JP2008197671A - ボイスコイルモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化が可能で且つ高速応答時間を有するレンズモジュールを提供する。
【解決手段】ボイスコイルモータレンズモジュール20は、外壁38及び内壁39が上壁40により接合された環状形態の磁石ハウジング33を収容する2部分ケーシングを有する。磁界を発生する1つ以上の磁石31が外壁38の内面に取り付けられる。レンズを支持するレンズホルダ29はその外面に固定されたコイル30を有し、一対のスプリング27で懸架されて、コイル30が磁界内に配置される。ホルダ29は内部ボア58及び軸方向上端41を有する。内壁39はホルダ29の内部ボア58へ延び、ホルダ29の上端41は停止位置において上壁40の内面に固定された上部クッション22に載せられる。使用中、コイル30に流れる電流でホルダ29を下方へ移動し、ホルダ29の下の映像センサに映像を収束する。完全に延びた位置で、ホルダ29の下端がケーシングに固定された下部クッション26に載せられる。
【選択図】図3
【解決手段】ボイスコイルモータレンズモジュール20は、外壁38及び内壁39が上壁40により接合された環状形態の磁石ハウジング33を収容する2部分ケーシングを有する。磁界を発生する1つ以上の磁石31が外壁38の内面に取り付けられる。レンズを支持するレンズホルダ29はその外面に固定されたコイル30を有し、一対のスプリング27で懸架されて、コイル30が磁界内に配置される。ホルダ29は内部ボア58及び軸方向上端41を有する。内壁39はホルダ29の内部ボア58へ延び、ホルダ29の上端41は停止位置において上壁40の内面に固定された上部クッション22に載せられる。使用中、コイル30に流れる電流でホルダ29を下方へ移動し、ホルダ29の下の映像センサに映像を収束する。完全に延びた位置で、ホルダ29の下端がケーシングに固定された下部クッション26に載せられる。
【選択図】図3
Description
本発明は、ボイスコイルモータに係る。
レンズモジュール、特に、自動焦点のレンズモジュールは、映像を映像平面に収束するための単一レンズ又はレンズアッセンブリ(ここでは単にレンズと称される)が取り付けられるレンズホルダを有している。使用中、映像平面は、CMOS又はCCDデバイスのような映像センサとなるが、実際には、レンズモジュールが裸で製造され、これは、レンズをもたず、且つカメラのモジュールメーカーにより取り付けられる映像センサをもたないことを意味する。レンズモジュールは、アクチュエータにより短いまっすぐな経路に沿って駆動されるように構成されたレンズホルダを有する。既知のアクチュエータは、DCモータ、ステッパモータ、ボイスコイルモータ、超音波モータ、及び圧電アクチュエータを含む電気歪アクチュエータを含む。
小型カメラモジュールが移動電話やラップトップコンピュータやコンピュータモニタのような益々多くの装置に組み込まれてきているので、小型レンズモジュールが強く要望される。同時に、低価格及び小型サイズが要望される。
ボイスコイルモータ駆動のレンズモジュールは、価格に利点があり、又、サイズの減少につれて、ある限定された範囲の動きにわたり満足な性能を発揮する。近年の開発が、例えば、シコー・エンジニアリング・カンパニー・リミテッドによる日本特許出願JP2006−58662号及びJP2005−128405号に開示されている。
現在のボイスコイルモータ駆動モジュールに伴う1つの問題は、モジュールの全サイズを更に減少し、しかも、レンズのサイズを維持し、且つ休止位置から力を得るために特にモジュールの応答時間のような性能を更に改善するのが困難なことである。
小型レンズモジュールに伴う別の問題は、レンズがモジュール内に安全に取り付けられておらず、又、モジュールを落下するか或いは高い又は激しい振動条件で動作することにより受ける衝撃のためにダメージが生じ得ることである。
従って、本発明の目的は、より小型にすることができ且つ高速応答時間を有するレンズモジュールを提供することである。
別の目的は、より頑丈で且つ落下や振動に関連した衝撃を良好に取り扱うことのできるレンズモジュールを提供することである。
従って、本発明は、その1つの態様において、カメラ等のレンズモジュールであって、
磁石ハウジング、磁界を発生する永久磁石手段、レンズを支持するレンズホルダ、及びこのレンズホルダの外面に固定されたコイルを収容する2部分ケーシングを備え、
このケーシングは、上部ケース及び下部ケースを有し、
磁石ハウジングは、丸い円筒状外壁及び該外壁と同心的な丸い円筒状内壁により形成されてその上端が上壁で接合された環状の形状を有し、その下端は開いたままであり、内壁の軸方向長さは、外壁の軸方向長さより短く、
