JP3121726U - 焦点調節モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】焦点調節モジュールの提供。
【解決手段】一種の焦点調節モジュール、少なくとも固定磁気素子、薄膜素子、移動磁気素子およびレンズを備える。そのうち、固定磁気素子はケースの底部に設け、一定の上向き磁気線の第１磁場を提供する。薄膜素子は、ケース内部の上方に固定し連結する。薄膜素子の中央部に中心軸孔を設け、移動磁気素子を薄膜素子底面の中心軸孔の周りと結合する。移動磁気素子は、一定の上向き磁気線の第２磁場を提供する。固定磁気素子または移動磁気素子から制御信号を入力し、第１磁場と第２磁場の間に極性の反発または引きつけの働きで、移動磁気素子は薄膜素子中心部を駆動し弾性変形させ、中心直線軸に沿って、上向きまたは下向きに移動させる。レンズは薄膜素子天面の中心軸孔内部に設け、薄膜素子および移動磁気素子と同期して、上向きまたは下向きに移動させ、レンズの焦点調節運動を行い、レンズ焦点調節モジュール機構を構成する。
【選択図】図２

Description

本考案は一種の焦点調節モジュール、特に一種の小型電子撮像装置の焦点調節運動、および薄膜素子と移動磁気素子によるレンズ焦点調節運動と焦点調節の移動力量の焦点調節モジュールに関わる。

公知技術の携帯電話、デジタルカメラ、ウェブカメラ（ｗｅｂ ｃａｍｅｒａ）、ピンホールカメラなどの小型電子撮像装置は、デジタル撮影の場面に広く使われている。しかし、それらの小型電子撮像装置の焦点調節方法は、デジタル焦点と光学焦点の２種類がある。デジタル焦点方式は単なるデジタル画像集積回路により、デジタルデータを演算して、レンズの焦点調節を行う。その長所はレンズ組の構造と素子コストと体積を軽減できる。しかし、致命的な欠点として、画像表示の遅れと画像がぼやけて歪みが出てしまう。その原因は、画像演算の過程に多くの時間が必要のため、画像演算後に歪みを発生し、元来の画像を画面に表示できない。

さらに、公知技術の光学焦点方式は、特許文献１の考案で開示した自動焦点変更装置に、レンズ移動台とデジタルカメラのケース間に、ねじとねじ山のねじ合わせにより、レンズ移動台をモータ回転軸機構のように、モータ回転で発生する磁場の原理を利用し、レンズはケースに備えるねじ山に沿って、回転しながら直線に前進させて、レンズの焦点調節運動機能を実現する。この種の伝動光学焦点調節機構は、レンズが絶えずに回転移動している間、レンズの揺れや脱落または不安定により、レンズの焦点合わせ効果を低下させているほか、レンズ、レンズ移動台、デジタルカメラケースのねじ山および電磁部品をモジュール化できない。体積が大きくなり、大きい寸法と重量のケース機構に組み合わせなければならない。このため、デジタルカメラの生産プロセスが複雑になり、部品組立および応用コストが大幅に増加する。一方、レンズ移動台は回転の慣性力の制御が難しく、短時間内に目的位置に到達できない。さらに、レンズ移動台の磁場と回転制御磁場との磁力の不均衡により、大量な偏磁または磁気漏れがため、回転前進のとき揺れや偏りを引き起すほか、ねじとねじ山とのねじ合わせによる機械騒音と機械振動は、撮像効果を低下させる。他の振動防止素子を取り付ける対策など、全体の素子コストが割高になりかねない。

台湾特許公示第５８８５５１号明細書。

ケース、固定磁気素子、薄膜素子、移動磁気素子およびレンズを設ける。固定磁気素子はケース内側の底部に設け、上向き磁力線を発生する第１磁場を提供する。薄膜素子はケース内側の上部に連結固定し、薄膜素子に中心軸孔を設け、移動磁気素子は薄膜素子底面の中心軸孔の周りと結合する。移動磁気素子により、下向き磁力線を発生する第２磁場を提供する。レンズは薄膜素子の中心軸孔に結合し、移動磁気素子の第２磁場と固定磁気素子の第１磁場の間に発生する反発または引きつけの働きにより、薄膜素子、移動磁気素子およびレンズは、磁気素子と薄膜素子の上下直線軸方向に沿って移動し、レンズの微動移動による焦点調節運動効果を実現する一種の焦点調節モジュールを提供することを主な目的とする。

