JP2017102444A - レンズ駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 レンズを合焦させるときに生じる振動を低減し、ダイナミックレスポンスタイムおよび合焦時間を短縮するレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】 フレーム、前記フレームに移動可能に配置されたレンズホルダー、外周部、内周部、および少なくとも1つのアーム部を有し、前記外周部は前記フレームと接合され、前記内周部は、前記レンズホルダーと接合され、前記アーム部は、前記外周部と前記内周部の間に連結されたスプリングシート、および前記スプリングシートの前記アーム部と、前記フレームと前記レンズホルダーの少なくとも1つとの間に連結された少なくとも1つの減衰素子を含むレンズ駆動装置。【選択図】 図3A

Description

本発明は、レンズ駆動装置に関し、特に、合焦に要する時間を短縮できるレンズ駆動装置に関するものである。
携帯電話などの多くの携帯機器は、近年、基本機能としてデジタルカメラが装備されており、これは、レンズ駆動装置の小型化の功績である。オートフォーカス機能またはズーム機能を提供するために、一般的に用いられる小型のレンズ駆動装置は、ボイスコイルモータ(VCM)である。これは、レンズを搭載して、コイル、磁石、およびスプリングシートによって撮影光軸に沿って前後にレンズを移動させることができる。
一般的に、レンズ(VCMの)が所定位置に移動されて被写体を合焦させるとき、一時ぶれた後、ゆっくりと安定した状態になる。この静止から停止に移動するまでにかかる時間は、ダイナミックレスポンスタイム(Dynamic Response Time)と呼ばれ、レンズ駆動装置の合焦にかかる時間の長さに影響する(ダイナミックレスポンスタイムの時間が長ければ長いほど、合焦にかかる時間が長くなる。これは、レンズ駆動装置の効果に悪影響を与える。)従って、どのようにダイナミックレスポンスタイムを短縮して、レンズ駆動装置の合焦時間を短縮するかを十分に検討することが必要である。
特開2007−316395
本発明の課題は、レンズを合焦させるときに生じる振動を低減し、ダイナミックレスポンスタイムおよび合焦時間を短縮するレンズ駆動装置を提供することである。
本発明の実施形態は、フレーム、レンズホルダー、スプリングシート、および少なくとも1つの減衰素子を含むレンズ駆動装置を提供する。レンズホルダーは、フレームに移動可能に配置される。スプリングシートは、外周部、内周部、および少なくとも1つのアーム部を有する。外周部はフレームと接合され、内周部は、レンズホルダーと接合され、アーム部は、外周部と内周部の間に連結される。減衰素子は、スプリングシートのアーム部と、フレームとレンズホルダーの少なくとも1つとの間に連結される。
いくつかの実施形態では、スプリングシートのアーム部は、フレームに向けて延伸した少なくとも1つの凸部を形成し、且つフレームは、凸部に対応する少なくとも1つの凹部を形成し、減衰素子は、凸部と凹部の間に連結される。
いくつかの実施形態では、スプリングシートのアーム部は、レンズホルダーに向けて延伸した少なくとも1つの凸部を形成し、且つレンズホルダーは、凸部に対応する少なくとも1つの凹部を形成し、減衰素子は、凸部と凹部の間に連結される。
いくつかの実施形態では、フレームは、フレームの側壁の内側から突出した少なくとも1つの連結部を形成し、減衰素子は、スプリングシートのアーム部と連結部の間に連結される。
いくつかの実施形態では、スプリングシートの内周部は、レンズホルダーの接合面の一部が露出された少なくとも1つの開孔を形成し、減衰素子は、スプリングシートのアーム部、開孔と、露出されたレンズホルダーの接合面の一部の間に連結される。
いくつかの実施形態では、減衰素子は、巻回方式でスプリングシートのアーム部に連結される。
いくつかの実施形態では、減衰素子は、ソフトゲルである。
いくつかの実施形態では、減衰素子、フレーム、およびレンズホルダーは、同じ樹脂材料を含む。
いくつかの実施形態では、フレームとスプリングシートは、それぞれレンズ駆動装置の上ケースと上スプリングシートである。
いくつかの実施形態では、フレームとスプリングシートは、それぞれレンズ駆動装置の底部ベースと下スプリングシートである。
