JP2020510226A - 弾性部材、合焦装置及び撮像モジュール - Google Patents

Abstract

本発明は、弾性部材、合焦装置及び撮像モジュールを開示する。該弾性部材は、合焦装置に用いられ、弾性材料で製造された環状構造であり、内側に合焦装置の可動部材が固定的に接続され、外側に合焦装置の固定部材が固定的に接続される。該弾性部材は、製造精度に対する要求が低く、製品の歩留まりが高く、疲労寿命が長く、組み立てやすく、信頼性と密封性が高いなどの利点を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、撮像の分野に関し、特に弾性部材、合焦装置及び撮像モジュールに関する。

現在、携帯電話の撮像の分野において、一般的にはボイスコイルモータを用いてレンズの合焦を実現する。従来のボイスコイルモータは、主に、レンズを載置し、通電により可変磁場を発生させる可動部材と、永久磁場を発生させる固定部材とを含み、可動部材が固定部材内に収容され、可動部材の可変磁場と固定部材の永久磁場との間の相互作用力で可動部材を駆動して光軸方向に移動させる。可動部材と固定部材との間は、上端の上部弾性金属シート及び下端の下部弾性金属シートにより接続され、上部弾性金属シート及び下部弾性金属シートの弾性力と、永久磁場と可変磁界との間の相互作用力とは、一対の平衡力を構成して、共同で可動部材を制御してそれを合焦位置に保持する。

金属材質が硬性材質であるため、金属材質で製造された弾性金属シートは、線形性が高いが、疲労寿命が短く、また、図１に示すように、弾性金属シートに弾性を持たせるために、可動部材を接続するための内輪２’と固定部材を接続するための外輪１’との間に複雑な線細工バネ構造３’を製造して光軸方向の弾性力を得る必要があり、これらの複雑な線細工バネ構造３’は、製造精度に対する要求が非常に高いため、製品の歩留まりが低く、密封性が低く、弾性金属シートの組み立て過程が煩雑であり、接続の信頼性も低い。

上記従来技術の欠点を解決するために、本発明は、弾性部材、合焦装置及び撮像モジュールを提供する。該弾性部材は、製造精度に対する要求が低く、製品の歩留まりが高く、疲労寿命が長く、組み立てやすく、信頼性と密封性が高いなどの利点を有する。

本発明が解決しようとする技術的課題は、以下の技術手段により達成される。

合焦装置に用いられる弾性部材は、弾性材料で製造された環状構造であり、内側に合焦装置の可動部材が固定的に接続され、外側に合焦装置の固定部材が固定的に接続される。

さらに、それと同心の少なくとも１つの環状突起構造を有する。

さらに、前記環状突起構造の横断面は、Ｃ字状、Ｕ字状、Ｗ字状又はＳ字状をなす。

合焦装置は、
永久磁場を発生させるとともに、レンズを載置する可動部材と、
通電により可変磁場を発生させる固定部材と、
前記可動部材の上端と前記固定部材の上端とを接続して固定する上部弾性部材と、
前記可動部材の下端と前記固定部材の下端とを接続して固定する下部弾性部材と、を含み、
永久磁場と可変磁場との間の相互作用力で前記可動部材を駆動して光軸方向に移動させ、前記上部弾性部材及び下部弾性部材の弾性力と、永久磁場と可変磁場との間の相互作用力とは、一対の平衡力を構成して、共同で前記可動部材を制御してそれを合焦位置に保持し、前記上部弾性部材及び／又は下部弾性部材は、上記弾性部材である。

さらに、前記可動部材は、前記固定部材内に収容される。

さらに、前記上部弾性部材及び／又は下部弾性部材は、前記可動部材と固定部材との間の隙間を密封する。

さらに、前記可動部材は、
レンズを載置し、前記上部弾性部材の内側と前記下部弾性部材の内側とを接続して固定する載置体と、
前記載置体に固設され、永久磁場を発生させる永久磁石群と、を含む。

さらに、前記固定部材は、
前記下部弾性部材の外側を接続して固定するベースと、
前記ベースに嵌着され、前記上部弾性部材の外側を接続して固定するハウジングと、
前記可動部材の外周を取り囲み、通電により可変磁場を発生させるコイルとを含む。