固定磁気素子または磁気素子は制御信号の入力により、均一、かつ安定な磁場を提供し、磁気素子を精確に制御し、磁気素子の上・下直線微動を実現する一種の焦点調節モジュールを提供することを第２の目的とする。

ケースに固定磁気素子、薄膜素子、移動磁気素子、レンズを設け、小型電子撮像装置に提供し、単純、体積が小さい、低コストのモジュール化素子と組み合わせて応用する一種の焦点調節モジュールを提供することを第３の目的とする。

レンズと移動磁気素子は、静止固定または直線微動移動の過程に、ケースと接触させないため、レンズが直線微動移動のとき、いななる機械振動と機械騒音も発生しない、一種の焦点調節モジュールを提供することを第４の目的とする。

レンズは移動磁気素子により薄膜素子の中心部が弾性変形を引き起して、上・下に微動移動させる。さらに、薄膜素子弾性変形の戻り力量により、レンズを移動磁気素子または固定磁気素子に移動し、そのいずれに磁気漏れが発生したとき、元の静止位置へ自動に戻り、他の動力による校正必要がない一種の焦点調節モジュールを提供することを第５の目的とする。

前記の目的を実現するため、本考案の焦点調節モジュールに固定磁気素子、薄膜素子、移動磁気素子およびレンズを設ける。そのうち、固定磁気素子はケース内部の底面に設け、一定して上向き磁力線を発生する第１磁場を提供する。薄膜素子はケース内部の上方に固定し連結し、薄膜素子の中央部に中央軸孔を設け、移動磁気素子は薄膜素子底面の中心軸孔の周りと結合する。移動磁気素子は、一定して下向き磁力線を発生する第２磁場を提供する。固定磁気素子または移動磁気素子より制御信号を入力し、第１磁場と第２磁場の間に極性の反発または引きつけ磁場の働きにより、薄膜素子と移動磁気素子を磁気素子と移動磁気素子の間の中心軸線に沿って、上向きまたは下向きに微動移動する。レンズは薄膜素子天面の中心軸孔に結合し、薄膜素子と移動磁気素子と同期して移動し、レンズ焦点調節運動を行い、本考案のレンズ移動の静音、精確、かつ、振動のない焦点合わせとモジュール化応用の効果を実現する。

請求項１の考案は、ケース、移動磁気素子、及びレンズを含み、
ケースはその周りに開口部を設け、一つ以上の固定磁気素子をケース内側の底部に設け、第１磁場を発生し、及び薄膜素子を設け、その周りはケース内部の上方に連結し、薄膜素子に中心軸孔を設け、
移動磁気素子は薄膜素子底部の中心軸孔の周りに結合し、第２磁場を発生し、第２磁場と固定磁気素子の第１磁場との間に極性の同じまたは異なることにより、反発または引きつけを引き起こして、移動磁気素子は薄膜素子中心部を駆動し、弾性変形により、上向きまたは下向きへ微動移動し、
レンズは薄膜素子の中心軸孔内部に設け、レンズは薄膜素子と移動磁気素子に同期し、上向きまたは下向きへ微動移動して焦点調節運動を行うことを特徴とする焦点調節モジュールとしている。
請求項２の考案は、ケースの開口部に平面鏡を設ける構造であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項３の考案は、ケース内側の上部に連結部を設ける構造であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項４の考案は、連結部の内側に取付溝を設ける構造であることを特徴とする請求項３記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項５の考案は、ケースの底部に出力口を設ける構造であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項６の考案は、固定磁気素子は環状磁石であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項７の考案は、固定磁気素子中心部に貫通孔を設けることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項８の考案は、固定磁気素子は電磁コイルであることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項９の考案は、固定磁気素子に二つの制御信号入力端を設けることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項１０の考案は、薄膜素子はゴム薄膜であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項１１の考案は、薄膜素子はプラスチック薄膜であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項１２の考案は、薄膜素子はフレキシブル電気回路板であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項１３の考案は、移動磁気素子はコイルであることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項１４の考案は、移動磁気素子に一対の制御信号入力端を設けることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項１５の考案は、移動磁気素子は導体を薄膜素子に印刷して設けることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。
請求項１６の考案は、移動磁気素子は磁石であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュールとしている。

