JP4594352B2

JP4594352B2 - 光学装置

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Publication number: JP4594352B2
Application number: JP2007148340A
Authority: JP
Inventors: 雍行王; 金育李; 孟哲蔡; 建聖劉; 順升柯; 英吉卓
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2027-06-04
Also published as: JP2008015498A; US20080010651A1; TWI307781B; US7652835B2; TW200804862A

Description

本発明は、光学装置に関するもので、特に、電力消耗が少なく、耐震性を増加する光学装置に関するものである。

現在、レンズモジュールに応用される自動変位駆動装置中、ドライバは運動方向によって大きく二種に分けられ、第一種のドライバは回転力を提供し、回転軸がレンズモジュールの光軸に平行で、第二種のドライバは水平移動力を提供し、移動方向がレンズモジュールの光軸に平行である。

第一種のドライバ、例えば、ステッピングモーターの旋転運動は通常、別に伝動方向転換機構が必要で、レンズモジュールを光軸の移動に平行にする。第一種のドライバの自動変位駆動装置の特徴は、レンズモジュールが最終位置に達する時、レンズモジュールの位置を維持する電力が必要がないことである。しかし、第一種のドライバを有する自動変位駆動装置は非常に多くの構成素子を必要とするので、その構造複雑度が非常に高く、自動変位駆動装置の体積を縮小するのが容易ではない。

第二種のドライバ、例えば、ボイスコイルモーターは、直接、レンズモジュールの位置を調整する。第一種ドライバを運用する自動変位駆動装置と比較すると、このようなドライバは構成素子が少なく、そして、小さい。しかし、レンズモジュールが最終位置に達する時、レンズモジュールを最終位置に維持するために、電力の不断供給と同時制御により、相当の電力を消耗するので、長時間携帯使用するカメラや光学装置にとって非常に不利である。この他、第二種ドライバを運用する自動変位駆動装置は耐震力が悪いという欠点がある。

この他、図１を参照すると、特許文献１で、磁性素子９、間隔素子１２および弾性素子５０がレンズ２の光軸に平行に排列されたレンズ駆動装置が開示され、公知のレンズ駆動装置は磁性素子９と駆動磁石６間の磁力作用と弾性素子５０により、レンズ２に対し挟持動作を実行する。しかし、レンズ２の定位を維持するのに電力を消耗し、また、駆動磁石６と磁性素子９の移動位置と磁力の変化間の関係が非線形であり、公知のレンズ駆動装置はレンズ２の定位制御上の困難がある。

この他、図２Ａと図２Ｂを参照すると、特許文献２で開示される公知の制動挟持機構は、特定位置で、レンズモジュール６０８を釈放、あるいは、挟持するものである。制動装置は主に、制動挟持素子６２１、磁性素子６２７、コイル６２３、回転軸６２２および弾性素子Ｅからなる。コイル６２３が通電する時、磁性素子６２７とコイル６２３は磁性吸引作用を生成し、この時、制動挟持素子６２１が回転軸６２２を回転し、図２Ｂで示されるように、レンズモジュール６０８を釈放する。コイル６２３の通電が停止する時、磁性素子６２７とコイル６２３間の磁性吸引作用は消失し、この時、制動挟持素子６２１は弾性素子Ｅにより提供される弾性回復力により、回転軸６２２を元の位置まで回転させ、図２Ａで示されるように、レンズモジュール６０８を挟持する。しかし、公知の制動機構は構成素子が多く、構造が複雑、組み立てと小型化が困難である等の欠点がある。

この他、図３Ａと図３Ｂを参照すると、特許文献３で開示される公知のレンズモジュール駆動装置１は、上弾性片９と下弾性片１１がレンズモジュール（レンズ２０、上蓋２４、下ワッシャ１７、コイル１５、レンズ支承座７）の精確な移動を可能にし、移動時の摩擦力を減少させる。上弾性片９と下弾性片１１はコイル１５の延伸とみなされて、コイル１５両端のコンダクタとなる。上フレーム２３上の槽３７とレンズ支承座７上のリブ３１は、移動素子（レンズ２０、上蓋２４、下ワッシャ１７、コイル１５、レンズ支承座７）とステーター（上フレーム２３、ヨーク３、磁石１３）間の接触により衝撃や振動を生じ、光軸に対する移動素子の偏向値を受け入れられることができる範囲内に制御し、レンズ２０が過度に回転し、その他の構造に影響するのを防止する。しかし、公知のレンズ駆動装置１の移動素子を特定位置に維持するのには電力が必要なので、携帯式装置の長時間の定位能力を減少させる。

米国特許第６８５６４６９号明細書国際公開第２００５／０６０２４２号パンフレット特開２００５−１２８４０５号公報

よって、本発明は光学装置を提供し、簡単な構造によりレンズモジュールを固定および釈放して、電力消耗と体積を減少されると共に、耐震、耐衝撃効果を提供することを目的とする。

