JP3150960U

JP3150960U - オートフォーカスレンズモジュール

Info

Publication number: JP3150960U
Application number: JP2009001697U
Authority: JP
Inventors: 漢宗呉; 進益周
Original assignee: 一品光学工業股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2019-03-23

Abstract

【課題】迅速に応答し、光軸からの傾斜が低減されたオートフォーカスレンズモジュールを提供する。【解決手段】底蓋１０、２つの導電片２０、絶縁片、４つの永久磁石４０、レンズホルダー５０、光学レンズ６０、ばねセット、コイル７０および上蓋９０を備える。レンズホルダー５０、光学レンズ６０およびコイル７０によって同期移動するレンズセットが構成される。４つの永久磁石４０は、コイル７０の外周に配置され、コイルばね８１は、コイル７０の内周または外周に嵌設され、レンズホルダー５０のフランジ５２と上蓋９０との間に弾性支持される。板ばね８２の内周リング部は、レンズホルダー５０の一方の端面に固定されてレンズホルダー５０を支持する。ばねセット８０による弾発力と、電磁力による駆動により、レンズセットの焦点駆動操作を行う。【選択図】図１２

Description

本考案は、オートフォーカスレンズモジュールに関し、特に、ばねセットのバランスされた弾発力と電磁力とにより、光学レンズの前後移動を制御し、焦点合わせを行うオートフォーカスレンズモジュールに関する。

デジタルカメラまたは撮影機能を有する携帯電話は、全て、レンズモジュールを具える。レンズモジュールの機能は、光学レンズを駆動し、光軸に沿って移動させ、オートフォーカス（ａｕｔｏｆｏｃｕｓ）および／またはズーム（ｚｏｏｍ）を行うことである。光学レンズを移動させる方法の１つとして、ボイスコイルモータ（ＶｏｉｃｅＣｏｉｌＭｏｔｏｒ：ＶＣＭ）を使用する方法がある。ボイスコイルモータを使用し、光学レンズを移動させる方法は、コイルに電流を流して電磁場を発生させ、電磁場および永久磁石により、駆動力（ｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒｃｅ）を発生させ、光学レンズを光軸に沿って移動させるものである。ボイスコイルモータを使用することにより、レンズモジュールの体積を縮小させることができるため、近年、小型カメラ、携帯電話のカメラ（ｃａｍｅｒａ−ｅｑｕｉｐｐｅｄｃｅｌｌｕｌａｒｐｈｏｎｅ）またはウェブカメラ（ｗｅｂ−ｃａｍｅｒａ）に運用されている。

従来のボイスコイルモータを有するオートフォーカスモジュールとしては、例えば、特許文献１〜特許文献６記載のオートフォーカスモジュールが存在する。図１を参照する。図１は、従来のボイスコイルモータを有するオートフォーカスモジュールを示す。図１に示すように、従来のボイスコイルモータを有するオートフォーカスモジュールは、底蓋１１０、２つの導電片１２２、絶縁片１３０、４つの永久磁石１４０、レンズホルダー１５０、光学レンズ１６０、コイルばね（ｃｏｉｌｓｐｒｉｎｇ）１７１、コイル１８０および上蓋１９０から構成される。レンズホルダー１５０、光学レンズ１６０およびコイル１８０により、光軸に沿って移動するレンズセットが構成される。コイルばね１７１が使用されるとき、コイルばね１７１の弾発力により、レンズホルダー１５０が迅速に移動する。しかし、コイルばね１７１の使用により、レンズセットが移動するとき、チルト（ｔｉｌｔ）し、焦点合わせの精度が低下する。

他の従来のボイスコイルモータを有するオートフォーカスモジュールとしては、板ばね（ｂｌａｄｅｓｐｒｉｎｇ、ｌｅａｆｓｐｒｉｎｇ）１７２を使用したものがあり、例えば、特許文献７〜特許文献１１記載の例がある。図２を参照する。図２は、他の従来のボイスコイルモータを有するオートフォーカスモジュールを示す。図２に示すように、他の従来のボイスコイルモータを有するオートフォーカスモジュールは、板ばね１７２の弾発力により、レンズホルダー１５０が移動する。しかし、板ばね１７２を用いる場合、板ばね１７２の弾発力および伸展量（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｌｅｎｇｔｈ）が不足するため、レンズセットの移動速度が遅く、迅速に焦点合わせを行うことができない。また、従来技術において、２つの板ばね１７２が使用され、伸展量が不足する欠点を改善した技術も存在するが、依然としてレンズセットの移動速度が遅いという問題が存在する。