本考案の焦点調節モジュールに固定磁気素子、薄膜素子、移動磁気素子およびレンズを設ける。そのうち、固定磁気素子はケース内部の底面に設け、一定して上向き磁力線を発生する第１磁場を提供する。薄膜素子はケース内部の上方に固定し連結し、薄膜素子の中央部に中央軸孔を設け、移動磁気素子は薄膜素子底面の中心軸孔の周りと結合する。移動磁気素子は、一定して下向き磁力線を発生する第２磁場を提供する。固定磁気素子または移動磁気素子より制御信号を入力し、第１磁場と第２磁場の間に極性の反発または引きつけ磁場の働きにより、薄膜素子と移動磁気素子を磁気素子と移動磁気素子の間の中心軸線に沿って、上向きまたは下向きに微動移動する。レンズは薄膜素子天面の中心軸孔に結合し、薄膜素子と移動磁気素子と同期して移動し、レンズ焦点調節運動を行い、本考案のレンズ移動の静音、精確、かつ、振動のない焦点合わせとモジュール化応用の効果を実現する。

図１、図２および図３に示すものは、本考案の焦点調節モジュール１００の実施例１である。焦点調節モジュール１００は少なくともケース１０、固定磁気素子２０、薄膜素子３０、移動磁気素子４０およびレンズ５０を設ける。そのうち、ケース１０の周りに開口部１１を設け、開口部１１に平面鏡１１１を設け、開口部１１の取付位置は特定しない。本考案において、ケース１０の上方に設ける。ケース１０内部の上方に連結部１１２を設け、連結部１１２の内部に取付溝１１３を設け、ケース１０の下部に出力口１２を設ける。

固定磁気素子２０はケース１０内側の底部に設け、固定磁気素子２０の型式を特定しない。本考案の実施例１において、環状磁石を使用する。固定磁気素子２０により、上向きまたは下向き軸方向の磁力線を発生する第１磁場を提供する。本実施例において、上向き磁力線の磁場を例示する。固定磁気素子２０とケース１０間の固定方式を特定しない。粘着、ねじ合わせまたはその他等効果の組み合わせ方式とも本考案の範疇に含まれるものとする。前記の固定磁気素子２０の中心軸線上に、貫通孔２１を設ける。

図４に示すとおり、前記の薄膜素子３０周りはケース１０内側上方連結部１１２取付溝１１３の壁面（図３、図４）に粘着固定し、薄膜素子３０を固定磁気素子２０の上方に固定させる。薄膜素子３０とケース１０との間の連結機構と方式とも、この粘着構造と方式に限られない。ねじ込みまたはその他等効果の結合機構により、薄膜素子３０の周りをケース１０内部に固定し連結することも、本考案の範疇に含まれるものとする。薄膜素子３０の中心軸線X２と固定磁気素子２０の中心軸線X１と重なり、薄膜素子３０の中心軸線X２の場所に、中心軸孔３１を設ける。前記の薄膜素子３０の材質は特定しない。本考案の実施例１において、変形弾性機能を備えたゴムまたはプラスチック薄膜、あるいはその他等効果の弾性変形薄膜素子も本考案の範疇に含まれるものとする。

前記の移動磁気素子４０を薄膜素子３０底面の中心軸孔３１の周りに結合し、移動磁気素子４０の型式は特定しない。本考案の実施例１において、コイルを用いる。移動磁気素子４０に一対の制御信号入力端４１、４２を設け、制御信号入力端４１、４２より電気制御信号などの制御信号を入力し、移動磁気素子４０から下向きまたは上向きの軸方向磁力線の第２磁場を発生させる。本考案において、下向き磁力線の実施例を用いる。移動磁気素子４０より発生する第２磁場の極性は固定磁気素子２０より発生する第１磁場と反発または引きつけを引き起こして、移動磁気素子４０は制御信号入力端４１、４２に入力された制御信号の強さにより、第２磁場の第１磁場と対抗する磁場の強度を制御し、移動磁気素子４０により、薄膜素子３０中心部が変形(図４)し、中心軸線X２に沿って、上向きまたは下向きへ微量に移動する。

