環状の底面１５２ｂと、前記環状の底面１５２ｂの内縁から延長して形成される環形壁１５０ｂと、前記環状の底面１５２ｂに形成される二つの端子１５４ｂと、を含む。

前記端子１５４ａは、前記環状の底面１５２ａの外周縁から径方向に沿って外部へ延長して形成され、前記端子１５４ｂは、前記環状の底面１５２ｂの外周縁から径方向に沿って外部へ延長して形成されている。前記二つの端子１５４ａは、互いに垂直し、サイズと及び位置が前記カバー１０の上表面１０４ａに設ける２つの凹槽１０２にそれぞれ対応する。前記二つの端子１５４ｂは、互いに垂直し、サイズと及び位置が前記カバー１０の底面１０４ｂに設ける２つの凹槽１０２にそれぞれ対応する。

前記上コイル１４ａと下コイル１４ｂは、所定の方向に沿って前記環形壁１５０ａと環形壁１５０ｂの外表面にそれぞれ巻かれている。前記上コイル１４ａと下コイル１４ｂの端末は、前記端子１５４ａ、１５４ｂに連結されて、外部の電源（図示せず）と電気接続する。前記上コイル１４ａと下コイル１４ｂに流れる電流を変えると、前記上コイルベース１５ａと下コイルベース１５ｂの磁性が変わる。

焦点を調節する時に、前記上コイル１４ａと下コイル１４ｂに電気を加えると、前記上コイルベース１５ａの環形壁１５０ａ、又は前記下コイルベース１５ｂの環形壁１５０ｂが前記絶縁体１３ａまたは前記絶縁体１３ｂと接続される。これで、前記上コイル１４ａと下コイル１４ｂに電気を加えた時、上コイル１４ａと下コイル１４ｂに極性が反対の磁場が生じる。

前記カメラ用モーター１００を組み立てる時、前記永久磁石１２を前記鏡筒１１０の外表面の中央部に装着し、前記上絶縁体１３ａと下絶縁体１３ｂを前記永久磁石１２の両側にそれぞれ装着する。この後、前記レンズモジュール１１と、前記永久磁石１２と、前記上絶縁体１３ａと、下絶縁体１３ｂを一緒に前記カバー１０の収容空間１０１の内に収容する。すると、前記レンズモジュール１１の鏡筒１１０と前記カバー１０との間に環状の収容部が形成される。

前記上コイルベース１５ａと下コイルベース１５ｂを、前記レンズモジュール１１の両端にそれぞれ装着して、前記上コイルベース１５ａと下コイルベース１５ｂを前記環状の収容部にそれぞれ挿入するようにする。即ち、前記上コイルベース１５ａと下コイルベース１５ｂを前記永久磁石１２の両側に置くようにする。すると、前記上コイルベース１５ａの上環形底面１５２ａと前記下コイルベース１５ｂの下環形底面１５２ｂが、それぞれ前記カバー１０の上表面１０４ａ及び底面１０４ｂと１つの平面を形成する。

前記上環形底面１５２ａの端子１５４ａと前記下環形底面１５２ｂの端子１５４ｂは、それぞれ前記カバー１０の上表面１０２ａの凹槽１０２と底面１０４ｂの凹槽１０２に収容される。この後、溶接の方法で前記端子１５４ａと端子１５４ｂを前記カバー１０に固定する。前記上コイルベース１５ａの環形壁１５０ａと前記下コイルベース１５ｂの環形壁１５０ｂの内表面は、前記鏡筒１１０の外表面に接続される。

前記コイル１４ａとコイル１４ｂを、所定方向に沿って、それぞれ前記上環形壁１５０ａと下環形壁１５０ｂの外表面に巻き付ける。前記コイル１４ａ及び１４ｂは、前記端子１５４ａ及び１５４ｂを介して外部の電源と電気接続する。前記上絶縁体１３ａを、前記前記永久磁石１２と上コイル１４ａの間に装着し、前記下絶縁体１３ｂを、前記永久磁石１２と下コイル１４ｂの間に装着する。これは、焦点調節する時に、前記コイル１４ａ及び１４ｂが直接前記永久磁石１２に接触し、前記コイル１４ａ及びコイル１４ｂの磁場と、前記永久磁石１２の磁場が互いに影響を与えることを防ぐことができる。

図３及び図４は、本発明のカメラ用モーターが遠焦点Ｂと近焦点Ａを調節したことを示す断面図である。デジタルカメラを使う時、前記レンズ１１２が遠焦点Ｂと近焦点Ａとの間を往復する。もし前記永久磁石１２の上方がＮ極であり、下方がＳ極であると、前記２つのコイル１４ａ及び１４ｂに方向が反対される磁場が生じる。図４に示したように、近焦点Ａと遠焦点Ｂの間を往復する前記デジタルカメラのレンズ１１２が移動する前には、近焦点Ａの位置に置かれる。

図３に示したように、前記上コイル１４ａ及び下コイル１４ｂに通電すると、前記上コイル１４ａの上方がＳ極になり、下方がＮ極になり、且つ前記下コイル１４ｂの上方がＮ極になり、下方がＳ極になる。即ち、前記上コイルベース１５ａの両端に磁極が反対のＳ極とＮ極が生じ、前記下コイルベース１５ｂの両端にも磁極が反対の磁場が生じる。

