JP4918385B2 - 八角形マイクロレンズのピント合わせ構造 - Google Patents

Description

本発明は八角形マイクロレンズのピント合わせ構造を提案する。特に電磁駆動の方式で、レンズを移動させ、ピント合わせ機能を達成するピント合わせ構造を指している。

テクノロジーの進歩につれ、デジタルカメラの体積はますます小さくなってきた。そのほかに、大部分の携帯電話にはデジタルカメラの機能を付属している。これらはすべて撮影レンズのモジュール化とマイクロ化のおかげで実現できたことである。マイクロレンズの内部に様々な種類のオートのピント合わせ構造が内蔵されている。その中で、もっとも使われているのはボイスコイルモーター（ＶＣＭ）である。それは体積が小さく、電力消耗量が少ない、正確移動が可能、コストが安いなどの長所があるため、マイクロレンズのオートフォーカスの短距離駆動機構としてよく使われているからである。

図１が示しているように、一般のピント合わせ構造１０には、主にレンズセット１１および感光パーツ１２が含まれている。当該レンズセット１１は被写体の反射映像を感光パーツ１２の上に現像できる。もし、レンズセット１１と感光パーツ１２の距離は固定している場合（単焦点レンズ）、２−３メートル以上の先しかはっきり写ることができない。マクロの機能を使いたい場合、もう一つ追加のピント合わせ装置を利用し、レンズセットを移動させなければいけない。これによって、レンズセットと感光パーツの間の距離を変え、ピント合わせの目的を達成する。

レンズセットに光学ズーム（ｚｏｏｍ）の機能を搭載している場合、レンズセットの内部にある複数のレンズはズーム倍率の調整により対応位置を変更しなければいけない。この場合、上記のレンズセットの位置移動を起こすには、ピント合わせ構造をレンズモジュールの中に設置しなければいけない。

周知のピント合わせ構造において、レンズセットを移動する機構は主に「マニュアル式」であったため、使用するとき不便さを感じるところがある。本発明は上記の欠点に対して改善し、レンズのフォーカス方法をマニュアル式から電磁駆動式に変更する上に、構造はより簡単に設計されているため、生産コストダウンまたはモジュールの組立工程を改善することができる。このマイクロレンズのピント合わせ構造が携帯電話、ノートPC、PDAなどの撮影モジュールに応用されるように期待している。

本発明の目的は電磁駆動の方式によりレンズを移動させてピントを合わせる機構を提案する。かつ、本発明は体積が小さい、且つレンズが大きいなどの長所があるマイクロレンズのピント合わせ構造である。

上記目的を達成するには、本発明の八角形マイクロレンズのピント合わせ構造にはレンズを載せる載せ台、一つ以上の載せ台の外側を包むコイル部品、一つ以上の載せ台とコイル部品を接続する弾性パーツ、一つ以上の磁性パーツが含まれている。通電後、電流は上記の弾性パーツを通してコイル部品に伝えられ、当該コイル部品と磁性パーツの間に作用力が生じ、載せ台はこれにより移動し始まり、オートフォーカスの機能を達成する。

請求項１の発明は、レンズ、八角形の載せ台、八角形のコイル部品、八角形の弾性パーツ及び八角形の磁性パーツを含み、
該載せ台は該レンズを載せ、
一つ以上の該コイル部品は該載せ台の外側を包み、
一つ以上の該弾性パーツは該載せ台及び該コイル部品を接続し、及び、
一つ以上の該磁性パーツはカバーを具え、通電後、電流が該弾性パーツを通して該コイル部品に伝えられ、該コイル部品と該磁性パーツの間に作用力が生じ、その作用力により該載せ台が移動開始し、自動ピント合わせを達成することを特徴とする八角形マイクロレンズのピント合わせ構造としている。
請求項２の発明は、前記弾性パーツは、少なくとも一つの上部フラットばね及び少なくとも一つの下部フラットばねを有することを特徴とする請求項１記載の八角形マイクロレンズのピント合わせ構造としている。
請求項３の発明は、前記上部フラットばねには少なくとも一つの曲がり部を有することを特徴とする請求項２記載の八角形マイクロレンズのピント合わせ構造としている。

本発明の八角形のコイル部品の設計は大きなトルクが載せ台の内部構造に損害を与えることを防ぐことができる。当該磁性パーツの設置によって、体積が小さいのにレンズが大きな効果を達成できる。前記カバーの設置によって、内部磁場を増強して、効率向上および磁力漏れ防止の効果を持つ。前記曲がり部は上部フラットばね部品の変形を防ぐ効果がある。前記凸部２５の設計により、載せ台はいかなる方向に置かれても開始位置が揺れない、移動しないようにする効果がある。言い換えれば、本発明は電磁により載せ台およびレンズを駆動して移動する。この仕組みにより、フォーカスの目的を達成する。駆動効率がよいこと、体積が小さいこと、レンズが大きいこと及び生産コスト低下することなどの長所がある。

