JP2009187013A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも一般大衆に有用な選択肢を与えるレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】レンズ駆動装置は、ベース１０に固定されたケーシング６０から延び出した駆動ロッド３０の露出部分に、メイン部分８２と弾力性クリップ８４で構成されたレンズホルダが、スライド可能に固定されている。レンズホルダは、駆動ロッド３０とレンズホルダとの間の静摩擦によって駆動ロッドに対して静止状態に保持され、ケーシング６０内に配設されたコイルに駆動信号が印加されることにより、レンズホルダを移動させることができる。駆動信号は、コイルに流れる電流をゆっくり増加させ、次いで、急速に減少させるか、又は急速に増加させ、次いで、ゆっくり減少させるという特性を有する。駆動信号は、好ましくは、鋸歯状のパルス列であり、各パルスは、前記レンズホルダをミクロン範囲以下で移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動電話のカメラの分野に係り、より詳細には、レンズ駆動装置に係る。

移動電話が普及し、それらの機能が多様化するにつれて、自動焦点カメラを備えた移動電話の市場での将来性が見込まれている。自動焦点カメラを備えた既存の移動電話は、通常、電磁誘導モータを使用し、これは、回転速度が高く且つ効率が高いという利点を有するが、位置付け精度が低く、高速自己ロックができず、更なる小型化が困難であり、従って、移動電話のカメラをより小さくするトレンドには適さないという欠点もある。

ボイスコイルモータは、レンズを短い距離にわたり滑らかに且つ連続的に移動するように支持できる。体積が小さく且つ構造が簡単であるという利点に伴い、ＶＣＭは、移動電話のレンズモジュールに広く使用されるようになった。しかしながら、ボイスコイルモータでは、レンズホルダが支持のためのスプリングに依存し、その位置を保つには、スプリングの力をバランスする電磁力を得て写真撮影中にレンズの位置を保持するために連続的な電流が必要となる。スプリングの弾性強度が低いので、位置付け中にターゲット位置の付近で振動し、従って、近代的な自動焦点カメラシステムにより要求される高速位置付けに対して良好な解決策ではない。

そこで、前記欠点を克服し又は少なくとも一般大衆に有用な選択肢を与えるレンズ駆動装置が要望される。

従って、本発明は、その１つの態様において、ベースと、該ベースに固定されたケーシングと、該ケーシングに配設されたコイルブラケットと、該コイルブラケットに巻かれたコイルと、ケーシングに配設されたスプリングと、磁気材料で作られた駆動ロッドと、レンズホルダとを備え、スプリングの第１端はベースに固定され、スプリングの第２端は、駆動ロッドの第１端に固定され、駆動ロッドの第２端はケーシングから延び出し、レンズホルダは、ケーシングの外部で駆動ロッドにスライド可能に固定され、そしてレンズホルダは、駆動ロッドとレンズホルダとの間の静摩擦によって駆動ロッドと共に移動される、レンズ駆動装置を提供する。

好ましくは、レンズの片側に弾力性クリップが設けられ、この弾力性クリップは、レンズホルダを駆動ロッドにスライド可能に固定し、駆動ロッドは、弾力性クリップの穴を通過する。

好ましくは、弾力性クリップの穴は、駆動ロッドの直径よりも小さな自然直径を有する割れリングである。

好ましくは、ベースから離れたケーシングの端は、駆動ロッドが通過する位置決め穴を有し、そしてこの位置決め穴に固定された摩擦防止リングは、駆動ロッドをスライド可能に受け入れる。

好ましくは、スプリングの第２端及び駆動ロッドの第１端は、コイルブラケット内に配設される。

好ましくは、コイルに駆動信号が印加され、この駆動信号は、コイルに流れる電流をゆっくり増加させ、次いで、急速に減少させるか、又は急速に増加させ、次いで、ゆっくり減少させる。

好ましくは、駆動信号は、鋸歯状のパルスシーケンスであり、各パルスは、レンズホルダをミクロン範囲以下で移動させる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を一例として説明する。

本発明の好ましい実施形態によるレンズ駆動装置の斜視図である。 図１のレンズ駆動装置の分解図である。 図１のレンズ駆動装置の断面図である。 レンズ駆動装置のための駆動信号の時間対電流のグラフである。

図中、１つ以上の図面に現れる同一の構造体、要素又は部品は、一般的に、それらが現れる全ての図面において同じ参照番号で示される。図示されたコンポーネント及び特徴部の寸法は、一般的に、便宜上及び表現の明確さのために選択されたものであり、必ずしも正しいスケールになっていない。