さらに、前記固定部材は、前記ベースに設けられて前記可動部材の外周を取り囲み、前記コイルを巻き付けるための環状ホルダーをさらに含む。

撮像モジュールは、上記合焦装置を含む。

本発明は、以下の有益な効果を有する。該弾性部材は、合焦装置において固定部材と可動部材を接続するための上部弾性部材及び／又は下部弾性部材として用いられ、弾性材料で製造され、材料自体が弾性力を有し、従来技術における弾性金属シートのように複雑な線細工バネ構造を製造することなく、弾性力を得ることができるため、製造精度に対する要求が低く、製品の歩留まりが高く、また、線細工バネ構造を必要としないため、その内側と外側との間は、隙間がなく、切れ目がなく、透かし彫りがない膜状構造又はブロック構造を製造して合焦装置の密封性を向上させ、良好な防塵、防水性能を実現し、また、弾性材料の疲労寿命が長く、複数回の往復伸縮引張りに耐えることができる。

図１は、従来の弾性金属シートの概略図である。 本発明に係る弾性部材の概略図である。 図２に示す弾性部材のＡ−Ａ図である。 本発明に係る合焦装置の分解図である。

以下、図面及び実施例を参照しながら本発明を詳細に説明する。
（実施例１）
図２に示すように、合焦装置に用いられる弾性部材３は、弾性材料で製造された環状構造であり、内側３１に合焦装置の可動部材が固定的に接続され、外側３２に合焦装置の固定部材が固定的に接続される。

該弾性部材３は、合焦装置において固定部材と可動部材を接続するための上部弾性部材及び／又は下部弾性部材として用いられ、弾性材料で製造され、材料自体が弾性力を有し、従来技術における弾性金属シートのように複雑な線細工バネ構造を製造することなく、弾性力を得ることができるため、製造精度に対する要求が低く、製品の歩留まりが高く、また、線細工バネ構造を必要としないため、その内側３１と外側３２との間は、隙間がなく、切れ目がなく、透かし彫りがない膜状構造又はブロック構造を製造して合焦装置の密封性を向上させ、良好な防塵、防水性能を実現し、また、弾性材料の疲労寿命が長く、例えば、ゴム類又はプラスチック類の高分子材料が優れた疲労寿命を有し、複数回の往復伸縮引張りに耐えることができ、ゴム類の高分子材料は、車両のサスペンションシステムにも広く用いられている。

該弾性部材３が環状構造であるとは、その内側３１と外側３２の輪郭がいずれも円形であることを意味するものではなく、その中心に透光孔を有するため環状に類似した構造を形成することを意味し、その内側３１と外側３２の輪郭は円形であっても多角形であってもよく、合焦装置の可動部材と固定部材の固定面に応じて決定される。

該弾性部材３は、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＳＣ又はＰＥＮ等のプラスチック類材質、あるいは、熱可塑性動的加硫ゴム又はニトリルゴム等のゴム類材質を用いてもよく、当然のことながら、シリコーンゴム類材質を用いてもよく、最も好ましくは、弾性率が小さく、力を受けると変形しやすいニトリルゴムを用い、その引張強度が大きく、局所的集中塑性変形が発生しにくい。プラスチック類材質は、好ましくは、熱間ブロー成形プロセスにより製造されるが、これに限定されず、ゴム類材質は、好ましくは、射出成形プロセスにより製造されるが、これに限定されない。

好ましくは、該弾性部材３は、それと同心の少なくとも１つの環状突起構造３３を有し、図３に示すように、前記環状突起構造３３の横断面は、Ｃ字状、Ｕ字状、Ｗ字状又はＳ字状等の形状を含むが、これらに限定されない。

前記環状突起構造３３は、該弾性部材３の光軸方向の弾性係数を低下させて、該弾性部材３が光軸方向に力を受けると変形しやすく、合焦装置に必要な駆動電流を減少させ、省電力化を達成するだけでなく、該弾性部材３の部材平面での弾性係数を向上させて、可動部材を光軸に保持し、ずれ、振れ及び傾斜等の不具合が発生しない。

前記環状突起構造３３の内端は、該弾性部材３の内側３１又は内端に隣接する別の環状突起構造３３に接続され、外端は、該弾性部材３の外側３２又は外端に隣接する別の環状突起構造３３に接続される。