本発明の光学装置は、駆動部移動素子、駆動ステーター、制動コイルおよび制動弾性素子からなる。駆動部移動素子は、レンズモジュールと駆動コイルとからなる。レンズモジュールは光軸を提供する。駆動コイルはレンズモジュールを囲繞し、光軸に平行な中央軸を提供する。駆動ステーターはハウジング、磁性素子およびヨークからなる。レンズモジュールはハウジングに可動設置される。磁性素子は駆動コイルを囲繞し、開口を有する。ヨークは磁性素子と作用し、安定した磁界を生成する。磁性素子、ヨークおよび駆動コイルが相互作用して、光軸に平行な力を生成し、光軸に平行に駆動部移動素子を移動させる。制動コイルは磁性素子の開口に配置され、光軸に垂直な中央軸を提供する。制動コイルは駆動コイルに相対する。制動弾性素子は駆動ステーターと制動コイルの間に接続され、磁性素子の開口に配置される。制動コイルは磁性素子、ヨーク、制動弾性素子と作用し、駆動部移動素子を着脱可能に取り付ける。

光学装置はさらに、ハウジングに配置され、レンズモジュールの光軸に平行な引導バーを有する。

ヨークは、主要部、第一延長部、第二延長部および第三延長部からなる。主要部はハウジングに接続される。第一および第二延長部は主要部に接続される。第二延長部は第一延長部から離れている。第一延長部は磁性素子を囲繞する。駆動コイルと磁性素子は第一と第二延長部間に配置される。第三延長部は第一延長部に接続され、磁性素子の開口に配置される。

光学装置はさらに、駆動部移動素子と駆動ステーター間に接続される駆動弾性素子を有する。駆動部移動素子は、駆動コイル、磁性素子、ヨークおよび駆動弾性素子の相互作用により光軸に平行に移動する。

光学装置はさらに、制動コイルに接続される滑動素子を有し、制動コイルが光軸に垂直に移動するよう制限する。

光学装置はさらに、制動コイルに接続される摩擦素子を有し、駆動部移動素子を抵接する。

光学装置はさらに、滑動素子に接続される摩擦素子を有し、駆動部移動素子を抵接する。

摩擦素子は摩擦物質である。

滑動素子はハウジング上でスライドし、引導突起を有する。ハウジングは引導溝を有し、引導突起がスライドする。

滑動素子はハウジング上でスライドし、引導溝を有する。ハウジングは引導突起を有し、引導溝中でスライドする。

光学装置はさらに、第三延長部上でスライドする滑動素子を有し、制動コイルを接続し、制動コイルが光軸に垂直に移動するよう制限する。

滑動素子はベアリングを有する。第三延長部は軸を有し、ベアリングがスライドする。

滑動素子は軸を有する。第三延長部はベアリングを有し、軸がスライドする。

本発明の光学装置は、レンズモジュールが縮小化され、レンズモジュールの定位に必要な電力が節約される。レンズモジュールの耐震能力と安定性も増加する。

第一実施例：
図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、光学装置１００はハウジング１１０、二引導バー１２０、レンズモジュール１３０、駆動コイル１４０、磁性素子１５０、ヨーク１６０、駆動弾性素子１７０、制動弾性素子１７５、制動コイル１８０、滑動素子１９０および摩擦素子１９５からなる。

光学装置１００は駆動機構と制動機構に分けられる。駆動機構は駆動部移動素子（レンズモジュール１３０と駆動コイル１４０）と駆動ステーター（ハウジング１１０、引導バー１２０、磁性素子１５０およびヨーク１６０）からなる。制動機構は、制動弾性素子１７５、制動コイル１８０、滑動素子１９０および摩擦素子１９５を有する。駆動機構はレンズモジュール１３０を光軸に平行に移動させる。光学装置１００（あるいは、駆動機構）の焦点調整が完了、あるいは、停止する時、制動機構はレンズモジュール１３０を配置、あるいは、固定する。

図４Ａと図４Ｂで示されるように、引導バー１２０はハウジング１１０中に配置される。レンズモジュール１３０はハウジング１１０に配置され、引導バー１２０上で可動形式で取り付けられる。特に、レンズモジュール１３０はレンズ１３１とレンズホルダー１３２からなり、光軸Ｏを有し、引導バー１２０は光軸Ｏに平行である。

図４Ａ〜図４Ｃで示されるように、駆動コイル１４０はレンズモジュール１３０を囲繞し、レンズモジュール１３０の光軸Ｏと重合する中央軸を提供する。

磁性素子１５０は駆動コイル１４０を囲繞し、開口１５１を有する（図４Ｃで示される）。特に、二つの相反する磁極が開口１５１に形成される。さらに、磁性素子１５０は磁石からなる。

図４Ａ〜図４Ｃで示されるように、ヨーク１６０は主要部１６１、第一延長部１６２、第二延長部１６３および第三延長部１６４からなる。主要部１６１はハウジング１１０に接続される。第一および第二延長部１６２、１６３は主要部１６１に接続される。第二延長部１６３は第一延長部１６２から離れている。第一延長部１６２は磁性素子１５０を囲繞する。特に、駆動コイル１４０と磁性素子１５０は、第一延長部１６２と第二延長部１６３間に配置される。図４Ｃで示されるように、第三延長部１６４は第一延長部１６２に接続され、磁性素子１５０の開口１５１に配置される。