本発明の目的、特徴、および利点を説明するための、本発明の望ましい実施形態および図が以下に詳細に示される。
添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解できる。
本発明の実施形態に係る、レンズ駆動装置の分解図である。 組み立て後の図1のレンズ駆動装置の概略図である。 本発明の実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート、減衰素子、およびフレームの構造を示す概略平面図である。 図3Aの部分Aの拡大透視図である。 本発明のもう1つの実施形態に係る、スプリングシートと減衰素子間の連結を示す概略断面図である。 本発明のもう1つの実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート、減衰素子、およびフレームの構造を示す概略平面図である。 図5Aの部分Bの拡大透視図である。 本発明のもう1つの実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート、減衰素子、およびレンズホルダーの構造を示す概略平面図である。 図6Aの部分Cの拡大透視図である。 本発明のもう1つの実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート、減衰素子、およびレンズホルダーの構造を示す概略平面図である。 図7Aの部分Dの拡大透視図である。 本発明のもう1つの実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート、減衰素子、およびフレームの構造を示す概略平面図である。 図8Aの部分Eの拡大透視図である。 本発明のもう1つの実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート、減衰素子、およびレンズホルダーの構造を示す概略平面図である。 図9Aの部分Fの拡大透視図である。
詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態で説明する。
以下の詳細の説明では、配置を示す “on(上)”、 “over(上方)”、 “under(下)”、および “below(下方)”は、図に示された各素子の相対位置の関係を表すために用いられており、本発明を限定するものではない。
また、本開示は、種々の実施例において、参照番号および/または文字を繰り返し用いている。この反復は、簡素化と明確さの目的のためであって、種々の実施の形態および/または議論された構成との間の関係を規定するものではない。図面は、各種の実施形態の関連する態様を明確に説明するためのものであり、縮尺通りに描かれるとは限らない。また、本実施形態に示されていない、または説明されていないいくつかの構成要素は、当該技術分野の熟練者に周知の形状を有する。
図1および図2に示すように、図1は、本発明の実施形態に係る、レンズ駆動装置1の分解図であり、図2は、組み立て後のレンズ駆動装置1の概略図である。レンズ駆動装置1は、ボイスコイルモータ(VCM)であり、互いに垂直な3つの軸方向、即ち、X軸方法、Y軸方法、およびZ軸方向を定義し、その中にレンズ(図示されていない)を含み、レンズは、Z軸に実質的に平行である撮影光軸Oを定義する。
図1および図2に示されるように、レンズ駆動装置1は、上ケース10、底部ベース20、レンズホルダー30、コイル40、複数の(例えば4つ)磁石50、上スプリングシート60、および下スプリングシート70を含む。
この実施形態では、上ケース10は、中空構造であり、底部ベース20と接合されて収容空間を形成し、上述のようにレンズ駆動装置1の他の部分を収容して保護する。また、上ケース10は、レンズ駆動装置1のレンズ(図示されていない)が外側から光を取り込むことができる開孔12を有する。レンズホルダー30は、八角形の外縁を有し、且つ貫通孔32を有する中空リング構造であり、貫通孔32は、ネジ構造322を形成し、レンズにあるもう1つのネジ構造に対応し、レンズが貫通孔32にロックされることができる。コイル40は、レンズホルダー30の周辺に巻回される。磁石50は、永久磁石であることができ、底部ベースの4つのコーナー部に、コイルに対応してそれぞれ固定される。コイルに流れる電流を変えることによって、異なる磁場がコイル40と磁石50の間に生成され、レンズホルダー30とその中のレンズを撮影光軸Oに沿って前後に駆動し、フォーカスまたはズームが行われる。