前記環状突起構造３３は、上方に膨出しても下方に膨出してもよく、当然のことながら、上下方に同時に膨出してもよいが、合焦過程において他の内部部材との構造的な干渉が生じないように、できるだけ合焦装置の他の内部部材を避けるべきであり、前記環状突起構造３３の幅、高さ等は、具体的な状況に応じて決定されるべきであり、好ましくは、該弾性部材３自体の材料弾性と合わせた後に、合焦装置の駆動電流と可動部材の変位量とは比例関係にある。
（実施例２）

図４及び５に示すように、合焦装置は、
永久磁場を発生させるとともに、レンズを載置する可動部材１と、
通電により可変磁場を発生させる固定部材２と、
前記可動部材１の上端と前記固定部材２の上端とを接続する上部弾性部材３Ａと、
前記可動部材１の下端と前記固定部材２の下端とを接続する下部弾性部材３Ｂと、を含み、
永久磁場と可変磁場との間の相互作用力で前記可動部材１を駆動して光軸方向に移動させ、前記上部弾性部材３Ａ及び下部弾性部材３Ｂの弾性力と、永久磁場と可変磁場との間の相互作用力とは、一対の平衡力を構成して、共同で前記可動部材１を制御してそれを合焦位置に保持し、前記上部弾性部材３Ａ及び／又は下部弾性部材３Ｂは、実施例１に記載の弾性部材３である。

本実施例において、前記上部弾性部材３Ａ及び下部弾性部材３Ｂは、いずれも実施例１に記載の弾性部材３であるが、実際の使用時に、前記上部弾性部材３Ａ及び下部弾性部材３Ｂのうちの１つは、従来技術における弾性金属シートを用いてもよい。

該合焦装置は、前記上部弾性部材３Ａを用いて前記可動部材１の上端と前記固定部材２の上端とを接続して固定し、前記下部弾性部材３Ｂを用いて前記可動部材１の下端と前記固定部材２の下端とを接続して固定し、前記上部弾性部材３Ａ及び下部弾性部材３Ｂの弾性力を利用して、前記可動部材１の永久磁場と前記固定部材２の可変磁場との間の相互作用力と一対の平衡力を構成して、共同で前記可動部材１を制御してそれを合焦位置に保持し、従来技術における固定部材２により永久磁場を発生させ、可動部材１に通電して可変磁場を発生させるという合焦駆動形式を、前記固定部材２に通電して可変磁場を発生させ、前記可動部材１により永久磁場を発生させるという合焦駆動形式に変更し、前記固定部材２内のコイル２３をＰＩＮピン５に直接接続して撮像モジュールの回路基板に接続し、電力を得て可変磁場を発生させることにより、前記下部弾性部材３Ｂが導電せず、コイル２３とＰＩＮピン５との間の導通部材とすることができないという問題を解決する。

合焦過程において、前記可動部材１の永久磁場と前記固定部材２の可変磁場との間の相互作用力で前記可動部材１を駆動して光軸方向に移動させ、前記上部弾性部材３Ａ及び下部弾性部材３Ｂは、前記可動部材１に前記可動部材１の移動方向とは反対方向の弾性力を、永久磁場と可変磁場との間の相互作用力の反作用力として付加して、共同で前記可動部材１を制御してそれを合焦位置に保持する。

前記上部弾性部材３Ａ及び／又は下部弾性部材３Ｂは、好ましくは、ディスペンス又はディスペンス及び熱間リベット締めの方式で前記可動部材１及び固定部材２に接続固定されるが、これらに限定されるものではない。

前記可動部材１は、前記固定部材２内に収容される。

前記上部弾性部材３Ａ及び／又は下部弾性部材３Ｂは、前記可動部材１と固定部材２との間の隙間を密封して、防塵、防水性能を向上させる。

前記可動部材１は、
レンズを載置し、前記上部弾性部材の内側と前記下部弾性部材の内側とを接続して固定する載置体１１と、
前記載置体１１に固設され、永久磁場を発生させる永久磁石群１２と、を含む。

前記永久磁石群１２は、少なくとも一対の永久磁石を含み、各対の永久磁石が前記載置体１１に対称に固設され、異なる対の永久磁石が均一に分布され、駆動力が十分である場合、前記永久磁石群１２は、一対の永久磁石のみを用い、２つの永久磁石が前記載置体１１に対称に固設され、本実施例において、前記永久磁石群１２は、二対の永久磁石を含み、４つの永久磁石が９０°の等角度でオフセットして前記載置体１１に固設される。