前記永久磁石１２に近接する前記上コイルベース１５ａ一端がＮ極であり、前記上コイルベース１５ａに接近する前記永久磁石１２の一端もＮ極であるから、互いに反発する。前記永久磁石１２に近接する前記下コイルベース１５ｂ一端がＮ極であり、前記下コイルベース１５ｂに接近する前記永久磁石１２の他端がＳ極であるから、互いに引き合う。前記反発し、引き合う作用力により、前記レンズ１１２と永久磁石１２が遠焦点Ｂの位置へ移動する。この時、前記下コイルベース１５ｂの環形壁１５０ｂの上端が前記下絶縁体１３ｂに当接され、前記上コイルベース１５ａの環形壁１５０ａの頂端と前記上絶縁体１３ａの間には一定の間隔が形成される（図１を参照）。

前記レンズモジュール１１が遠焦点Ｂの位置に置かれる後、前記上コイル１４ａと下コイル１４ｂの電気を停止すると、前記上コイルベース１５ａと下コイルベース１５ａ１５ｂの磁場が失わられる。しかし、前記下コイルベース１５ｂを磁性材料で製造したので、前記永久磁石１２が前記下コイルベース１５ｂと引き合う。従って、前記レンズモジュール１１に電力を提供しなくても、前記レンズモジュール１１は依然として遠焦点Ｂの位置に置かれる。

反対に、前記デジタルカメラのレンズ１１２が遠焦点Ｂから近焦点Ａへ移動する時、遠焦点Ｂが前記レンズ１１２の始めの位置になり。図３に示したように、前記上コイル１４ａ及び下コイル１１４ｂの電流方向を変更すると、前記上コイル１４ａ及び下コイル１４ｂに生じる磁場の方向が反対になる。即ち、前記上コイル１４ａの上方がＮ極になり、下方がＳ極になり、従って、前記下コイル１４ｂの上方がＳ極になり、下方がＮ極になる。

図４に示したように、前記上コイルベース１５ａの下方がＳ極であり、上方がＮ極である。前記下コイルベース１５ｂの下方がＮ極であり、上方がＳ極である。前記永久磁石１２の下方がＳ極であり、上方がＮ極である。従って、前記上コイルベース１５ａと前記永久磁石１２が互いに引き合い、前記下コイルベース１５ｂと永久磁石１２が互いに反発するので、前記レンズモジュール１１が前記永久磁石１２と一緒に近焦点Ａの位置へ移動する。これで、前記上コイルベース１５ａの環形壁１５０ａの頂端が前記上絶縁体１３ａに当接するので、前記下コイルベース１５ｂの環形壁１５０ｂの頂端と前記下絶縁体１３ｂの間に一定の間隔が形成される。

前記レンズモジュール１１が近焦点Ａの位置に到着した後、前記上コイル１４ａ及び下コイル１４ｂの電気を切ると、前記上コイルベース１５ａ及び下コイルベース１５ｂに生じる電界が消える。前記上コイルベース１５ａを磁性材料で製造し前記永久磁石１２と前記上コイルベース１５ａが互いに引き合うので、前記レンズモジュール１１に電気を提供しなくても近焦点Ａの位置に置かれることができる。

前記永久磁石１２の上方がＳ極であり、下方がＮ極である場合、上コイル１４ａ及び下コイル１４ｂにコイルを巻く方向を変更しても、同様の効果を達成できる。デジタルカメラのレンズ１１２が近焦点Ａから遠焦点Ｂへ移動する時、近焦点Ａが前記レンズ１１２の初めの位置がなる。前記上コイル１４ａ及び下コイル１４ｂに電気を提供すると、前記上コイル１４ａの上方がＮ極になり、下方がＳ極になる。従って、前記下コイル１４ｂの上方がＳ極になり、下方がＮ極になる。

即ち、前記上コイルベース１５ａの下方がＳ極であり、上方がＮ極である。前記下コイルベース１５ｂの下方がＮ極であり、上方がＳ極である。前記永久磁石１２の下方がＮ極であり、上方がＳ極である。従って、前記上コイルベース１５ａと前記永久磁石１２が互いに反発し、前記下コイルベース１５ｂと永久磁石１２が互いに引き合うので、前記レンズモジュール１１が前記永久磁石１２と一緒に遠焦点Ｂの位置へ移動する。

前記デジタルカメラのレンズ１１２が遠焦点Ｂから近焦点Ａへ移動する時、遠焦点Ｂが前記レンズ１１２の始めの位置になる。前記上コイル１４ａ及び下コイル１４ｂの電流方向を変更すると、前記上コイル１４ａ及び下コイル１４ｂに生じる磁場の方向が反対になる。即ち、前記上コイル１４ａの上方がＳ極になり、下方がＮ極になる。従って、前記下コイル１４ｂの上方がＮ極になり、下方がＳ極になる。