理解すべきことは、レンズホルダー30は、上ケース10と底部ベース20によって形成された収容空間に移動可能に設置され(上ケース10と底部ベース20は、レンズ駆動装置1のフレームを形成する)、上スプリングシート60と下スプリングシート70の移動可能な内周部によって弾性的に挟持される。従って、上スプリングシート60と下スプリングシート70は、レンズホルダー30が移動できる範囲を制限し、X軸、Y軸、およびZ軸に沿って、レンズホルダー30の変位のための緩衝容積を提供することができる。
しかしながら、上述の設計(即ち、レンズホルダー30が、弾性且つ薄片状を有する上スプリングシート60と下スプリングシート70によって挟持されている)も、レンズが所定位置に移動されて被写体を合焦させるとき、レンズホルダー30とその中のレンズの振動/ぶれが生じ、ダイナミックレスポンスタイムが延長される。従って、以下、本発明のさまざまな実施形態(図3〜図9を参照)に用いられる、レンズをフォーカスするときに生じる振動を吸収および制御することによって、ダイナミックレスポンスタイムおよび合焦時間を短縮し、レンズ駆動装置1の有効性を更に向上させることができる減衰素子を更に説明する。
図3Aおよび図3Bに示すように、図3Aは、本発明の実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート60、減衰素子80、およびフレーム10の構造を示す概略平面図であり、図3Bは、図3Aの部分Aの拡大透視図である。理解すべきことは、レンズ駆動装置1の上スプリングシート60と上ケース10は、本実施形態を説明するための例に用いられているが、上スプリングシート60と上ケース10は、レンズ駆動装置1の下スプリングシート70と底部ベース20に置き換えられることもできることである(図1)。
図3Aおよび図3Bに示されるように、スプリングシート60は、実質的に長方形を有する外周部62と、実質的に環状形状を有する内周部64、および外周部62と内周部64の間に連結された複数の細長形状のアーム部66を含む。外周部62は、例えば接着剤によって、上ケース10(フレーム)の4つのコーナー部と接合されるように構成される。内周部64は、例えば接着剤によって、レンズホルダー30と接合されるように構成される。4つのアーム部66は、外周部62と内周部64の間に延伸し、等間隔で互いに対称に設置され、X軸、Y軸、およびZ軸に沿うレンズホルダー30の変位のための緩衝容積を増加させる。
また、複数の(例えば、4つ)減衰素子80は、スプリングシート60のアーム部66と隣接のフレーム10(4つのコーナー部)の間に配置されることができる。減衰素子80は、アーム部66とフレーム10(図3B)に連結され、レンズが所定位置に移動されて被写体を合焦させるときにスプリングシート60のアーム部66で生じる振動を減衰素子80が吸収および制御することができる。従って、ダイナミックレスポンスタイムおよび合焦時間は、効果的に短縮される。
減衰素子80は、ソフトゲルまたは任意の他の適切な減衰材料であることができる。また、フレーム10は、樹脂材料を含むことが好ましく、減衰素子80とフレーム10間のより良い接合強度を得ることができるため、減衰素子80がフレーム10と簡単に分離するのを防ぐことができる。
図4は、本発明のもう1つの実施形態に係る、スプリングシート60と減衰素子80間の連結を示す概略断面図である。図4に示されるように、減衰素子80は、巻回方式で(たとえば、アーム部66の長手方向に直交する断面において、減衰素子80がアーム部66の外周を巻回するか又は囲うように)スプリングシート60のアーム部66に連結されることもできる。従って、減衰素子80と金属スプリングシート60間の接合強度も向上されることができるため、減衰素子80がスプリングシート60と簡単に分離するのを防ぐことができる。