前記のレンズ５０は撮像レンズであり、レンズ５０を薄膜素子３０の中心軸孔３１に結合することにより、レンズ５０が平面鏡１１１の外側に投射して、形成された画像はケース１０の底面の出力口１２より出力する。レンズ５０の中心軸線Ｘ３と薄膜素子３０の中心軸線Ｘ２と重なり、レンズ５０も薄膜素子３０および移動磁気素子４０は中心軸線Ｘ２に沿って、上向きまたは下向きへ微動移動（図４の矢印方向）し、レンズ５０にデジタルカメラのような焦点調節運動の機能を実現させる。

前記の５０は移動磁気素子４０の制御信号入力端４１、４２の磁場制御信号が中止されたとき、薄膜素子３０の変形による弾性戻り力量によって、レンズ５０を上向きまたは下向きへ、従来の位置へ精確に戻り、他の機械または電気動力に頼ることがない。

図５に示すものは、本考案の焦点調節モジュール１００の好ましい応用例である。本考案の焦点調節モジュール１００をデジタルカメラの小型電子撮像装置のレンズ焦点調節運動機構に応用している。このほか、携帯電話、ウェブカメラ、ピンホールカメラなどの小型電子撮像装置もこの種の機構を応用できる。そのうち、ケース１０の底部は映像集積回路２００に結合し、固定磁気素子２０はケース１０の内壁に結合し固定する。固定磁気素子２０をケース１０に結合する方式は特定しない。ただし、粘着またはねじ合わせ方式は、なお本考案の範疇に含まれるものとする。映像集積回路２００はCMOS映像集積回路など、公知技術のデジタルカメラの映像処理素子を用いる。映像集積回路２００に映像形成部２１０と少なくとも二つの制御信号入力端２２０、２３０を設け、映像形成部２１０は固定磁気素子４０中心部の貫通孔２１により、レンズ５０から出力する撮影画像を受信する。制御信号入力端２２０、２３０は移動磁気素子４０に備える二つの制御信号入力端４１、４２それぞれに結合し、映像集積回路２００は映像形成部２１０から入力するレンズ５０の撮影映像の状態に従って、制御信号入力端２２０、２３０から適切な電気制御信号を送信する。一例として、移動磁気素子４０の極性を固定磁気素子２０の極性と同じく、反発または引きつけを引き起こして、この反発または引きつけの磁力を利用し、薄膜素子３０はレンズ５０を駆動し、中心軸線Ｘ２、Ｘ３に沿って、上向きまたは下向きへ微動移動し、レンズ５０と映像形成部２１０間の焦点を調節変更により、デジタルカメラ・レンズの撮影焦点調節運動効果を実現する。映像集積回路２００内部の光学式焦点調節または焦点合わせに対する演算、制御および制御信号出力端２２０、２３０の焦点変更電力変更の制御信号などもこれに含まれる。さらなるの説明を省略する。

図６に示すものは、本考案の焦点調節モジュール１００もう一つの応用例である。前記図５に挙げた応用例は、映像集積回路２００をケース１０に設けることにより、単一モジュールでデジタルカメラ内部の電気回路系統または機構に実施できる。ただし、この種の実施例は唯一ではない。実施対応により、調整できる。一例として、図６に示すとおり、映像集積回路２００をケース１０外部の下方に設け、映像集積回路２００の映像形成部２１０をケース１０底部の出力口１２に対応し、レンズ５０の撮影映像は出力口１２から、映像形成部２１０に投射させる。さらに、制御信号出力端２２０、２３０は、ケース１０底部を介して、移動磁気素子４０に備える二つの制御信号入力端４１、４２に連結する。