永久磁石手段は、外壁の内面に固定された少なくとも1つの永久磁石を備え、
レンズホルダは、光学軸を画成する貫通孔を有し、該貫通孔は、レンズを受け容れるように構成され、更に、レンズホルダは、上端及び下端を有し、レンズホルダの半径方向外面は、下端に向かって位置されたフランジを備え、レンズホルダの貫通孔は、段付きボアを有していて、該ボアの上部は、下部より直径が大きく、更に、レンズホルダは、磁石ハウジングの内壁がボアの上部に直面するように磁石ハウジングに挿入することができ、
磁石ハウジングの上壁の内面には上部クッションが固定されて、レンズホルダの上端と磁石ハウジングの上壁との間の直接接触を防止するように位置され、レンズホルダのための停止位置を画成し、
レンズホルダは、2つのスプリングにより支持され、これらスプリングは、レンズホルダの下端及び下部ケースに係合して、レンズホルダを光学軸に沿って移動するように弾力で支持すると共に、レンズホルダを上部クッションに接触させるように上方にバイアスさせ、更に、
コイルは、フランジの軸方向上面に載せられて、永久磁石手段の磁界内に配置され、これにより、コイルに流れる電流が、永久磁石手段の磁界と反応する磁界を発生して、コイルをフランジに対して下方に押し付けると共に、レンズホルダをスプリングの力に抗して移動させるようにしたレンズモジュールを提供する。
磁石ハウジング、磁界を発生する永久磁石手段、レンズを支持するレンズホルダ、及びこのレンズホルダの外面に固定されたコイルを収容する2部分ケーシングを備え、
このケーシングは、上部ケース及び下部ケースを有し、
磁石ハウジングは、丸い円筒状外壁及び該外壁と同心的な丸い円筒状内壁により形成されてその上端が上壁で接合された環状の形状を有し、その下端は開いたままであり、内壁の軸方向長さは、外壁の軸方向長さより短く、
永久磁石手段は、外壁の内面に固定された少なくとも1つの永久磁石を備え、
レンズホルダは、光学軸を画成する貫通孔を有し、該貫通孔は、レンズを受け容れるように構成され、更に、レンズホルダは、上端及び下端を有し、レンズホルダの半径方向外面は、下端に向かって位置されたフランジを備え、レンズホルダの貫通孔は、段付きボアを有していて、該ボアの上部は、下部より直径が大きく、更に、レンズホルダは、磁石ハウジングの内壁がボアの上部に直面するように磁石ハウジングに挿入することができ、
磁石ハウジングの上壁の内面には上部クッションが固定されて、レンズホルダの上端と磁石ハウジングの上壁との間の直接接触を防止するように位置され、レンズホルダのための停止位置を画成し、
レンズホルダは、2つのスプリングにより支持され、これらスプリングは、レンズホルダの下端及び下部ケースに係合して、レンズホルダを光学軸に沿って移動するように弾力で支持すると共に、レンズホルダを上部クッションに接触させるように上方にバイアスさせ、更に、
コイルは、フランジの軸方向上面に載せられて、永久磁石手段の磁界内に配置され、これにより、コイルに流れる電流が、永久磁石手段の磁界と反応する磁界を発生して、コイルをフランジに対して下方に押し付けると共に、レンズホルダをスプリングの力に抗して移動させるようにしたレンズモジュールを提供する。
好ましくは、スプリングは、導電性であり、そしてコイルからのリード線は、スプリングを経て電源に接続される。
好ましくは、スプリングは、前記モジュールのための電気端子を形成する。
好ましくは、スプリングは、リーフ型スプリングである。
好ましくは、スプリングは、前記モジュールのための電気端子を形成する。
好ましくは、スプリングは、リーフ型スプリングである。
好ましくは、各スプリングは、レンズホルダに固定された内縁と、下部ケースに固定された外縁と、これら内縁及び外縁の間に延びる少なくとも1つの蛇行するフィンガーとを伴うフラットな形態を有する。
好ましくは、スプリングの外縁は、磁石ハウジングにより絶縁リングを通して下部ケースに押し付けられる。
好ましくは、レンズホルダの下端は、段付きであり、そしてスプリングの内縁を分離する非段付き部分を有する。
好ましくは、スプリングの外縁は、磁石ハウジングにより絶縁リングを通して下部ケースに押し付けられる。
好ましくは、レンズホルダの下端は、段付きであり、そしてスプリングの内縁を分離する非段付き部分を有する。
好ましくは、レンズホルダのフランジは、コイルのリード線(56)をスプリングへ通過するための2つの溝を有する。
好ましくは、レンズホルダのボアの上部は、複数の軸方向に延びるリブを有し、これらのリブは、小さなエアギャップにわたって磁石ハウジングの内壁の半径方向外面に直面して、レンズホルダの軸方向上端の傾斜を制限する。
好ましくは、リブは、上部ボア部分の全長にわたり軸方向に延びる。