図5Aと図5Bに示すように、図5Aは、本発明のもう1つの実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート60、減衰素子80、およびフレーム10の構造を示す概略平面図であり、図5Bは、図5Aの部分Bの拡大透視図である。留意すべきは、この実施形態(図5Aと図5B)と図3Aと図3Bの実施形態が異なることは、スプリングシート60のアーム部66がフレーム10に向けて延伸した複数の凸部66A(フレーム10の4つのコーナー部に対応する、4つの凸部66A)を更に形成していることである。また、フレーム10は、凸部66Aに対応する複数の凹部14(図5B)を更に形成する。従って、減衰素子80は、アーム部66の凸部66Aとフレーム10の凹部14の間に連結されることができ(この実施形態では、減衰素子80は、凸部66Aと凹部14に連結され、且つ減衰素子80の一部は、凸部66Aと凹部14の底面の間隙に流入する)、レンズが所定位置に移動されて被写体を合焦させるときにスプリングシート60のアーム部66で生じる振動を減衰素子80が吸収および制御することができるため、ダイナミックレスポンスタイムおよび合焦時間を効果的に短縮する。
また、本実施形態の凹部14は、それぞれ三角形に設計されており(三角形に限定されるものではないが)、減衰素子80が全ての三角形の凹部14の上を対応してカバーしている。従って、減衰素子80とフレーム10間の接合強度は、増加されることができ、アーム部66の凸部66Aとフレーム10間の接合強度も増加されることができる。また、凹部14の設計により、減衰素子80は、所望の位置に正確に接着されて位置決めされることができ、減衰素子80の使用量が減少される。
図6Aと図6Bに示すように、図6Aは、本発明のもう1つの実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート60、減衰素子80、およびレンズホルダー30の構造を示す概略平面図であり、図6Bは、図6Aの部分Cの拡大透視図である。留意すべきは、この実施形態(図6Aと図6B)と図3Aと図3Bの実施形態が異なることは、複数の減衰素子80がスプリングシート60のアーム部66とレンズホルダー30の間に配置されていることである。減衰素子80は、アーム部66とレンズホルダー30に連結され(図6B)、レンズが所定位置に移動されて被写体を合焦させるときにスプリングシート60のアーム部66で生じる振動を減衰素子80が吸収および制御することができるため、ダイナミックレスポンスタイムおよび合焦時間を効果的に短縮する。
この実施形態では、減衰素子80は、ソフトゲルまたは任意の他の適切な減衰材料であることができる。また、レンズホルダー30は、樹脂材料を含むことが好ましく、減衰素子80とレンズホルダー30間のより良い接合強度を得ることができるため、減衰素子80がレンズホルダー30と簡単に分離するのを防ぐことができる。いくつかの実施形態では、減衰素子80は、巻回方式でスプリングシート60のアーム部66に連結されることもできる。従って、減衰素子80と金属スプリングシート60間の接合強度も向上されることができるため、減衰素子80がスプリングシート60と簡単に分離するのを防ぐことができる。
図7Aと図7Bに示すように、図7Aは、本発明のもう1つの実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート60、減衰素子80、およびレンズホルダー30の構造を示す概略平面図であり、図7Bは、図7Aの部分Dの拡大透視図である。留意すべきは、この実施形態(図7Aと図7B)と図6Aと図6Bの実施形態が異なることは、スプリングシート60のアーム部66がレンズホルダー30に向けて延伸した複数の凸部66B(4つの凸部66B)を更に形成していることであり、レンズホルダー30は、凸部66Bに対応する複数の凹部34(図7B)を更に形成する。従って、減衰素子80は、アーム部66の凸部66Bとレンズホルダー30の凹部34の間に連結されることができ(この実施形態では、減衰素子80は、凸部66Bと凹部34に連結され、且つ一部の減衰素子80は、凸部66Bと凹部34の底面の間隙に流入する)、レンズが所定位置に移動されて被写体を合焦させるときにスプリングシート60のアーム部66で生じる振動を減衰素子80が吸収および制御することができるため、ダイナミックレスポンスタイムおよび合焦時間を効果的に短縮する。
また、本実施形態の凹部34は、それぞれ半円形に設計されており(半円形に限定されるものではないが)、減衰素子80が全ての半円形の凹部34の上を対応してカバーしている。従って、減衰素子80とレンズホルダー30間の接合強度は、増加されることができ、アーム部66の凸部66Bとレンズホルダー30間の接合強度も増加されることができる。また、凹部34の設計により、減衰素子80は、所望の位置に正確に接着されて位置決めされることができ、減衰素子80の使用量が減少される。