即ち、前記上コイルベース１５ａの下方がＮ極であり、上方がＳ極である。前記下コイルベース１５ｂの下方がＳ極であり、上方がＮ極である。前記永久磁石１２の下方がＮ極であり、上方がＳ極である。従って、前記上コイルベース１５ａと前記永久磁石１２が互いに引き合い、前記下コイルベース１５ｂと永久磁石１２が互いに反発するので、前記レンズモジュール１１が前記永久磁石１２と一緒に近焦点Ａの位置へ移動する。

本発明の実施形態に係るカメラモーターの斜視図である。 図１に示すカメラモーターの分解図である。 図１に示すカメラ用モーターが遠焦点にある断面図である。 図１に示すカメラ用モーターが遠焦点にある断面図である。

符号の説明

１０ カバー
１１ レンズモジュール
１２ 永久磁石
１３ａ 上絶縁体
１３ｂ 下絶縁体
１４ａ 上コイル
１４ｂ 下コイル
１５ａ 上コイルベース
１５ｂ 下コイルベース
１００ カメラ用モーター
１０１ 収容空間
１０２ 凹槽
１０３ 連接槽
１０４ａ 上表面
１０４ｂ 底面
１０５ 外側面
１１０ 鏡筒
１１２ レンズ
１５０ａ 環形壁
１５０ｂ 環形壁
１５２ａ 環状底面
１５２ｂ 環状底面
１５４ａ 端子
１５４ｂ 端子
Ａ 近焦点
Ｂ 遠焦点

Claims (13)

1. レンズモジュールと、
   前記レンズモジュールの外周面を囲む永久磁石と、
   前記永久磁石の両端にそれぞれ設置される上コイルベース及び下コイルベースと、
   前記上コイルベース及び下コイルベースに巻き付けられる上コイル及び下コイルと、を含むカメラ用モーターにおいて、
   前記上コイル及び下コイルに通電する場合、前記上コイル及び下コイルに生じる磁場と前記永久磁石の作用力により、レンズモジュールが近焦点と遠焦点との間で移動することを特徴とするカメラ用モーター。
2. 前記永久磁石と前記上コイルベースとの間に設置され、前記永久磁石と前記上コイルベースを分離する上絶縁体と、
   前記永久磁石と前記下コイルベースとの間に設置され、前記永久磁石と前記下コイルベースを分離する下絶縁体と、をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のカメラ用モーター。
3. 前記上絶縁体及び下絶縁体を銅から製造することを特徴とする請求項２記載のカメラ用モーター。
4. 前記上絶縁体及び下絶縁体がそれぞれ前記永久磁石の両側に装着され、前記レンズモジュールが近焦点あるいは遠焦点の位置に置かれる時、前記コイルベースのうち一つのコイルベースが対応する１つの絶縁体に接触され、且つ他のコイルベースと他の絶縁体との間に一定の間隔が形成されることを特徴とする請求項２記載のカメラ用モーター。
5. 前記コイルベースを鉄から製造することを特徴とする請求項１記載のカメラ用モーター。
6. 前記コイルベースは、環状の底面と、前記環状の底面の内縁から延長して形成される環形壁と、を含み、
   前記コイルが前記環形壁に巻かれ、前記環状の底面には、前記コイルを電源と接続する二つの端子が形成されることを特徴とする請求項１記載のカメラ用モーター。
7. 前記二つの端子は、互いに垂直するように前記環状の底面の外周縁から径方向に沿って外部へ延長されていることを特徴とする請求項６記載のカメラ用モーター。
8. 前記カメラ用モーターは、前記カバーの上表面及び底面に端子を収容する凹槽がそれぞれ形成されるカバーをさらに含むことを特徴とする請求項７記載のカメラ用モーター。
9. 前記カバーは方形体であり、
   前記２つの凹槽が前記カバーの上表面及び底面にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項８記載のカメラ用モーター。
10. 前記レンズモジュールは、環状の鏡筒と、前記鏡筒の内に装着されたレンズと、を含み、
    前記永久磁石が前記鏡筒の外周面の中心を囲むことを特徴とする請求項１記載のカメラ用モーター。
11. 第一コイルベース及び第二コイルベースと、
    前記第一コイルベース及び第二コイルベースにそれぞれ巻かれる第一コイル及び第二コイルと、
    レンズモジュールと、
    前記第一コイルベースと第二コイルベースとの間に置かれるように前記レンズモジュールに装着される永久磁石と、を含むカメラ用モーターにおいて、
    前記第一コイルと第二コイルに通電する場合、前記第一コイルベース及び第二コイルベースに極性が反対の磁場が生じ、且つ前記磁場と永久磁石の作用力によって前記レンズモジュールが前記第一コイルベースと第二コイルベースとの間で移動することを特徴とするカメラ用モーター。
12. 前記レンズモジュールは、前記カバーの内に収容される環状の鏡筒を含み、前記カバーには、前記第一コイルベースと、第二コイルベースと、永久磁石と、を収容する環状の収容空間が形成されることを特徴とする請求項１１記載のカメラ用モーター。
13. 前記永久磁石の上表面と下表面には、２つの磁性絶縁体がそれぞれ付着されることを特徴とする請求項１２記載のカメラ用モーター。

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