図４Ａと図４Ｂで示されるように、駆動弾性素子１７０は、駆動機構の駆動部移動素子と駆動ステーター間に接続される。

図４Ｃで示されるように、制動弾性素子１７５は第一延長部１６２に接続され、磁性素子１５０の開口１５１に配置される。

図４Ａと図４Ｃで示されるように、制動コイル１８０は制動弾性素子１７５に接続され、第三延長部１６４を囲繞する。特に、制動コイル１８０はレンズモジュール１３０の光軸Ｏに垂直で、駆動コイル１４０に相対する中央軸を提供する。

図４Ａ、図４Ｃおよび図５Ｂで示されるように、滑動素子１９０は制動コイル１８０に接続される。摩擦素子１９５は滑動素子１９０に接続され、駆動コイル１４０に接する。さらに、摩擦素子１９５は、高摩擦係数の摩擦物質からなり、摩擦素子１９５と駆動コイル１４０間の固定力を増加させ、さらに、定位時のレンズモジュール１３０の安定性を増加させる。

さらに、滑動素子１９０はハウジング１１０上でスライドする。図５Ａと図５Ｂで示されるように、滑動素子１９０は引導突起１９１を有し、ハウジング１１０は引導溝１１１を有し、引導突起１９１と組み合わされる。よって、滑動素子１９０がハウジング１１０上でスライドする時、引導突起１９１は引導溝１１１内でスライドする。

以下は、光学装置１００の作動方式を説明する。

図４Ｂと図４Ｃで示されるように、磁性素子１５０はヨーク１６０と作用し、光軸Ｏに垂直な磁力線（磁界）Ｂ１とＢ２を生成する。特に、磁性素子１５０は主要部１６１、第一延長部１６２、第二延長部１６３と作用し、光軸Ｏに垂直で、駆動コイル１４０を通過する磁力線Ｂ１（図４Ｂで示される）を生成する。磁性素子１５０は第一延長部１６２と第三延長部１６４と作用し、光軸Ｏに垂直で、制動コイル１８０を通過する磁力線Ｂ２（図４Ｃで示される）を生成する。

レンズモジュール１３０を移動させるため、制動コイル１８０は電流の供給により磁力線Ｂ２と作用し、ローレンツ法則に従って作用力Ｆ₂（図４Ｃ）を生成する。作用力Ｆ₂は制動コイル１８０、滑動素子１９０および摩擦素子１９５を光軸Ｏに垂直に移動させ、制動弾性素子１７５を圧縮する。ここで、摩擦素子１９５はレンズモジュール１３０から分離される。すなわち、レンズモジュール１３０が釈放される。同時に、駆動コイル１４０は導通して電流により磁力線Ｂ１と作用し、ローレンツ法則に従って、光軸Ｏに平行なもう一つの作用力Ｆ₁（図４Ｂ）を生成する。作用力Ｆ₁はレンズモジュール１３０と駆動コイル１４０を、光軸Ｏに沿って引導バー１２０上で移動させ、駆動弾性素子１７０を圧縮、あるいは、引き伸ばす。これにより、レンズモジュール１３０の焦点移動が達成される。

レンズモジュール１３０が標的位置に達する時、制動コイル１８０と駆動コイル１４０への電流の供給が停止される。ここで、レンズモジュール１３０と駆動コイル１４０は、作用力Ｆ₁の消失により光軸Ｏに沿って移動できなくなり、制動コイル１８０、滑動素子１９０および摩擦素子１９５は、作用力Ｆ₂の消失と制動弾性素子１７５により提供される弾性回復力により、直ちにレンズモジュール１３０の光軸Ｏ方向に移動する。摩擦素子１９５は再度、レンズモジュール１３０に抵接し、標的照準位置でレンズモジュール１３０を固定する。

上述のように、制動コイル１８０、滑動素子１９０および摩擦素子１９５はレンズモジュール１３０と駆動コイル１４０を速やかに釈放および固定し、レンズモジュール１３０と駆動コイル１４０を標的照準位置に維持するのに電力が不要である。よって、光学装置１００の電力消耗が減少する。さらに、滑動素子１９０の引導突起１９１は、ハウジング１１０の引導溝１１１中でスライドし、レンズモジュール１３０の外力振動や衝突による偏向、偏位、あるいは、焦点エラーを防止する。

特に、光学装置１００の操作が完了する時、レンズモジュール１３０と駆動コイル１４０は、駆動弾性素子１７０により提供される弾性により光軸Ｏに沿って初期位置に戻る。

さらに、本実施例では、滑動素子１９０が引導時１９１を有し、ハウジング１１０が引導溝１１１を有するが、それに限定されず、すなわち、滑動素子１９０が引導溝を有し、ハウジング１１０が引導突起を有し、光学装置１００に同じ耐震性効果をもたらす。

さらに、本実施例の制動弾性素子は、第一延長部１６２と制動コイル１８０間での接続に制限されず、制動弾性素子はハウジング１１０と制動コイル１８０間に接続されて、制動機構に弾力を提供する。