好ましくは、レンズホルダのボアの上部は、複数の軸方向に延びるリブを有し、これらのリブは、小さなエアギャップにわたって磁石ハウジングの内壁の半径方向外面に直面して、レンズホルダの軸方向上端の傾斜を制限する。
好ましくは、リブは、上部ボア部分の全長にわたり軸方向に延びる。
好ましくは、リブは、上部ボア部分の長さの半分にわたり軸方向に延びる。
好ましくは、上部ケース及び下部ケースは、それらの間に前記磁石ハウジングをクランプする。
好ましくは、上部ケース及び下部ケースは、2つのケースを一緒に接合する相互接続脚を有する。
好ましくは、上部ケース及び下部ケースは、それらの間に前記磁石ハウジングをクランプする。
好ましくは、上部ケース及び下部ケースは、2つのケースを一緒に接合する相互接続脚を有する。
好ましくは、下部ケースの脚は、内側の垂直溝を有し、スプリングは、該溝へと延びるタブを有し、そして上部ケースの脚は、溝へと延びてタブを下部ケースに押し付けるフィンガーを有する。
好ましくは、上部ケース及び下部ケースは、接着剤により一緒に固定される。
好ましくは、下部ケースには下部クッションが固定されて、完全に延びた位置においてレンズホルダの下端が下部ケースに直接接触するのを防止するように構成される。
好ましくは、上部ケース及び下部ケースは、接着剤により一緒に固定される。
好ましくは、下部ケースには下部クッションが固定されて、完全に延びた位置においてレンズホルダの下端が下部ケースに直接接触するのを防止するように構成される。
好ましくは、上部及び下部クッションは、レンズホルダより低い密度を有するクッション材料で形成される。
好ましくは、クッション材料は、エラストマー材料である。
好ましくは、磁石ハウジングの内壁及び上壁は、レンズホルダにより支持されたレンズへ広い角度の光が到達できるようにテーパ付けされた領域で接合される。
好ましくは、クッション材料は、エラストマー材料である。
好ましくは、磁石ハウジングの内壁及び上壁は、レンズホルダにより支持されたレンズへ広い角度の光が到達できるようにテーパ付けされた領域で接合される。
好ましくは、スプリングは、磁性であり、レンズホルダが停止位置にあるときに永久磁石手段へ引き付けられて、レンズホルダに大きな力を与える。
好ましくは、スプリングは、レンズホルダが停止位置にあるとき、即ちレンズホルダが上部クッションに接触するときに、レンズホルダに最小の力を与える。
好ましくは、レンズホルダには、磁石手段との磁気吸引力によってクッションに対してレンズホルダを保持する上でスプリングを助ける位置に磁気物体が取り付けられる。
好ましくは、スプリングは、レンズホルダが停止位置にあるとき、即ちレンズホルダが上部クッションに接触するときに、レンズホルダに最小の力を与える。
好ましくは、レンズホルダには、磁石手段との磁気吸引力によってクッションに対してレンズホルダを保持する上でスプリングを助ける位置に磁気物体が取り付けられる。
好ましくは、レンズホルダは、磁気特性を示す材料のものである。
好ましくは、レンズホルダは、レンズホルダが停止位置にあるときに磁石ハウジングに磁気的に引き付けられるように構成された補助磁石を有する。
好ましくは、補助磁石は、レンズホルダの上端に配置され、そしてレンズホルダが停止位置にあるときに上壁に磁気的に引き付けられる。
好ましくは、レンズホルダは、レンズホルダが停止位置にあるときに磁石ハウジングに磁気的に引き付けられるように構成された補助磁石を有する。
好ましくは、補助磁石は、レンズホルダの上端に配置され、そしてレンズホルダが停止位置にあるときに上壁に磁気的に引き付けられる。
以下、添付図面を参照して、本発明の1つの好ましい実施形態を一例として説明する。
好ましいレンズモジュール20は、図1に組立状態で示され、そして図2に分解状態で示されている。モジュール20の外観は、8.5x8.5x5mmのずんぐりした方形ボックスのようなものである。モジュール20は、下部ケース21及び上部ケース22を伴う2部分ケーシングを有する。上部ケース22は、捕捉されるべき映像の光が通過し得る中央孔23を有する。各側部には、上部及び下部ケースの接合縁の欠切により付加的な開口24が形成されている。これら側部開口の1つを通して、モジュール20を電源に接続するために2つの端子25が突出している。側部開口24を通して磁石ハウジング33を見ることができる。