焦点合わせの精度を高め、迅速な焦点合わせを行い、チルトを低減するには、本来の構造またはオートフォーカスモジュールの構造をできる限り変更することなく、ばねセットによる弾発力によって、レンズモジュールを一定速度で移動させる必要がある。

米国特許第２００８／００１３１９６号明細書米国特許第６，５９４，４５０号明細書米国特許第７，１４５，７３８号明細書台湾特許第Ｍ３１７０２７号公報登録実用新案第３１２４２９２号公報登録実用新案第３１３２５７５号公報米国特許第２００８／０１８６６０１号明細書米国特許第２００６／０１８１６３２号明細書台湾特許第Ｍ３３１６８７号公報台湾特許第Ｍ３１８７３６号公報特開昭６３−２４７９２４号公報

本考案の目的は、コイルばねおよび板ばねの２種類の異なるばねの引張または圧縮による弾発力と、コイルに通電されて永久磁石との間に発生する電磁力と、により、レンズホルダー、光学レンズおよびコイルからなるレンズセットが焦点合わせを行い、レンズセットの迅速な移動、安定した焦点合わせおよびチルトの低減を達成することができるオートフォーカスレンズモジュールを提供することにある。

上述の課題を解決するために、本考案のオートフォーカスレンズモジュールは、底蓋、２つの導電片、絶縁片、４つの永久磁石、レンズホルダー、光学レンズ、ばねセット、コイルおよび上蓋から構成される。また、レンズホルダー、光学レンズおよびコイルにより、同期移動するレンズセットが構成される。４つの永久磁石は、コイルの外周の底蓋の４つの各内角部分に等間隔で対称に配置される。ばねセットは、コイルばねおよび板ばねを備え、コイルばねは、コイルの内周または外周に嵌設され、レンズホルダーの環状のフランジと上蓋との間に弾性支持される。板ばねの内周リング部は、レンズホルダーの一方の端面上に固定され、外周リング部は、位置決めされて不動である。

本考案のオートフォーカスレンズモジュールは、コイルばねおよび板ばねの２種類の異なるばねの引張または圧縮による弾発力と、コイルに通電されて永久磁石との間に発生する電磁力と、により、レンズホルダー、レンズおよびコイルからなるレンズセットが焦点合わせを行い、レンズセットの迅速な移動、安定した焦点合わせおよびチルトの低減が達成される。

従来のボイスコイルモータを有するオートフォーカスモジュール（コイルばねのみを使用）を示す分解斜視図である。従来のボイスコイルモータを有するオートフォーカスモジュール（板ばねのみを使用）を示す分解斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールを示す斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールを示す分解斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールの各部材間の接続態様を示す斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールの各部材間の接続態様を示す斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールの各部材間の接続態様を示す斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールの各部材間の接続態様を示す斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールの各部材間の接続態様を示す斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールの各部材間の接続態様を示す斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールの各部材間の接続態様を示す斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールの各部材間の接続態様を示す分解斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールの板ばねとレンズホルダーとの接続態様を示す斜視図である。本考案の第１実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールを示す断面図である。本考案の第２実施形態によるオートフォーカスレンズモジュールを示す分解斜視図である。

本考案の目的、特徴および効果を示す実施形態を図面に沿って詳細に説明する。

（第１実施形態）
図３および図４を参照する。図３および図４に示すように、本考案のレンズモジュール１は、底蓋（ｂａｓｅ）１０、二つの導電片（ｃｏｐｐｅｒｐｌａｔｅ）２０、絶縁片（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｓｐａｃｅｒ）３０、４つの永久磁石（ｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔ）４０、レンズホルダー（ｌｅｎｓｈｏｌｄｅｒ）５０、光学レンズ（ｏｐｔｉｃａｌｌｅｎｓ）６０、ばねセット（ｓｐｒｉｎｇｓｅｔ）８０、コイル７０および上蓋（ｔｏｐｃｏｖｅｒ）９０を備える。ばねセット８０は、コイルばね（ｃｏｉｌｓｐｒｉｎｇ）８１および板ばね（ｂｌａｄｅｓｐｒｉｎｇ）８２を備える。レンズホルダー５０、光学レンズ６０およびコイル７０により、同期移動するレンズセットが構成され、底蓋１０と上蓋９０との間で、上下（前後）に移動して焦点合わせが行われる。