さらに、滑動素子１９０とハウジング１１０間のスライドは軸とベアリングにより達成してもよい。図５Ｃと図５Ｄで示されるように、制動弾性素子１７５は第一延長部１６２に接続され、磁性素子１５０の開口１５１に配置される。滑動素子１９０’は第三延長部１６４を囲繞し、磁性素子１５０の開口１５１に配置される。制動コイル１８０は滑動素子１９０’を囲繞し、レンズモジュール１３０の光軸Ｏに垂直な中央軸を提供する。制動コイル１８０は駆動コイル１４０に相対する。摩擦素子１９５は制動コイル１８５に接続され、駆動コイル１４０を抵接する。さらに、摩擦素子１９５は高摩擦係数の摩擦物質からなり、摩擦素子１９５と駆動コイル１４０間の固定力を増加させ、さらに、定位時のレンズモジュール１３０の安定性を増加させる。

さらに、本実施例の光学装置は磁性素子１５０とヨーク１６０だけを有しているが、光学装置１００は選択的に二個以上の磁性素子と二個以上のヨークを使用してもよい。つまり、光学装置１００の駆動機構と制動機構はそれぞれ独立した磁性素子とヨークを使用し、レンズモジュール１３０の移動と定位を達成する。

さらに、本実施例の光学装置１００は、一つの制動機構だけに制限されず、一つ以上の制動機構を使用し、必要に応じて、レンズモジュール１３０を速やかに釈放、固定する。

第二実施例：
本実施例中、第一実施例と対応する素子は同一の符号で示される。

図６Ａと図６Ｂを参照すると、本実施例中、第一実施例の駆動弾性素子１７０と制動弾性素子１７５は、それぞれ、駆動導磁素子１７０’と制動導磁素子１７５’により代替されている。

図６Ａで示されるように、駆動導磁素子１７０’は駆動機構の駆動部移動素子に接続される。特に、駆動導磁素子１７０’は駆動コイル１４０に接続され、第一延長部１６２、第二延長部１６３および主要部１６１間に配置される。

図６Ｂで示されるように、制動導磁素子１７５’は磁性素子１５０の開口１５１に配置される。制動コイル１８０は制動導磁素子１７５’に接続され、第三延長部１６４を囲繞する。

駆動導磁素子１７０’と制動導磁素子１７５’は金属からなる。

特に、駆動導磁素子１７０’は磁性素子１５０により吸引され、光軸に水平、垂直な合成磁力を生成する。駆動導磁素子１７０’が磁性素子１５０上の特定位置に設置される時、駆動導磁素子１７０’と磁性素子１５０間で、光軸に平行な合成磁力は静的平衡になる。ここで、駆動導磁素子１７０’と磁性素子１５０間は光軸に垂直な合成磁力を僅かに残し、駆動機構の駆動部移動素子が引導バーに取り付けられるので均衡になる。すなわち、駆動部移動素子と駆動導磁素子１７０’は安定して固定される。もう一つの側面では、制動導磁素子１７５’は磁性素子１５０により吸引され、制動コイル１８０の中央軸に平行、垂直な合成磁力を生成する。制動導磁素子１７５’が磁性素子１５０の開口１５１の特定位置にある時、制動導磁素子１７５’と磁性素子１５０間にあり、制動コイル１８０の中央軸に平行な合成磁力は静的平衡になる。ここで、制動コイル１８０の中央軸に垂直な合成磁力だけが制動導磁素子１７５’が磁性素子１５０の間に存在し、制動コイル１８０が第三延長部１６４を囲繞するので均衡になる。本実施例において、駆動コイル１４０が電流供給されない時、駆動導磁素子１７０’は磁性素子１５０の特定位置にある。駆動導磁素子１７０’が特定位置にある時、駆動導磁素子１７０’と磁性素子１５０間で、光軸に平行な合成磁力は静的平衡になる。制動コイル１８０が電流供給されない時、制動導磁素子１７５’は磁性素子１５０の開口１５１の特定位置にある。制動導磁素子１７５’が特定位置にある時、制動導磁素子１７５’と磁性素子１５０間で、制動コイル１８０の中央軸に平行な合成磁力は静的平衡になる。

本実施例中のその他の素子の構造、配置、機能は第一実施例と同様であり、詳述しない。

同様に、レンズモジュール１３０を移動させるため、制動コイル１８０が電流供給されて、磁力線Ｂ２と作用し、ローレンツ法則に従って光軸Ｏに垂直な作用力Ｆ₂（図６Ｂ）を生成する。作用力Ｆ₂は制動コイル１８０、滑動素子１９０、摩擦素子１９５および制動導磁素子１７５’を光軸Ｏに垂直に移動させる。ここで、摩擦素子１９５はレンズモジュール１３０から分離され、制動導磁素子１７５’は、磁性素子１５０の開口１５１の特定位置から外れる。同時に、駆動コイル１４０は電流供給され、磁力線Ｂ１と作用し、ローレンツ法則に従って、光軸Ｏに平行なもう一つの作用力Ｆ₁（図６Ａ）を生成する。作用力Ｆ₁はレンズモジュール１３０、駆動コイル１４０および駆動導磁素子１７０’を、光軸Ｏに沿って引導バー１２０上で移動させる。これにより、レンズモジュール１３０の焦点移動が達成される。ここで、駆動導磁素子１７０’は磁性素子１５０上の特定位置から外れる。