図７に示すとおり、本考案の焦点調節モジュール１００実施例２である。そのうち、薄膜素子３０は環状のフレキシブル電気回路板を設け、移動磁気素子４０は導体を環状のフレキシブル電気回路板形態の薄膜素子３０に印刷し構成する。移動磁気素子４０の制御信号入力端４１、４２より、制御信号を入力し、前記の第２磁場発生することにより、図１〜図４に示す微動移動による焦点調節運動効果を実現する。

図８に示すものは、本考案の焦点調節モジュール１００の実施例３である。固定磁気素子２０'は電磁コイルを設け、固定磁気素子２０'はさらに、二つの制御信号入力端２１'、２２'を設ける。制御信号入力端２１'、２２'は、図５の映像集積回路２００の制御信号出力端２２０、２３０に連結する。移動磁気素子４０'は環状磁石を使用する。さらに、固定磁気素子２０'と移動磁気素子４０'間の第１磁場と第２磁場と極性の反発働きにより、移動磁気素子４０'は薄膜素子３０中心部を変形させ、中心軸線X２に沿って、上向きまたは下向きへ微動移動させるほか、レンズ５０を中心軸線X３に沿って、上向きまたは下向きへ微動移動し、小型電子撮像装置の焦点調節効果を実現する。前記の図８の実施例は、図５と図６の実施例に応用できるほか、図７の実施例２にも応用できる。

本考案の実施例１の立面外観構造図である。 本考案図１の立面分解構造図である。 図１の断面拡大図である。 図３に類似する断面拡大図である。そのうち、薄膜移動磁気素子は、直線軸方向に進行し、上向き微動の状態を示す。 本考案の好ましい応用例図である。 本考案もう一つの好ましい応用例図である。 本考案の実施例２の実施態様図である。 本考案の実施例３の実施態様である。

符号の説明

１００ 焦点調節モジュール
１０ ケース
１１ 開口部
１１１ 平面鏡
１１２ 連結部
１１３ 取付溝
１２ 出力口
２０ 固定磁気素子
２０' 固定磁気素子
２１ 貫通孔
２１'、２２' 制御信号入力端
３０ 薄膜素子
３１ 中心軸孔
４０ 移動磁気素子
４０' 移動磁気素子
４１、４２ 制御信号入力端
５０ レンズ
２００ 映像集積回路
２１０ 映像形成部
２２０、２３０、２４０、２５０ 制御信号出力端
Ｘ１〜Ｘ３Ｐ 中心軸線

Claims (16)

1. ケース、移動磁気素子、及びレンズを含み、
   ケースはその周りに開口部を設け、一つ以上の固定磁気素子をケース内側の底部に設け、第１磁場を発生し、及び薄膜素子を設け、その周りはケース内部の上方に連結し、薄膜素子に中心軸孔を設け、
   移動磁気素子は薄膜素子底部の中心軸孔の周りに結合し、第２磁場を発生し、第２磁場と固定磁気素子の第１磁場との間に極性の同じまたは異なることにより、反発または引きつけを引き起こして、移動磁気素子は薄膜素子中心部を駆動し、弾性変形により、上向きまたは下向きへ微動移動し、
   レンズは薄膜素子の中心軸孔内部に設け、レンズは薄膜素子と移動磁気素子に同期し、上向きまたは下向きへ微動移動して焦点調節運動を行うことを特徴とする焦点調節モジュール。
2. ケースの開口部に平面鏡を設ける構造であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
3. ケース内側の上部に連結部を設ける構造であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
4. 連結部の内側に取付溝を設ける構造であることを特徴とする請求項３記載の焦点調節モジュール。
5. ケースの底部に出力口を設ける構造であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
6. 固定磁気素子は環状磁石であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
7. 固定磁気素子中心部に貫通孔を設けることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
8. 固定磁気素子は電磁コイルであることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
9. 固定磁気素子に二つの制御信号入力端を設けることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
10. 薄膜素子はゴム薄膜であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
11. 薄膜素子はプラスチック薄膜であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
12. 薄膜素子はフレキシブル電気回路板であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
13. 移動磁気素子はコイルであることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
14. 移動磁気素子に一対の制御信号入力端を設けることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
15. 移動磁気素子は導体を薄膜素子に印刷して設けることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
16. 移動磁気素子は磁石であることを特徴とする請求項１記載の焦点調節モジュール。
    

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