図2の分解図を参照すれば、モジュール20のコンポーネントは、底部からスタートして命名される。底部には、下部ケース21がある。下部ケース21の床に固定されているのは、下部クッション26である。下部ケースに固定又は配置されているのは、2つのスプリング27である。スプリング27の下縁の頂部には絶縁リング28が配置される。スプリング27の内縁によってレンズホルダ29が支持される。コイル30がレンズホルダ29を取り巻き、レンズホルダ29のフランジに載せられる。コイルは、2本のリード線56を有する。4つの弓形磁石31が永久磁界を与え、一緒に取り付けられると、磁石リングを形成する。磁石31は、磁石ハウジング33内に取り付けられる。ハウジング33の上部内面には上部クッション32が固定される。上部ケース22は、ハウジング33を下部ケース21に押し付け、それらの間にスプリング27及び絶縁リング28を捕獲すると共に、各コーナーに1つづつ、4つの脚35を有し、これらの脚は、下部ケース21のコーナーから上方に延びる4つの脚36に嵌合し、これにより、ハウジング33が包囲される。
図3及び4は、モジュールを組立状態で示す断面図である。図3において、レンズホルダ29は、休止位置即ち停止位置にあって、レンズホルダ29は、ハウジング33に固定された上部クッション32に押し付けられる。図4において、レンズホルダ29は、レンズモジュールが非常に接近した物体に焦点を合わせるときのように、完全に延びた位置で示されている。この位置では、レンズホルダ29は、下部クッション26に押し付けられて示されている。動作中、レンズホルダは、図3及び4に示す垂直の光学軸70に沿って移動して、休止位置から下部ケースに向かって下方に移動する。完全に延びた位置にあるときは、レンズホルダ29は、下部ケース21に最も接近した位置にある。従って、使用中に、レンズ又はレンズホルダ29は、それが停止位置にあるときよりケースから更に延びることはなく、常にレンズを保護状態に維持する。完全に延びた位置では、レンズホルダ29は、下部ケース21に接触し得る。しかしながら、好ましい実施形態では、完全に延びた位置において、レンズホルダ29が下部クッション26に接触し、下部ケース21との直接的な接触を防止する。
図2、3及び4に見られるように、ハウジング33は、外壁38及び内壁39とで環状になっている。内壁及び外壁は、正円筒状で且つ同心的である。ハウジングの上端は、内壁及び外壁39、38の間に延びる上壁40により閉じられる。ハウジング33は、環状で且つ底部に向かって開いており、そして外壁38の外側下縁37は、絶縁リング28に押し付けられる。外壁38の軸方向高さは、内壁39の軸方向高さより大きく、2倍以上の高さである。ハウジング33の内壁39は、レンズホルダ39へと延びている。上部クッション32は、ハウジングの端壁の内面に固定され、そしてハウジング33とレンズホルダ29の上端41との間の緩衝器を形成する。磁石1は、ハウジング33の外壁38の内面に適合され、端壁40の内面に当接する。
コイル30は、磁石31により形成されたリングの内側に位置され、小さなエアギャップ42を横切って磁石に対向し、そしてレンズホルダ29の半径方向外面に固定される。レンズホルダ29それ自体は、ハウジング33の内壁39の半径方向内面との密接隙間ばめである。明らかなように、ハウジング33の内壁39は、ハウジングの外壁38よりも実質的に短い。又、ハウジング33の内径は、レンズホルダ29の内径と実質的に同じであり、レンズホルダ29の内面44は、ハウジング33の内壁39を受け入れるよう段々になっていることも明らかである。
下部ケース21は、図5に示すように、中央開口45も有し、これを通して、レンズからの収束映像が、モジュールの下に取り付けられるべき映像センサに投射される。下部ケース21のコーナーには、上方に延びる脚36が上部ケース22からの脚35に嵌合するように配置されている。これらの脚は、断面がU字型で、脚36に垂直溝46を形成している。周囲の段47は、スプリング27のための座部を形成する。脚36間に形成されたウインドウの2つには、スプリング27を分離するための小さな突起48がある。下部ケース21は、内部空所を有し、使用中、スプリング27及びレンズホルダ29がレンズを通して映像を収束するためにこの空所へと移動する。突起49が下部ケースの内面に形成されて等離間され、磁石のための支持ストッパを形成する。突起67が、突起49の間で周囲方向に離間されて、下部ケースの内面に形成される。突起49及び突起67は、それらの間にレンズホルダ29のフランジ34を受け入れ、レンズホルダの下部を横方向移動に対して支持する。
上部ケース22は、図6に示すように、中央開口23と、各コーナーから下方に延びる4つの脚35とを伴うフラットな上面を有する。各脚35は、下方に延びるフィンガー50を有し、これは、下部ケース21の脚36に形成された垂直溝46の各々に受け入れられ、2つのケース21、22をインターロックする。又、フィンガー50は、溝46内に位置するスプリング27のタブ51を押し付け、スプリング27を固定する。