レンズモジュール１３０が標的照準位置に達する時、制動コイル１８０と駆動コイル１４０への電力供給が停止される。ここで、レンズモジュール１３０と駆動コイル１４０は作用力Ｆ₁がない状態で、光軸Ｏに沿って移動できなくなり、制動導磁素子１７５’は開口１５１を経て磁性素子１５０により吸引されて所定位置方向に直ちに移動し、摩擦素子１９５が再度レンズモジュール１３０に抵接する。よって、レンズモジュール１３０は標的照準位置で固定される。

同様に、制動コイル１８０、滑動素子１９０および摩擦素子１９５は速やかに釈放され、レンズモジュール１３０と駆動コイル１４０を標的照準位置で維持する電力が不要である。これにより、光学装置１００の電力消耗が減少する。さらに、滑動素子１９０の引導突起１９１はハウジング１１０の引導溝１１１中でスライドし、レンズモジュール１３０の外力振動や衝突による偏向、偏位、あるいは、焦点エラーを防止する。

特に、光学装置１００の操作が完了、あるいは、停止する時、駆動導磁素子１７０’は、磁性素子１５０の磁力により、磁性素子１５０上の所定位置方向に即座に移動し、レンズモジュール１３０と駆動コイル１４０を光軸Ｏに沿って初期位置に戻す。

第三実施例：
図７Ａと図７Ｂを参照すると、光学装置２００は、ハウジング２１０、二引導バー２２０、レンズモジュール２３０、磁性素子２４０、駆動コイル２５０、ヨーク２６０、駆動弾性素子２７０、制動弾性素子２７５、制動コイル２８０、滑動素子２９０および摩擦素子２９５からなる。

光学装置２００は駆動機構と制動機構に分けられる。駆動機構は駆動部移動素子（レンズモジュール２３０と磁性素子２４０）と駆動ステーター（ハウジング２１０、引導バー２２０、駆動コイル２５０およびヨーク２６０）からなる。制動機構は、制動弾性素子２７５、制動コイル２８０、滑動素子２９０および摩擦素子２９５を有する。駆動機構はレンズモジュール２３０を光軸に平行に移動させる。光学装置２００（あるいは、駆動機構）の焦点調整が完了、あるいは、停止する時、制動機構はレンズモジュール２３０を配置、あるいは、固定する。

図７Ａと図７Ｂで示されるように、引導バー２２０はハウジング２１０に配置される。レンズモジュール２３０はハウジング２１０に配置され、引導バー２２０上で可動形式で取り付けられる。特に、レンズモジュール２３０はレンズ２３１とレンズホルダー２３２からなり、光軸Ｏを有し、引導バー２２０は光軸Ｏに平行である。

磁性素子２４０はレンズモジュール２３０を囲繞する。駆動コイル２５０は、磁性素子２４０を囲繞し、レンズモジュール２３０の光軸Ｏと重合する中央軸を提供する。

ヨーク２６０は主要部２６１、第一延長部２６２、第二延長部２６３からなる。主要部２６１はハウジング２１０に接続される。第一および第二延長部２６２、２６３は主要部２６１に接続される。第二延長部２６３は第一延長部２６２から離れている。第一延長部２６２は駆動コイル２５０を囲繞する。特に、駆動コイル２５０と磁性素子２４０は、第一延長部２６２と第二延長部２６３間に配置される。

駆動弾性素子２７０は、駆動機構の駆動部移動素子と駆動ステーター間に接続される。制動弾性素子２７５はハウジング２１０に接続される。特に、駆動弾性素子２７０は磁性素子２４０とヨーク２６０の主要部２６１間に接続される。

制動コイル２８０は制動弾性素子２７５に接続され、磁性素子２４０に相対する。制動コイル２８０は、レンズモジュール２３０の光軸Ｏに垂直な中央軸を提供する。さらに、制動コイル２８０は第二延長部２６３と相対する。

滑動素子２９０は制動コイル２８０に接続される。摩擦素子２９５は滑動素子２９０に接続され、磁性素子２４０に接する。さらに、摩擦素子２９５は、高摩擦係数の摩擦物質からなり、摩擦素子２９５と磁性素子２４０間の固定力を増加させ、さらに、定位時のレンズモジュール２３０の安定性を増加させる。

さらに、滑動素子２９０はハウジング２１０上でスライドする。図７Ａと図７Ｂで示されるように、滑動素子２９０は引導突起２９１を有し、ハウジング２１０は引導溝（図示しない）を有し、引導突起２９１と組み合わされる。よって、滑動素子２９０がハウジング２１０上でスライドする時、引導突起２９１は引導溝内でスライドする。

以下は、光学装置２００の作動方式を説明する。

図７Ｂで示されるように、磁性素子２４０はヨーク２６０と作用し、光軸Ｏに垂直な磁力線（磁界）Ｂ１’を生成する。特に、磁性素子２４０は主要部２６１、第一延長部２６２、第二延長部２６３と作用し、光軸Ｏに垂直で、駆動コイル２５０を通過する磁力線Ｂ１’（図７Ｂで示される）を生成する。