図8Aと図8Bに示すように、図8Aは、本発明のもう1つの実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート70、減衰素子80、およびフレーム20の構造を示す概略平面図であり、図8Bは、図8Aの部分Eの拡大透視図である。理解すべきことは、レンズ駆動装置1の下スプリングシート70と底部ベース20は、本実施形態を説明するための例に用いられているが、下スプリングシート70と底部ベース20は、レンズ駆動装置1の上スプリングシート60と上ケース10に置き換えられることもできることである(図1)。
図8Aおよび図8Bに示されるように、スプリングシート70は、底部ベース20(フレーム)と接合されるように構成された外周部72、レンズホルダー30(図示されていない)と接合されるように構成された内周部74、および外周部72と内周部74の間に連結された複数(例えば、4つ)の細長形状のアーム部76を含む。
また、底部ベース20の4つの側壁は、フレームの側壁の内側から突出した連結部22(図8B)を更にそれぞれ形成し、対応するスプリングシート70のアーム部76は、連結部22の1つ側(例えば、上側)に設置されることができる。また、複数の減衰素子80は、スプリングシート70のアーム部76と隣接の連結部22の間に配置されることができる。より具体的に言えば、減衰素子80は、連結部22および底部ベース20の内側壁に接着され、巻回方式でスプリングシート70のアーム部76に連結され(留意すべきは、減衰素子80のそれぞれは、少なくとも対応するアーム部76の2つの対向する面、および2つの面の間のもう1つの面に連結される)、レンズが所定位置に移動されて被写体を合焦させるときにスプリングシート70のアーム部76で生じる振動を減衰素子80が吸収および制御することができるため、ダイナミックレスポンスタイムおよび合焦時間を効果的に短縮することができる。また、連結部22の設計により、減衰素子80は、所望の位置に正確に接着されて位置決めされることができる。
この実施形態では、減衰素子80は、ソフトゲルまたは任意の他の適切な減衰材料であることができる。また、底部ベース20(フレーム)は、樹脂材料を含むことが好ましく、減衰素子80と底部ベース20間のより良い接合強度を得ることができるため、減衰素子80が底部ベース20と簡単に分離するのを防ぐことができる。
図9Aと図9Bに示すように、図9Aは、本発明のもう1つの実施形態に係る、レンズ駆動装置のスプリングシート70、減衰素子80、およびレンズホルダー30の構造を示す概略平面図であり、図9Bは、図9Aの部分Fの拡大透視図である。理解すべきことは、レンズ駆動装置1の下スプリングシート70は、本実施形態を説明するための例に用いられているが、下スプリングシート70は、上スプリングシート60に置き換えられることもできることである(図1)。
この実施形態では、スプリングシート70は、内周部74上に複数(例えば、4つ)の開孔74Aを更に形成し、レンズホルダー30の接合面の一部を露出する。また、減衰素子80は、スプリングシート70のアーム部76、開孔74Aと、露出されたレンズホルダー30の接合面の一部の間に連結される。減衰素子80がアーム部76とレンズホルダー30と連結されることにより、レンズが所定位置に移動されて被写体を合焦させるときにスプリングシート70のアーム部76で生じる振動を減衰素子80が吸収および制御することができるため、ダイナミックレスポンスタイムおよび合焦時間を効果的に短縮することができる。
開孔74Aの設計により、減衰素子80は、開孔74Aに流入し、スプリングシート70のアーム部76、開孔74Aと、露出されたレンズホルダー30の接合面の一部の間に連結される。従って、減衰素子80は、所望の位置に正確に接着されて位置決めされることができ、減衰素子80とレンズホルダー30間の接合強度も更に向上されることができる。この実施形態では、減衰素子80は、ソフトゲルまたは任意の他の適切な減衰材料であることができる。また、レンズホルダー30は、樹脂材料を含むことが好ましく、減衰素子80とレンズホルダー30間のより良い接合強度を得ることができるため、減衰素子80がフレーム10と簡単に分離するのを防ぐことができる。いくつかの実施形態では、減衰素子80は、巻回方式でスプリングシート70のアーム部76に連結されることもできる。従って、減衰素子80と金属材料を含むスプリングシート70間の接合強度も更に向上されることができるため、減衰素子80がスプリングシート70と簡単に分離するのを防ぐことができる。