図7は、スプリング27の1つを示す。他方のスプリングは、鏡像である。スプリング27は、半円形の見掛けを有し、2つのスプリングを並置すると、それらの間に小さなギャップのみをもつ完全な円を形成し、そのギャップには、下部ケースの突起48が嵌合する。スプリング27は、2つの細い蛇行するリーフ又はフィンガー54により一緒に接合された広い外縁52及び広い内縁53を有する。これらスプリングは、ベリリウム銅のような弾力性の導電性材料で作られる。外縁52は、一体的端子25と、2つの横方向に延びるタブ51とを有し、これらのタブは、上述したように、下部ケース21の脚36の溝46に嵌合される。又、スプリング27の内縁53は、外方に延びるタブ55を有し、これには、コイル30からのリード56が、任意であるがスポット溶接により固定される。スプリング27をレンズホルダ29に固定するのに接着剤が使用される。2つのスプリング27の内縁53は、レンズホルダ29が載せられる支持カラーを形成する。
レンズホルダ29は、図8では斜視図で示され、そして図9では下からの斜視図で示されている。レンズホルダ29は、基本的に管状で、上述したように、コイル30か載せられる外側フランジ34と、段付きの内側ボアとを有する。フランジ34は、レンズホルダ29の底部に向かって配置され、そして2つのギャップ57を有し、これを通してコイル30からのリード線56がスプリング27へと下方に延ばされる。レンズホルダ29は、光学軸70を形成する貫通開口58を有する。貫通開口58は、レンズ(図示せず)を受け入れる。レンズホルダ29の内面又はボアは、主として正円筒形であり、上端41に2つの段を有する。内側の第1の段付き部分59は、僅かな間隙でハウジング33の内壁39を受け入れるように構成される。内側の第2の段付き部分60は、より大きな間隙を有するが、段内には、軸方向に延びる6つのリブ61がある。リブ61の半径方向高さは、第2の段60の巾に等しいか又はそれより僅かに小さく、従って、リブ61は、レンズホルダ29が使用中に傾斜するか又は横に動いた場合に、ハウジング33の内壁39に対する低摩擦ガイドを形成する。リブ61とハウジング33の内壁39との間には僅かな間隙があり、この間隙は、第1の段付き部分59の間隙と同じであるか又はそれより僅かに大きい。
レンズホルダ29の下端62には、外面に段63がある。この段63は、スプリング27のための座部を形成する。スプリングの内縁53は、段63の軸方向面にのり付けされる。2つの突起64は、段63を2つの部分に切断し、そしてスプリング27の内縁53を配置し分離する。この構成は、スプリング27をレンズホルダ29にキー固定する。
コイル30は、図2に示すように、レンズホルダの外面65に直接取り付けることのできる銅線の多数の巻回で形成されたリングであるが、レンズホルダの外面65に押し付けられ且つフランジ34に載せられる自立リングであるのが好ましい。自立リングとして、コイル30は、絶縁材料において結合することができ、そして線の巻回を一緒に保持して堅牢なコイルを形成する樹脂が含浸されるのが好ましい。コイル30は、接着剤でレンズホルダ29に固定されるのも任意である。リード線56として知られたコイル30の端は、スプリング27に接続される。
図2及び3に示すように、絶縁材料のリング28が下部ケース21においてスプリング27の頂部に配置され、ハウジング33が、スプリング27を短絡することなく、スプリング27の外縁52を下部ケース21に押し付けるのを許す。ハウジング33は、磁気材料で作られ、耐腐食性のためにはステンレススチールが好ましい。レンズホルダ29の上端41及びコイル30は、ハウジング33の内壁39と外壁38との間に形成された環状スペースへと延びる。低密度材料、好ましくは、発泡ゴムのようなエラストマー材料の環状リング32がハウジングの閉じた端の内面に固定され、レンズホルダ29とハウジング33との間のクッション又は緩衝器として働く。
変更されたレンズホルダが図10に示されている。このレンズホルダ29では、ハウジング33の内壁39に対向する内面部分が変更されている。この面は、もはや段がなく、リブ61は、ホルダの軸方向端41から、光学レンズを受け入れる区分のための段59へ全面に沿って軸方向に延びる。リブ61の半径方向高さは非常に小さく、且つホルダの厚みは非常に小さいので、リブ61は、これを強調させる溝66を各側に沿って有する。これは、成形を容易にし、型の寿命を延ばす。