レンズモジュール２３０が照準移動を実行する時、制動コイル２８０は電流の供給により磁力線（磁界）Ｂ２’を生成する。ここで、図７Ｂで示されるように、制動コイル２８０は磁性素子２４０に相対するので、磁力線Ｂ２’の方向は、磁力線Ｂ１’と反対で、よって、光軸Ｏに垂直な磁力反発力Ｆ₄を生成する。磁力反発力Ｆ₄は、制動コイル２８０、滑動素子２９０および摩擦素子２９５を光軸Ｏに垂直に移動させ、制動弾性素子２７５を圧縮する。ここで、摩擦素子２９５はレンズモジュール２３０から分離される。すなわち、レンズモジュール２３０が釈放される。同時に、駆動コイル２５０は導通して電流により磁力線Ｂ１’と作用し、ローレンツ法則に従って、光軸Ｏに平行な作用力Ｆ₃（図７Ｂ）を生成する。作用力Ｆ₃はレンズモジュール２３０と磁性素子２４０を、光軸Ｏに沿って引導バー２２０上で移動させ、駆動弾性素子２７０を圧縮、あるいは、引き伸ばす。これにより、レンズモジュール２３０の焦点移動が達成される。

レンズモジュール２３０が標的位置に達する時、制動コイル２８０と駆動コイル２５０への電流の供給が停止される。ここで、レンズモジュール２３０と磁性素子２４０は、作用力Ｆ₃の消失により光軸Ｏに沿って移動できなくなり、制動コイル２８０、滑動素子２９０および摩擦素子２９５は、磁力反発力Ｆ₄の消失と制動弾性素子２７５により提供される弾性回復力により、直ちに磁性素子１４０方向に移動する。摩擦素子２９５は再度、磁性素子２４０に抵接し、標的照準位置でレンズモジュール２３０を固定する。

上述のように、制動コイル２８０、滑動素子２９０および摩擦素子２９５は速やかにレンズモジュール２３０と磁性素子２４０を釈放および固定し、レンズモジュール２３０と駆動素子２４０を標的照準位置に維持するのに電力が不要である。よって、光学装置２００の電力消耗が減少する。さらに、滑動素子２９０の引導突起２９１は、ハウジング２１０の引導溝中でスライドし、レンズモジュール２３０の外力振動や衝突による偏向、偏位、あるいは、焦点エラーを防止する。

さらに、本実施例の光学装置２００は、滑動素子２９０が引導時２９１を有し、ハウジング２１０が引導溝を有するが、それに限定されず、すなわち、滑動素子２９０が引導溝を有し、ハウジング２１０が引導突起を有し、光学装置２００に同じ耐震性効果をもたらす。

さらに、本実施例では磁性素子２４０だけを有しているが、光学装置２００は選択的に二個以上の磁性素子を使用してもよい。つまり、光学装置２００の駆動機構と制動機構はそれぞれ独立した磁性素子を使用し、レンズモジュール２３０の移動と定位を達成する。

さらに、本実施例の光学装置２００は、一つの制動機構だけに制限されず、一つ以上の制動機構を使用し、必要に応じて、レンズモジュール２３０を速やかに釈放、固定する。

第四実施例：
本実施例中、第三実施例と対応する素子は同一の符号で示される。

図８を参照すると、本実施例中、第三実施例との差異は、制動機構の設置位置が異なることである。特に、本実施例の光学装置２００’は、レンズモジュール２３０の光軸Ｏに垂直な中央軸を提供する。しかし、制動コイル２８０は、第二延長部２６３に相対しない。また、制動コイル２８０、滑動素子２９０および摩擦素子２９５は速やかに磁性素子２４０とレンズモジュール２３０を釈放、固定する。

本実施例中のその他の素子の構造、配置、機能は第三実施例と同様であり、詳述しない。

上述のように、本発明の光学装置は、レンズモジュールが縮小化され、レンズモジュールの定位に必要な電力が節約される。レンズモジュールの耐震能力と安定性も増加する。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

公知のレンズ駆動装置の部分立体図である。公知の制動装置の上視図である。公知の制動装置のもう一つの上視図である。もう一つの公知のレンズ駆動装置の断面図である。図３Ａの公知のレンズ駆動装置の立体分解図である。本発明の第一実施例による光学装置の立体および部分断面図である。図４Ａの部分断面図である。図４Ａのもう一つの部分断面図である。本発明の第一実施例による光学装置の部分立体図である。本発明の第一実施例による光学装置のもう一つの部分立体図である。本発明の第一実施例による光学装置のもう一つの部分立体図である。本発明の第一実施例による光学装置のもう一つの部分立体図である。本発明の第二実施例による光学装置の部分断面図である。本発明の第一実施例による光学装置のもう一つの部分断面体図である。本発明の第三実施例による光学装置の立体および部分断面図である。図７Ａの部分断面図である。本発明の第四実施例による光学装置の立体図である。