図４、図５および図１４を参照する。図４、図５および図１４に示すように、底蓋１０は、矩形のフレーム体であり、４つの各角部分には、上蓋９０が嵌設される４つの支持体１１が設けられ、上蓋９０と一体に組み合わされる。底蓋１０の中央部分には、中央孔１２が設けられ、光学レンズ６０の光路が形成される。底蓋１０の内面には、複数の固定ピン１３および２つの導電片２０を電気的に隔離する突起１４が設けられる。図４に示すように、中央孔１２の下方には、赤外線フィルター（ＩＲｃｕｔ−ｏｆｆｆｉｌｔｅｒ）１００が配置される。

図４、図６および図１４を参照する。図４、図６および図１４に示すように、２つの導電片２０は、固定孔２１が底蓋１０上の固定ピン１３に嵌合することにより、底蓋１０上に固定される。２つの導電片２０は、電気的に絶縁された状態にある。各凸片２２には、それぞれ異なる電極が接続される。２つの導電片２０の間には、底蓋１０の中央孔１２に対応する中央孔２３が形成される。

図４および図７を参照する。図４および図７に示すように、絶縁片３０は、固定孔３１をと底蓋１０上の固定ピン１３に嵌合することにより、２つの導電片２０上に貼設される。絶縁片３０は、中央孔１２、２３に対応する中央孔３２を有する。

図４、図９および図１４を参照する。図４、図９および図１４に示すように、４つの永久磁石４０は、それぞれ、略円弧状であって対称に配置される。永久磁石４０は、矩形の底蓋１０の４つの支持体１１の内側に配置され、上蓋９０と底蓋１０との間に固定される。第１実施形態では、４つの永久磁石４０は、それぞれ、板ばね８２の外周リング部８２２の上面に固定される。

図４、図１０および図１４を参照する。図４、図１０および図１４に示すように、レンズホルダー５０は、中央孔１２、２３中に配置される。レンズホルダー５０の底端の外縁面上には、板ばね８２の内周リング部８２１が挟持固定される。第１実施形態によるレンズホルダー５０は、円筒体であり、中央孔５１および環状のフランジ５２が設けられる。光学レンズ６０は、レンズホルダー５０の中央孔５１中にロックされる。ロック方式に制限はなく、螺合方式または接着方式とすることができる。

図４、図１１および図１４を参照する。図４、図１１および図１４に示すように、ばねセット８０のコイルばね８１は、レンズホルダー５０の外縁面上に嵌設され、レンズホルダー５０の環状のフランジ５２と上蓋９０との間に弾性支持される。図４、図８および図１４を参照する。図４、図８および図１４に示すように、ばねセット８０の板ばね８２は、内周リング部８２１および内周リング部８２１に接続された外周リング部８２２を備える。内周リング部８２１は、レンズホルダー５０上に固定され、外周リング部８２２は、絶縁片３０上に貼設される。図１３に示すように、第１実施形態の内周リング部８２１は、レンズホルダー５０の底端の外縁面上に挟持固定され、外周リング部８２２は、絶縁片３０上に固定されて相互に不動である。板ばね８２の構造特性により、内周リング部８２１および外周リング部８２２が固定された状態で、内周リング部８２１と外周リング部８２２との間の伸縮作用によって弾発力が発生する。レンズセット（レンズホルダー５０、光学レンズ６０およびコイル７０を備える）は、電磁力と、コイルばね８１の弾発力と、板ばね８２の弾発力と、によって形成される合成力（ｎｅｔｆｏｒｃｅ）により、移動し、焦点合わせが行われる。コイルばね８１と板ばね８２とは、直列に接続され、作用力は、コイルばね８１と板ばね８２との弾性係数の和であるため、コイルバネ８１または板ばね８２いずれかのばねが用いられる場合における、単独のばねによる弾発力が低減される。また、作用力は、ばねセット８０とレンズホルダー５０との接触面全体に作用するため、コイルばね８１または板ばね８２いずれか一種のばねを用いる場合における、作用力が偏る問題を解決し、レンズセットの移動中における、チルト（ｔｉｌｔ）を低減する。また、コイルばね８１の弾発力と、板ばね８２の弾発力とが組み合わせれることにより、従来の板ばね８２のみが使用された場合における、レンズセットの移動量が不足する欠点および弾発力が不足し、移動速度が遅いという欠点を解決する。