使用中、多数のレンズが一緒に固定されたアッセンブリであるか又は単一レンズであるレンズは、レンズホルダのボアに固定される。レンズモジュールは、CCD又はCMOS映像センサのような映像センサアッセンブリに配置され、そしてレンズアッセンブリは、映像センサコントローラからの制御信号に基づいてレンズホルダを移動することで移動される。レンズホルダの位置は、コイルに電流を通流することにより制御される。永久磁石は、固定磁界を与えるので、コイルに通流する電流は、コイルに磁力を発生させ、これは、次いで、スプリングにより作用される力に抗してレンズホルダに力を付与する。コイルに流れる電流が大きいほど、発生される力が大きく、レンズホルダの移動が大きくなる。コイルに電流が流れない状態では、レンズホルダは、休止位置又は停止位置として知られている位置でスプリングにより上部クッションに押し付けられる。休止位置においてスプリングにより加えられる力は、クッションに対するレンズホルダの希望の保持力を与えるように調整することができる。コイルの電流が増加するにつれて、レンズホルダは、最大移動に達するまで下部ケースに向かって移動され、その時点で、レンズホルダが、下部ケース、下部ケースの下部クッション、又はスプリングの最大延長部に押し付けられる。
レンズホルダを移動する力は、磁石とコイルとの間に生成される磁気力に依存する。磁石がパワフルである程、又はコイルの巻回数が多い程、又はコイルに流れる電流が大きい程、大きな力が生じる。スプリングの強さや、コイル及びレンズアッセンブリを含むレンズホルダアッセンブリの質量は、レンズを移動するに必要な力に影響すると共に、レンズを移動する速度にも影響する。レンズホルダアッセンブリが軽い程、応答時間が速い程、ひいては、カメラモジュールの動きが素早い程、焦点が合わせ易い。
レンズホルダの下端のみにスプリングをもたせることで、上部スプリング及び上部スプリングのための取り付けを排除することにより、レンズホルダの高さ、ひいては、レンズモジュールの高さを短くすることができる。
ハウジングをレンズホルダの内面まで延ばすことで、ハウジングの内壁を受け入れるためのコイルとレンズホルダとの間のスペースの必要性を排除することにより、ハウジングの外径を小さくすることができる。又、これは、レンズホルダをより軽くすることができ、コイルをレンズホルダにより良好に支持することができる。
好ましい実施形態は、レンズホルダを停止位置に支持するためのクッションと、レンズホルダを完全に延びた位置に支持するためのクッションとを有するが、レンズを完全に延びた位置に支持するためのクッションは任意であり、低コストの態様では使用されないことを想起されたい。というのは、レンズホルダが完全に延びた位置にあるとき、即ちクローズアップ写真を撮影するときには激しい振動又は衝撃の発生が極めて稀と考えられるからである。
コイルに流れる電流に対して非常に迅速な応答時間を与えるために、スプリング27は、停止位置においてレンズホルダに非常に僅かな圧力、ほぼゼロの力、しか及ぼさないように設計されるのが望ましい。これは、停止位置における保持の問題を招くことがある。これを克服するために、レンズホルダに磁気部片を取り付け又は埋め込むことができ、この磁気部片は、永久磁界と反応して、レンズホルダを停止位置に保持する上で役立つ磁気吸引力を生じさせる。実際には、停止保持力を助けるために、他の部品が磁気特性を有してもよい。例えば、ベリリウム銅のスプリングに代わって、例えば、ステンレススチールのような、導電性弾力性及び磁気材料のスプリングを使用して、停止位置で、スプリングがレンズホルダに対してほとんど又は全くスプリング力を与えないが、スプリングを通して作用する磁気力がレンズホルダを停止位置に保持する上で助けとなるか又は完全に保持するようにしてもよい。或いは又、小さな磁石をレンズホルダ内に取り付けるか又は埋め込み、停止位置においてハウジングの内壁又は上壁への磁気吸引力をもたせるようにしてもよい。これらの磁石又は磁気部片は、図9において、フランジ34に破線71で概略的に表わされる。
又、図3及び4には示さないが、図1に示唆されたように、内壁と上壁との間の接続は、例えば、誇張した半径又は平坦化したコーナーを使用することにより傾斜させることができ、これにより、映像捕捉角度を若干増加することで、レンズホルダに支持されたレンズへ多量の光を通すことができる。
上述した実施形態は、単なる一例に過ぎず、当業者であれば、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱せずに、種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。
20:レンズモジュール
21:下部ケース
22:上部ケース
23:中央孔
24:開口
25:端子
26:下部クッション
27:スプリング
28:絶縁リング
29:レンズホルダ
30:コイル
31:磁石
32:上部クッション
33:磁石ハウジング
34:フランジ
35:脚
36:脚
38:外壁
39:内壁
40:上壁
42:エアギャップ
45:中央開口
46:垂直溝
47:周囲段
48:突起
49:突起
50:フィンガー
56:リード線
59:第1の段付き部分
60:第2の段付き部分
61:リブ
63:段