符号の説明

１レンズモジュール駆動装置
２、２０、１３１、２３１レンズ
３、１６０、２６０ヨーク
６駆動磁石
７レンズ支承座
９磁性素子、上弾性片
１１下弾性片
１２間隔素子
１３磁石
１５、６２３コイル
１７下ワッシャ
２３上フレーム
２４上蓋
３１リブ
３７槽
５０、Ｅ弾性素子
１００、１００’、２００、２００’ 光学装置
１１０、２１０ハウジング
１１１引導槽
１２０、２２０引導バー
１３０、２３０レンズモジュール
１３２、２３２レンズホルダー
１４０、２５０駆動コイル
１５０、２４０磁性素子
１５１開口
１６１、２６１主要部
１６２、２６２第一延長部
１６３、２６３第二延長部
１６４第三延長部
１７０、２７０駆動弾性素子
１７０’ 駆動導磁素子
１７５、２７５制動弾性素子
１７５’ 制動導磁素子
１８０、２８０制動コイル
１９０、２９０、１９０’ 滑動素子
１９５、２９５摩擦素子
１９１、２９１引導突起
６０８レンズモジュールおよび連動装置
６２１制動挟持素子
６２２回転軸
６２７磁性素子
Ｂ１、Ｂ１’、Ｂ２、Ｂ２’ 磁力線
Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ₃ 作用力
Ｆ₄ 磁力反発力
Ｏ光軸