図４、図１２および図１４を参照する。図４、図１２および図１４に示すように、コイル７０は、コイルばね８１の外周に嵌設され、レンズホルダー５０の環状のフランジ５２上に固定されてレンズホルダー５０と組み合わされ、連動体が構成される。第１実施形態においては、さらに、上蓋９０の下方に環状蓋（ｔｏｐｒｉｎｇｃｏｖｅｒ）９０ａが配置され、４つの永久磁石４０が環状蓋９０ａの４つの角の内縁部分にそれぞれ固定される。さらに、上蓋９０が底蓋１０の４つの支持体１１上に嵌設されることにより、環状蓋９０ａは、上蓋９０と底蓋１０との間に挟持され、レンズモジュール１の組立が完成する。また、４つの永久磁石４０は、環状蓋９０ａの内縁面と絶縁片３０との間に挟持固定され、位置移動しない。

図４および図８〜図１４を参照する。本考案において、レンズホルダー５０、光学レンズ６０、コイルばね８１、板ばね８２、コイル７０などの部材の組立順序は、限定されない。即ち、図８〜図１２に示す接続態様は、本考案の部材間の組立順序を限定するものではない。例えば、まず、レンズホルダ５０に、光学レンズ６０およびコイル７０を一体に組み立て（図８および図９では、光学レンズ６０は図示せず）、図１３に示すように、板ばね８２をレンズホルダー５０の一方の端面上に配置し、その後、すでに光学レンズ６０、コイル７０および板ばね８２が組み立てられたレンズホルダー５０を絶縁片３０上に組み立てることができる。

ばねセット８０のコイルばね８１は、圧縮ばねであり、上蓋９０が底蓋１０に嵌設されるとき、コイルばね８１は、圧縮状態であり、レンズホルダー５０を下方に押圧する。ばねセット８０による弾発力により、レンズセットは、伸縮行程中の下（後）死点位置に配置され、遠焦点位置となる。コイル７０の両端部は、電流の方向と大きさを変更することにより、永久磁石４０のＮ極およびＳ極との間に、上方向／下方向（前方向／後方向）の電磁力が発生する。発生した電磁力により、レンズセット（レンズホルダー５０、光学レンズ６０およびコイル７０を備える）および板ばね８２の内周リング部８２１が駆動され、レンズセットが上下方向（前後方向）に移動し、焦点合わせが行われる。第１実施形態において、コイル７０と永久磁石４０との間の電磁力は、上方向（前方向）のみの電磁力が発生するように選択することができる。即ち、遠焦点位置にするとき、コイル７０に電流を導通しなければ、レンズセットは、電磁力を受けず、下（後）死点位置（遠焦点位置）に停留する。焦点合わせを行うとき、適量の電流をコイル７０に導通させれば、適量の電磁力が発生してレンズセットが駆動され、上方向（前方向）に移動し、近焦点位置となる。レンズセットが受ける電磁力と、ばねセット８０の弾発力とが平衡したとき、レンズセットは、その位置に停留する。即ち、レンズセットが遠焦点位置から上方（前方）の近焦点位置まで移動するときは、電磁力によって移動し、近焦点位置から下方（後方）の遠焦点位置まで移動するときは、ばねセット８０の復元力によって移動し、遠近の焦点合わせが達成される。

本考案の第１実施形態によるレンズモジュール１と、従来のレンズモジュールと、を比較したとき、本考案の第１実施形態によるレンズモジュール１は、上述の構造および弾発力と電磁力との組合により、レンズセットを迅速に安定して移動させることができ、チルトが低減される。

（第２実施形態）
第２実施形態によるレンズモジュール１ａの構造は、第１実施形態によるレンズモジュール１の構造と略同一である。異なる点は、第２実施形態によるレンズモジュール１ａのコイルばね８１は、コイル７０の外周に嵌設され、第１実施形態によるレンズモジュール１のコイルばね８１は、コイル７０の内周に嵌設される点である。