64:突起
66:溝
67:突起
70:光学軸
21:下部ケース
22:上部ケース
23:中央孔
24:開口
25:端子
26:下部クッション
27:スプリング
28:絶縁リング
29:レンズホルダ
30:コイル
31:磁石
32:上部クッション
33:磁石ハウジング
34:フランジ
35:脚
36:脚
38:外壁
39:内壁
40:上壁
42:エアギャップ
45:中央開口
46:垂直溝
47:周囲段
48:突起
49:突起
50:フィンガー
56:リード線
59:第1の段付き部分
60:第2の段付き部分
61:リブ
63:段
64:突起
66:溝
67:突起
70:光学軸
Claims (25)
- カメラ等のレンズモジュールにおいて、
磁石ハウジング(33)、磁界を発生する永久磁石手段(31)、レンズを支持するレンズホルダ(29)、及びこのレンズホルダ(29)の外面(65)に固定されたコイル(30)を収容する2部分ケーシングを備え、
前記ケーシングは、上部ケース(22)及び下部ケース(21)を有し、
前記磁石ハウジング(33)は、丸い円筒状外壁(38)、及びこの外壁と同心的な丸い円筒状内壁(39)により形成されてその上端が上壁(40)で接合された環状の形状を有し、その下端は開いたままであり、内壁(39)の軸方向長さは、外壁(38)の軸方向長さより短く、
前記永久磁石手段は、前記外壁(38)の内面に固定された少なくとも1つの永久磁石(31)を備え、
前記レンズホルダ(29)は、光学軸(70)を画成する貫通孔(58)を有し、該貫通孔(58)は、レンズを受け容れるように構成され、更に、前記レンズホルダ(29)は、上端(41)及び下端(62)を有し、前記レンズホルダ(29)の半径方向外面(65)は、前記下端(62)に向かって位置されたフランジ(34)を備え、前記レンズホルダ(29)の前記貫通孔(58)は、段付きボアを有していて、該ボアの上部は、下部より直径が大きく、更に、前記レンズホルダ(29)は、前記磁石ハウジング(33)の内壁(39)が前記ボアの上部に直面するように前記磁石ハウジング(33)に挿入することができ、
前記磁石ハウジング(33)の上壁(40)の内面には上部クッション(32)が固定されて、前記レンズホルダの上端(41)と前記磁石ハウジング(33)の上壁(40)との間の直接接触を防止するように位置され、前記レンズホルダ(29)のための停止位置を画成し、
前記レンズホルダ(29)は、2つのスプリング(27)によって支持され、これらスプリングは、前記レンズホルダ(29)の下端(62)及び前記下部ケース(21)に係合して、前記レンズホルダ(29)を前記光学軸(70)に沿って移動するように弾力で支持すると共に、前記レンズホルダ(29)を前記上部クッション(32)に接触するように上方にバイアスさせ、
前記コイル(30)は、前記フランジ(34)の軸方向上面に載せられて、前記永久磁石手段(31)の磁界内に配置され、これにより、前記コイル(30)に流れる電流が、前記永久磁石手段(31)の磁界と反応する磁界を発生して、前記コイル(30)を前記フランジ(34)に対して下方に押し付けると共に、前記レンズホルダ(29)を前記スプリング(27)の力に抗して移動させるようにした、レンズモジュール。 - 前記スプリング(27)は、導電性であり、そして前記コイル(30)からのリード線(56)は、前記スプリング(27)を経て電源に接続される、請求項1に記載のレンズモジュール。
- 前記スプリング(27)は、前記モジュールのための電気端子(35)を形成する、請求項1又は2に記載のレンズモジュール。
- 前記スプリング(27)は、リーフ型スプリングである、請求項1から3のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 各スプリング(27)は、前記レンズホルダ(29)に固定された内縁(53)と、前記下部ケース(21)に固定された外縁(52)と、これら内縁及び外縁(53,52)間に延びる少なくとも1つの蛇行するフィンガー(54)とを伴うフラットな形態を有する、請求項1から4のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記スプリング(27)の外縁(52)は、前記磁石ハウジング(33)により絶縁リング(28)を通して前記下部ケース(21)に押し付けられる、請求項1から5のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記レンズホルダ(29)の下端(62)は、段付きであり、そして前記スプリング(27)の内縁(53)を分離する非段付き部分(64)を有する、請求項1から6のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