前記固定部材２は、
前記下部弾性部材３Ｂの外側を接続して固定するベース２２と、
前記ベース２２に嵌着され、前記上部弾性部材３Ａの外側を接続して固定するハウジング２４と、
前記可動部材１の外周を取り囲み、通電により可変磁場を発生させるコイル２３とを含む。

前記可動部材１及びコイル２３は、前記ベース２２とハウジング２４で形成された収容キャビティ内に収容され、前記ハウジング２４は、非導磁性材料で製造される。

前記ベース２２には、射出成形時に２つのＰＩＮピン５が内嵌されて、それぞれ正極端子及び負極端子とし用いられ、２つのＰＩＮピン５の一端が前記ベース２２の上面に露出して前記コイル２３に接続され、他端が前記ベース２２の底面に露出して撮像モジュールの回路基板に接続される。

前記固定部材２は、前記ベース２２に設けられ、前記可動部材１の外周を取り囲み、前記コイル２３を巻き付けるための環状ホルダー２１をさらに含む。

前記環状ホルダー２１の上部は、前記上部弾性部材３Ａの外側を支えて、前記上部弾性部材３Ａの外側を前記ハウジング２４の上面にしっかりと圧着する。

本実施例において、前記ベース２２と環状ホルダー２１との間は、射出成形プロセスにより一体の載置部材を形成し、実際の使用時に、前記ベース２２と環状ホルダー２１との間は、ディスペンス、溶着、係合、リベット締め等のプロセスにより接続して固定されてもよい。
（実施例３）

撮像モジュールは、実施例２に記載の合焦装置を含む。

以上の実施例は、本発明の実施形態のみを示し、その説明が具体的で詳細であるが、これにより本発明の特許の範囲を限定すると理解するべきではなく、同等置換、等価変換により得られた技術手段は、いずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。

Claims (10)

1. 合焦装置に用いられる弾性部材であって、弾性材料で製造された環状構造であり、内側に合焦装置の可動部材が固定的に接続され、外側に合焦装置の固定部材が固定的に接続されることを特徴とする弾性部材。
2. それと同心の少なくとも１つの環状突起構造を有することを特徴とする請求項１に記載の弾性部材。
3. 前記環状突起構造の横断面は、Ｃ字状、Ｕ字状、Ｗ字状又はＳ字状をなすことを特徴とする請求項２に記載の弾性部材。
4. 永久磁場を発生させるとともに、レンズを載置する可動部材と、
   通電により可変磁場を発生させる固定部材と、
   前記可動部材の上端と前記固定部材の上端とを接続して固定する上部弾性部材と、
   前記可動部材の下端と前記固定部材の下端とを接続して固定する下部弾性部材と、を含み、
   永久磁場と可変磁場との間の相互作用力で前記可動部材を駆動して光軸方向に移動させ、前記上部弾性部材及び下部弾性部材の弾性力と、永久磁場と可変磁場との間の相互作用力とは、一対の平衡力を構成して、共同で前記可動部材を制御してそれを合焦位置に保持し、
   前記上部弾性部材及び／又は下部弾性部材は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性部材であることを特徴とする合焦装置。
5. 前記可動部材は、前記固定部材内に収容されることを特徴とする請求項４に記載の合焦装置。
6. 前記上部弾性部材及び／又は下部弾性部材は、前記可動部材と固定部材との間の隙間を密封することを特徴とする請求項４又は５に記載の合焦装置。
7. 前記可動部材は、
   レンズを載置し、前記上部弾性部材の内側と前記下部弾性部材の内側とを接続して固定する載置体と、
   前記載置体に固設され、永久磁場を発生させる永久磁石群と、を含む請求項４又は５に記載の合焦装置。
8. 前記固定部材は、
   前記下部弾性部材の外側を接続して固定するベースと、
   前記ベースに嵌着され、前記上部弾性部材の外側を接続して固定するハウジングと、
   前記可動部材の外周を取り囲み、通電により可変磁場を発生させるコイルとを含む請求項４又は５に記載の合焦装置。
9. 前記固定部材は、前記ベースに設けられ、前記可動部材の外周を取り囲み、前記コイルを巻き付けるための環状ホルダーをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の合焦装置。
10. 請求項４〜９のいずれか一項に記載の合焦装置を含むことを特徴とする撮像モジュール。
    
    

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