Claims

レンズモジュールと駆動コイルとからなり、前記レンズモジュールは光軸を提供し、前記駆動コイルは前記レンズモジュールを取り囲み、前記光軸に平行な中央軸を提供する駆動部移動素子と、
ハウジング、磁性素子およびヨークからなり、前記レンズモジュールは前記ハウジングに可動設置され、前記磁性素子は前記駆動コイルを取り囲み、開口を有し、前記ヨークは前記磁性素子と作用して磁界を生成し、前記磁性素子、前記ヨーク、前記駆動コイルは相互作用して前記光軸に平行な力を生成し、前記光軸に平行に前記駆動部移動素子を移動させる駆動ステーターと、
前記磁性素子の開口に配置され、光軸に垂直な中央軸を提供し、前記駆動コイルに相対する制動コイルと、
前記駆動ステーターと前記制動コイルの間に接続され、前記磁性素子の開口に配置される制動弾性素子と
からなる光学装置であって、
前記制動コイルは前記磁性素子、前記ヨーク、前記制動弾性素子と作用し、前記制動コイルには前記駆動部移動素子が取り付けられ、
前記ヨークは、主要部、第一延長部、第二延長部および第三延長部からなり、前記主要部は前記ハウジングに接続され、前記第一および前記第二延長部は前記主要部に接続され、前記第二延長部は前記第一延長部から離れ、前記第一延長部は前記磁性素子を取り囲み、前記駆動コイルと前記磁性素子は前記第一と前記第二延長部間に配置され、前記第三延長部は前記第一延長部に接続され、前記磁性素子の開口に配置され、
前記光学装置が、さらに、前記第三延長部上でスライドし、前記制動コイルを接続する滑動素子を有し、前記制動コイルが前記光軸に垂直に移動するよう制限する
ことを特徴とする光学装置。
さらに、前記ハウジングに配置され、前記レンズモジュールの光軸に平行なガイドバーを有し、前記レンズモジュールは前記ガイドバーに可動設置されることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
さらに、前記駆動部移動素子と前記駆動ステーター間に接続される駆動弾性素子を有し、前記駆動部移動素子は前記駆動コイル、前記磁性素子および前記駆動弾性素子の作用により、前記光軸に平行に移動することを特徴とする請求項１記載の光学装置。
さらに、前記制動コイルに接続される摩擦素子を有し、前記駆動部移動素子と当接することを特徴とする請求項１記載の光学装置。
さらに、前記滑動素子に接続される摩擦素子を有し、前記駆動部移動素子と当接することを特徴とする請求項１記載の光学装置。
前記摩擦素子は摩擦物質からなることを特徴とする請求項４記載の光学装置。
前記摩擦素子は摩擦物質からなることを特徴とする請求項５記載の光学装置。
前記滑動素子は前記ハウジング上でスライドし、ガイド突起を有し、前記ハウジングはガイド溝を有し、前記ガイド突起がスライドすることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
前記滑動素子は前記ハウジング上でスライドし、ガイド溝を有し、前記ハウジングはガイド突起を有し、前記ガイド溝中でスライドすることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
レンズモジュールと駆動コイルとからなり、前記レンズモジュールは光軸を提供し、前記駆動コイルは前記レンズモジュールを取り囲み、前記光軸に平行な中央軸を提供する駆動部移動素子と、
ハウジング、磁性素子およびヨークからなり、前記レンズモジュールは前記ハウジングに可動設置され、前記磁性素子は前記駆動コイルを取り囲み、開口を有し、前記ヨークは前記磁性素子と作用して磁界を生成し、前記磁性素子、前記ヨーク、前記駆動コイルは相互作用して前記光軸に平行な力を生成し、前記光軸に平行に前記駆動部移動素子を移動させる駆動ステーターと、
前記磁性素子の開口に配置され、光軸に垂直な中央軸を提供し、前記駆動コイルに相対する制動コイルと、
前記制動コイルに接続され、前記磁性素子の開口に配置される制動導磁素子と
からなる光学装置であって、
前記制動コイルは前記磁性素子、前記ヨーク、前記制動導磁素子と作用し、前記制動コイルには前記駆動部移動素子が取り付けられ、
前記ヨークは、主要部、第一延長部、第二延長部および第三延長部からなり、前記主要部は前記ハウジングに接続され、前記第一および前記第二延長部は前記主要部に接続され、前記第二延長部は前記第一延長部から離れ、前記第一延長部は前記磁性素子を取り囲み、前記駆動コイルと前記磁性素子は前記第一と前記第二延長部間に配置され、前記第三延長部は前記第一延長部に接続され、前記磁性素子の開口に配置され、
前記光学装置が、さらに、前記第三延長部上でスライドし、前記制動コイルを接続する滑動素子を有し、前記制動コイルが前記光軸に垂直に移動するよう制限する
ことを特徴とする光学装置。
さらに、前記ハウジングに配置され、前記レンズモジュールの光軸に平行なガイドバーを有し、前記レンズモジュールは前記ガイドバー上に可動設置されることを特徴とする請求項１０記載の光学装置。
さらに、前記駆動部移動素子に接続される駆動導磁素子を有し、前記駆動部移動素子は、前記駆動コイル、前記磁性素子、前記ヨーク、前記駆動導磁素子の作用により、前記光軸に平行に移動することを特徴とする請求項１０記載の光学装置。
さらに、前記制動コイルに接続される摩擦素子を有し、前記駆動部移動素子と当接することを特徴とする請求項１０記載の光学装置。
さらに、前記滑動素子に接続される摩擦素子を有し、前記駆動部移動素子と当接することを特徴とする請求項１０記載の光学装置。
前記摩擦素子は摩擦物質からなることを特徴とする請求項１３記載の光学装置。
前記摩擦素子は摩擦物質からなることを特徴とする請求項１４記載の光学装置。
前記滑動素子は前記ハウジング上でスライドし、ガイド突起を有し、前記ハウジングはガイド溝を有し、前記ガイド突起がスライドすることを特徴とする請求項１０記載の光学装置。
前記滑動素子は前記ハウジング上でスライドし、ガイド溝を有し、前記ハウジングはガイド突起を有し、前記ガイド溝中でスライドすることを特徴とする請求項１０記載の光学装置。
レンズモジュールと磁性素子とからなり、前記レンズモジュールは光軸を提供し、前記磁性素子は前記レンズモジュールを取り囲む駆動部移動素子と、
ハウジング、磁性素子およびヨークからなり、前記レンズモジュールは前記ハウジングに可動設置され、前記磁性素子が駆動コイルによって取り囲まれ、前記光軸に平行な中央軸を提供し、前記ヨークは前記磁性素子と作用して磁界を生成し、前記磁性素子、前記ヨーク、前記駆動コイルは相互作用して前記光軸に平行な力を生成し、前記光軸に平行に前記駆動部移動素子を移動させる駆動ステーターと、
前記ハウジングに接続される制動弾性素子と、
前記制動弾性素子に接続され、前記磁性素子に相対する制動コイルと
からなる光学装置であって、
前記制動コイルが、前記光軸に垂直な中央軸を提供し、前記磁性素子と前記制動弾性素子と作用し、前記制動コイルには前記磁性素子が取り付けられ、
前記ヨークは、主要部、第一延長部、第二延長部および第三延長部からなり、前記主要部は前記ハウジングに接続され、前記第一および前記第二延長部は前記主要部に接続され、前記第二延長部は前記第一延長部から離れ、前記第一延長部は前記駆動コイルを取り囲み、前記駆動コイルと前記磁性素子は前記第一と前記第二延長部間に配置され、
前記制動コイルは前記第二延長部に相対する
ことを特徴とする光学装置。
さらに、前記ハウジングに配置され、前記レンズモジュールの光軸に平行なガイドバーを有し、前記レンズモジュールは前記ガイドバーに可動設置されることを特徴とする請求項１９記載の光学装置。
さらに、前記駆動部移動素子と前記駆動ステーター間に接続される駆動弾性素子を有し、前記駆動部移動素子は、前記駆動コイル、前記磁性素子、前記ヨーク、前記駆動導磁素子の作用により、前記光軸に平行に移動することを特徴とする請求項１９記載の光学装置。
さらに、前記制動コイルに接続される滑動素子を有し、前記制動コイルが前記光軸に垂直に移動するよう制限することを特徴とする請求項１９記載の光学装置。
さらに、前記制動素子に接続される摩擦素子を有し、前記駆動部移動素子と当接することを特徴とする請求項１９記載の光学装置。
さらに、前記滑動素子に接続される摩擦素子を有し、前記駆動部移動素子と当接することを特徴とする請求項２２記載の光学装置。
前記摩擦素子は摩擦物質からなることを特徴とする請求項２３記載の光学装置。
前記摩擦素子は摩擦物質からなることを特徴とする請求項２４記載の光学装置。
前記滑動素子は前記ハウジング上でスライドし、ガイド突起を有し、前記ハウジングはガイド溝を有し、前記ガイド突起がスライドすることを特徴とする請求項２２記載の光学装置。
前記滑動素子は前記ハウジング上でスライドし、ガイド溝を有し、前記ハウジングはガイド突起を有し、前記ガイド溝中でスライドすることを特徴とする請求項２２記載の光学装置。