記レンズホルダ(29)のフランジ(34)は、前記コイル(30)のリード線(56)を前記スプリング(27)へ通過するための2つの溝(57)を有する、請求項1から7のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記レンズホルダ(29)のボアの上部は、複数の軸方向に延びるリブ(61)を有し、これらのリブは、小さなエアギャップにわたって前記磁石ハウジング(33)の内壁(39)の半径方向外面に直面して、前記レンズホルダ(29)の軸方向上端の傾斜を制限する、請求項1から8のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記リブ(61)は、上部ボア部分の全長にわたり軸方向に延びる、請求項9に記載のレンズモジュール。
- 前記リブ(61)は、上部ボア部分の長さの半分にわたり軸方向に延びる、請求項9に記載のレンズモジュール。
- 前記上部ケース(22)及び下部ケース(21)は、それらの間に前記磁石ハウジング(33)をクランプする、請求項1から11のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記上部ケース(22)及び下部ケース(21)は、2つのケースを一緒に接合する相互接続脚(35,36)を有する、請求項12に記載のレンズモジュール。
- 前記下部ケース(21)の脚(36)は、内側の垂直溝(46)を有し、前記スプリング(27)は、該溝(46)へと延びるタブ(51)を有し、そして前記上部ケース(22)の脚(35)は、前記溝(46)へと延びて前記タブ(51)を前記下部ケース(21)に押し付けるフィンガー(50)を有する、請求項13に記載のレンズモジュール。
- 前記上部ケース(22)及び下部ケース(21)は、接着剤により一緒に固定される、請求項1から14のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記下部ケース(21)には下部クッション(26)が固定されて、完全に延びた位置において前記レンズホルダ(29)の下端(62)が前記下部ケース(21)と直接接触するのを防止するように構成される、請求項1から15のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記上部及び下部クッション(32,26)は、前記レンズホルダより低い密度を有するクッション材料で形成される、請求項16に記載のレンズモジュール。
- 前記クッション材料は、エラストマー材料である、請求項17に記載のレンズモジュール。
- 前記磁石ハウジング(33)の内壁(39)及び上壁(40)は、前記レンズホルダ(29)により支持されたレンズへ広い角度の光が到達できるようにテーパ付けされた領域で接合される、請求項1から18のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記スプリング(27)は、磁性であり、前記レンズホルダ(29)が停止位置にあるときに前記永久磁石手段(31)へ引き付けられて、前記レンズホルダ(29)に大きな力を与える、請求項1から19のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記スプリング(27)は、前記レンズホルダ(29)が停止位置にあるときに前記レンズホルダ(29)に最小の力を与える、請求項1から20のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記レンズホルダ(29)には、磁石手段との磁気吸引力により前記上部クッション(32)に対して前記レンズホルダ(29)を保持する上で前記スプリング(27)を助ける位置に磁気物体(71)が取り付けられる、請求項1から21のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記レンズホルダ(29)は、磁気特性を示す材料のものである、請求項1から21のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記レンズホルダ(29)は、前記レンズホルダ(29)が停止位置にあるときに前記磁石ハウジング(33)に磁気的に引き付けられるように構成された補助磁石(71)を有する、請求項1から21のいずれかに記載のレンズモジュール。
- 前記補助磁石(71)は、前記レンズホルダ(29)の上端に配置され、そして前記レンズホルダ(29)が停止位置にあるときに前記上壁(40)に磁気的に引き付けられる、請求項24に記載のレンズモジュール。
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