図１ないし図３に示すように、好ましい実施形態のレンズ駆動装置は、ベース１０と、スプリング２０と、駆動ロッド３０と、コイルブラケット４０と、コイル５０と、ケーシング６０と、摩擦防止リング７０と、レンズホルダ８０とを備えている。

ケーシング６０は、ベース１０に固定され、そしてベース１０と反対のケーシング６０の端には、位置決め穴６２が設けられている。コイルブラケット４０は、ケーシング６０に配設され、そしてベース１０に固定される。コイル５０は、コイルブラケット４０の外側に巻かれ、ケーシング６０内に配設される。スプリング２０は、コイルブラケット４０内に配置され、その一端がベース１０に固定される。駆動ロッド３０の一端は、コイルブラケット４０内に配設され、スプリング２０の他端に固定される。駆動ロッド３０は、ケーシング６０の位置決め穴６２を通過し、駆動ロッドの他端は、ケーシング６０の外部に配置される。

摩擦防止リング７０は、ケーシング６０の位置決め穴６２に嵌合され、ケーシングを通る駆動ロッド３０の移動をスライド可能に支持する。従って、摩擦防止リングは、駆動ロッドとケーシングとの間に低摩擦のベアリング界面を与える。

レンズホルダ８０は、レンズ（図示せず）を含むメイン部分８２と、メイン部分８２の外側に設けられた弾力性クリップ８４とを備えている。この弾力性クリップ８４は、駆動ロッド３０の露出部分にスライド可能に固定される。弾力性クリップ８４は、駆動ロッドに嵌合する割れリングより成る。この割れリングは、駆動ロッドの直径よりも若干小さな弛緩直径又は自然直径を有し、従って、駆動ロッドに嵌合すると、リングは弾力でスプリング作用して、駆動ロッド３０とレンズホルダ８０との間に摩擦スライド接続を与える。駆動ロッドと弾力性クリップとの間の静摩擦の程度は、材料の選択、割れリングの寸法、及び割れリングがその弛緩状態から変形する程度によって決定することができる。

図４に示す駆動信号がコイル５０に通される。駆動信号がコイル５０に作用する前は、システム内の力がバランスされ、システムは、相対的休止状態にある。コイル５０に流れる電流がゆっくり増加すると、コイル５０により発生する電磁力もゆっくり増加し、従って、強磁性材料である駆動ロッド３０が電磁力の作用で前方に（ベースに向かって）ゆっくり移動し、この時点で、スプリング２０がゆっくりと変形される。弾力性クリップ８４と駆動ロッド３０との間の静摩擦は、レンズホルダ８０を駆動ロッド３０と一緒に前方にゆっくりと移動させ、この時点で、レンズホルダ８０と駆動ロッド３０との間の相対的移動がなくなる。コイル５０の電流が突然遮断されるか、又はコイル５０の電流強度が急速に減少されると、スプリング２０がその変形状態から急速に回復し、この時点で、駆動ロッド３０が高い速度で後方に移動する。慣性の作用により、レンズホルダ８０は、元の移動方向に前方移動を保持するか、又は静摩擦に打ち勝って電流遮断時にそれがあった位置をほぼ保持する。この瞬間に、弾力性クリップ８４と駆動ロッド３０との間の摩擦はスライド摩擦であり、レンズホルダ８０は、駆動ロッド３０に対して前方に移動する。従って、駆動パルスの作用で、レンズホルダ８０は、ミクロン範囲の短い距離について前方に移動し、そして駆動信号パルスシーケンスの連続作用で、レンズホルダ８０は、連続的な一方向移動を行うことができる。レンズホルダ８０が希望の位置に達すると、コイル５０への駆動信号が遮断され、そしてレンズホルダ８０は、弾力性クリップ８４と駆動ロッド３０との間の静摩擦の作用により希望の位置に位置付けられ、従って、レンズホルダ８０に固定されたレンズは、写真撮影の準備が整う。

駆動信号の形態を切り換え、駆動信号をゆっくり増加し急激に減少するものから、急激に増加しゆっくり減少する駆動信号へ切り換えることにより、レンズホルダ８０を逆方向に移動できることを理解されたい。好ましい駆動信号は、片側に長い傾斜があり他側に短い急傾斜又は段がある鋸歯状の三角形パルス信号である。