上述の実施形態のレンズ駆動装置1は、ボイスコイルモータ(VCM)を例として用いているが、本発明はこれを限定するものではない。本発明のいくつかの実施形態に提供されるレンズ駆動装置は、カメラをX軸とY軸に沿って駆動することができるため、光学式手ぶれ補正(OIS)技術を有するカメラモジュールに用いられることもできる。
本発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
1 レンズ駆動装置
10 上ケース
12、74A 開孔
14 凹部
20 底部ベース
22 連結部
30 レンズホルダー
32 貫通孔
322 ネジ構造
34 凹部
40 コイル
50 磁石
60 上スプリングシート
62、72 外周部
64、74 内周部
66 アーム部
66A 凸部
66B 凸部
70 下スプリングシート
76 アーム部
80 減衰素子
O 撮影光軸

Claims (10)

  1. フレーム、
    前記フレームに移動可能に配置されたレンズホルダー、
    外周部、内周部、および少なくとも1つのアーム部を有し、前記外周部は前記フレームと接合され、前記内周部は、前記レンズホルダーと接合され、前記アーム部は、前記外周部と前記内周部の間に連結されたスプリングシート、および
    前記スプリングシートの前記アーム部と、前記フレームと前記レンズホルダーの少なくとも1つとの間に連結された少なくとも1つの減衰素子を含むレンズ駆動装置。
  2. 前記スプリングシートの前記アーム部は、前記フレームに向けて延伸した少なくとも1つの凸部を形成し、且つ前記フレームは、前記凸部に対応する少なくとも1つの凹部を形成し、前記減衰素子は、前記凸部と前記凹部の間に連結される請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  3. 前記スプリングシートの前記アーム部は、前記レンズホルダーに向けて延伸した少なくとも1つの凸部を形成し、且つ前記レンズホルダーは、前記凸部に対応する少なくとも1つの凹部を形成し、前記減衰素子は、前記凸部と前記凹部の間に連結される請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記フレームは、前記フレームの内側から突出した少なくとも1つの連結部を形成し、前記減衰素子は、前記スプリングシートの前記アーム部と前記連結部の間に連結される請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  5. 前記スプリングシートの前記内周部は、前記レンズホルダーの接合面の一部が露出された少なくとも1つの開孔を形成し、前記減衰素子は、前記スプリングシートの前記アーム部、前記開孔と、前記レンズホルダーの前記接合面の一部の間に連結される請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  6. 前記減衰素子は、巻回方式で前記スプリングシートの前記アーム部に連結される請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  7. 前記減衰素子は、ソフトゲルである請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  8. 前記フレームおよび前記レンズホルダーは、樹脂材料を含む請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  9. 前記フレームと前記スプリングシートは、それぞれ前記レンズ駆動装置の上ケースと上スプリングシートである請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  10. 前記フレームと前記スプリングシートは、それぞれ前記レンズ駆動装置の底部ベースと下スプリングシートである請求項1に記載のレンズ駆動装置。
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