本考案の第１実施形態および第２実施形態によるレンズモジュール１、１ａと、従来のレンズモジュールと、を比較したとき、本考案の第１実施形態および第２実施形態によるレンズモジュール１、１ａは、上述の構造および弾発力と電磁力との組合により、レンズセットを迅速に安定して移動させることができ、チルトが低減される。

１、１ａレンズモジュール
１０底蓋
１１支持体
１２中央孔
１３固定ピン
１４突起
２０導電片
２１固定孔
２２凸片
２３中央孔
３０絶縁片
３１固定孔
３２中央孔
４０永久磁石
５０レンズホルダー
５１中央孔
５２フランジ
６０光学レンズ
７０コイル
８０ばねセット
８１コイルばね
８２板ばね
８２１内周リング部
８２２外周リング部
９０上蓋
９０ａ環状蓋
１００赤外線フィルタ

Claims

底蓋、２つの導電片、絶縁片、４つの永久磁石、レンズホルダー、光学レンズ、ばねセット、コイルおよび上蓋を備え、
前記底蓋の４つの各角部分には、前記上蓋が嵌設される４つの支持体が設けられ、前記底蓋の中央部分には、前記光学レンズの光路となる中央孔が形成され、前記底蓋の内面の各角部分には、複数の固定ピンが設けられ、
前記２つの導電片は、前記底蓋の固定ピンに対応して設けられた固定孔を嵌合することにより前記底蓋上に固定され、
前記２つの導電片は、相互に電気的に絶縁されて、２つの導電片の間に前記底蓋の中央孔に対応する中央孔を形成して配置され、
前記絶縁片は、前記底蓋の固定ピンに対応して設けられた固定孔を嵌合して位置決め固定されて、前記２つの導電片上に貼設されると共に、前記光学レンズの光路となる中央孔が設けられ、
前記永久磁石は、略円弧形の対称形状であり、それぞれ、前記底蓋の４つの支持体の内側に配置され、
前記レンズホルダーは、円筒体であり、前記光学レンズの光路となる中央孔および環状のフランジが設けられ、
前記光学レンズは、前記レンズホルダーの中央孔中に固定され、
前記ばねセットは、少なくとも１つのコイルばねおよび板ばねを備え、
前記コイルは、前記レンズホルダーの環状のフランジ上に固定され、前記コイルの両端部の導線は、それぞれ、前記２つの導電片の異なる電極に接続され、
前記上蓋は、前記底蓋上に一体に嵌設され、
前記レンズホルダー、前記光学レンズおよび前記コイルにより、同期移動するレンズセットが構成され、
前記コイルばねは、前記レンズホルダーの環状のフランジ上に嵌設され、前記環状のフランジと前記上蓋の内縁面との間に弾性支持され、前記板ばねは、ばね作用を発生する内周リング部および前記内周リング部に接続された外周リング部を備え、前記内周リング部は、前記レンズホルダーに固定されて前記レンズホルダーと共に移動し、前記外周リング部は、不動であり、
前記コイルばねおよび前記板ばねの弾発力と、前記コイルおよび前記永久磁石に通電することにより発生する電磁力と、により、前記レンズセットは移動し、焦点合わせが行われることを特徴とするオートフォーカスレンズモジュール。
前記コイルばねは、前記コイルの内周に嵌設されることを特徴とする請求項１記載のオートフォーカスレンズモジュール。
前記コイルばねは、前記コイルの外周に嵌設されることを特徴とする請求項１記載のオートフォーカスレンズモジュール。
前記コイルばねは、引張ばねであることを特徴とする請求項１記載のオートフォーカスレンズモジュール。
前記コイルばねは、圧縮ばねであることを特徴とする請求項１記載のオートフォーカスレンズモジュール。
前記上蓋の下方には、環状蓋が配置され、前記４つの永久磁石は、まず、前記環状蓋の４つの各角の内縁部分にそれぞれ配置され、次に、前記上蓋が前記底蓋の４つの支持体上に嵌設され、前記環状蓋は、前記上蓋と前記底蓋との間に挟持され、前記４つの永久磁石は、前記環状蓋の内縁面と前記絶縁片との間に挟持固定されることを特徴とする請求項１記載のオートフォーカスレンズモジュール。