使用中に、好ましくは、コイルに流れる電流は、エネルギーを保存するためにゼロである。レンズを移動することが必要なときに、駆動信号がコイル５０に印加されて、レンズを希望の位置へ移動し、次いで、レンズホルダ８０と駆動ロッド３０との間の静摩擦によりレンズが希望の位置に保持された状態で電流が再びゼロに減少される。レンズホルダを移動するために、駆動信号は、コイル５０の電流をゆっくり増加して、駆動ロッド３０及びレンズホルダ８０を移動し、次いで、急速に減少して駆動ロッド３０を鋭く移動し、駆動ロッド３０とレンズホルダ８０との間の静摩擦を切断するか又はそれに打ち勝ち、レンズホルダ８０と駆動ロッド３０との間に相対的移動を生じさせる。レンズホルダを逆方向に移動するために、コイルの電流が急速に増加されて、駆動ロッド３０を鋭く移動させ、駆動ロッド３０の急速な移動及びレンズホルダ８０の慣性が駆動ロッド３０とレンズホルダ８０との間の静摩擦に打ち勝ち、そして駆動ロッドが弾力性クリップ８４の穴を通して移動する。次いで、電流がゆっくり減少されると、駆動ロッド３０は、駆動ロッド３０とレンズホルダ８０との間の静摩擦を切断せずに逆方向にゆっくり移動し、従って、駆動ロッド３０がその休止位置へ戻るときにレンズを新たな位置へ移動させる。

駆動信号は、純粋な三角形でなくてもよく、又、駆動信号は、駆動信号がコイル電流をゆっくり増加させ、次いで、急速に減少させるか、又は急速に増加させ、次いで、ゆっくり減少させることができる場合にも、有効であることを理解されたい。

本発明の好ましい実施形態では、三角形又は鋸歯状パルスで励起することにより、レンズホルダ８０の変位ステップサイズをミクロン範囲以下にして、レンズホルダ８０に非常に高い位置付け精度を与えることができる。レンズホルダ８０及び駆動ロッド３０は、休止時に、駆動ロッドと弾力性クリップとの間の静摩擦により互いに静止状態に保持される。従って、エネルギー消費を減少できる。本発明の幾つかの実施形態に使用されるコンポーネントは、普通の安価なもので、レンズ駆動装置のコストを低く保持する。

本発明の説明及び特許請求の範囲において、各動詞「備える(comprise)」、「含む(include)」、「収容する(contain)」、及び「有する(have)」、並びにその変形は、ここに述べるアイテムの存在を特定するために包括的な意味で使用されるが、付加的なアイテムの存在を除外するものではない。

１つ以上の好ましい実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者であれば、種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。

１０：ベース
２０：スプリング
３０：駆動ロッド
４０：コイルブラケット
５０：コイル
６０：ケーシング
６２：位置決め穴
７０：摩擦防止リング
８０：レンズホルダ
８２：メイン部分
８４：弾力性クリップ

Claims (7)

1. ベースと、該ベースに固定されたケーシングと、該ケーシングに配設されたコイルブラケットと、該コイルブラケットに巻かれたコイルと、ケーシングに配設されたスプリングと、磁気材料で作られた駆動ロッドと、レンズホルダとを備え、前記スプリングの第１端は前記ベースに固定され、前記スプリングの第２端は、前記駆動ロッドの第１端に固定され、前記駆動ロッドの第２端は、前記ケーシングから延び出し、前記レンズホルダは、前記ケーシングの外部で前記駆動ロッドにスライド可能に固定され、そして前記レンズホルダは、前記駆動ロッドと前記レンズホルダとの間の静摩擦によって前記駆動ロッドと共に移動される、レンズ駆動装置。
2. 前記レンズの片側に弾力性クリップが設けられ、この弾力性クリップは、前記レンズホルダを前記駆動ロッドにスライド可能に固定し、前記駆動ロッドは、前記弾力性クリップの穴を通過する、請求項１に記載の装置。
3. 前記弾力性クリップの穴は、前記駆動ロッドの直径よりも小さな自然直径を有する割れリングである、請求項２に記載の装置。
4. 前記ベースから離れた前記ケーシングの端は、前記駆動ロッドが通過する位置決め穴を有し、そしてこの位置決め穴に固定された摩擦防止リングが、前記駆動ロッドをスライド可能に受け入れる、請求項１、２又は３に記載の装置。
5. 前記スプリングの第２端及び前記駆動ロッドの第１端は、前記コイルブラケット内に配設される、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
6. 前記コイルに駆動信号が印加され、該駆動信号は、コイルに流れる電流をゆっくり増加させ、次いで、急速に減少させるか、又は急速に増加させ、次いで、ゆっくり減少させる、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
7. 前記駆動信号は、鋸歯状のパルスシーケンスであり、各パルスは、前記レンズホルダをミクロン範囲以下で移動させる、請求項６に記載の装置。

Images