図２が示しているように、八角形マイクロレンズのピント合わせ構造には載せ台２０、上蓋６０、の弾性パーツ５０、四つの磁性パーツ４０、コイル部品３０、フレーム７０および感光パーツ８０が含まれている。

前記載せ台２０にはレンズ２１を載せ、当該レンズ２１には軸方向２２があり、それはレンズ２１の集光軸方向になっている。前記載せ台２０は中空のコイル部品構造であり、軸方向２２のところに貫通孔２３が設けられている。貫通孔２３とレンズ２１の間にお互いに対応するねじ山構造２４があり、レンズ２１をこれにより貫通孔２３に嵌め合わせる。

当該フレーム７０は中空構造になっている。その上に、軸方向２２の投影する内側輪郭は載せ台２０の外側輪郭と対応している。載せ台２０をフレーム７０の中に装着する場合、両者の内側および外側輪郭はお互いに対応して、直線方向のガイド機構になる。この仕組みで、載せ台２０はフレーム７０の中で直線方向の移動はできるが、回転することができなくなる。

図３が示しているように、前記コイル部品３０は載せ台２０の外側を包む。その形状は八角形としている。レンズ２１を回転して貫通孔２３に固定するとき、トルクが発生するため、レンズ２１を回して固定するときにコイル部品３０は嵌め合わせのアングルを調整することができる。これで、強大なトルク力で乗せ部２０の内部構造に損害をあげることを避けることができる。

図３および図４を参照する。当該磁性パーツ４０は永久性マグネットであり、コイル部品３０の外側にある四つのマグネットはお互いの間隔距離が全部同じである。レンズ２１はこれにより最大の直径まで伸びることができるため、外形の体積が小さくて、レンズ２１増大の効果がある。この四つの磁性パーツ４０には共同のカバー４１があり、当該カバー４１は八角形になり、金属製である。それにより、磁場を囲込ことができるため、内部磁場の増強、効率の向上が可能になり、また磁力漏れを防ぐことができる。

図２および図５が示すように、前記弾性パーツ５０は載せ台２０をサポートしながらフレーム７０のセンターを固定して、フレームを宙ぶらりん状態にする。その上に上部フラットばね５１一つ及び下部フラットばね５２一つが設けられている。当該上部フラットばね５１は載せ台２０、フレーム７０及び上蓋６０と接続している。当該下部フラットばね５２は載せ台２０及びフレーム７０と接続している。当該上部フラットばね５１には四つの固定部５３があり、一つのホール５４及び四つの曲がり部５５が設けられている。前記ホール５４はセンター位置にあり、その上に載せ台２０と対応するため載せ台２０を固定することができる。当該固定部５３は八角形の四つサイドに設置されており、フレーム７０の四つのピン及び上蓋６０を固定するために用いられている。当該曲がり部５５は固定部５３と接続しているため、フレーム７０及び上蓋６０はこの構造で上部フラットばね部品５１と接続することが可能。四つの曲がり部は衝撃、振動、落下などにより発生したＸ、Ｙ、Ｚ軸の作用力を吸収してバランスをとっているため、上部フラットばね部品５１は変形しにくくなる。

図６が示すように、載せ台２０にはまた凸部２５が設置されている。フレーム７０の底部を支え、下部フラットばね５２を曲げて下向きの作用力を生じさせ、この仕組みで載せ台２０が上向き、下向きまたは水平方向に設置されていても、その下向きの作用力により固定されているため、スタート位置がいかなる方向にもかかわらず、揺れることまたは移動することがない。

使用する際、当該コイル部品３０及び磁性パーツ４０は載せ台２０を駆動するため、載せ台２０はフレーム７０の内部で軸方向２２に沿いながら直線に前後移動する。電流が下部フラットばね５２を通してコイル部品３０に伝えてから、コイル部品３０に磁場が生じてプッシュする力が発生する。磁性パーツ４０と一緒に載せ台２０を駆動して載せ台２０を移動させると、載せ台２０およびレンズ２１をフォーカス位置に固定してピンを合わせる動作が完成する。前記コイル部品３０のプッシュ方向は磁性パーツ４０のプッシュ方向と同じなので、実際のプッシュ力は二倍大もある。大幅に電磁により載せ台２０を駆動する効率を高められるのである。

上記内容をまとめると、八角形のコイル部品３０の設計は大きなトルクが載せ台２０の内部構造に損害を与えることを防ぐことができる。当該磁性パーツ４０の設置によって、体積が小さいのにレンズ２１が大きな効果を達成できる。前記カバー４１の設置によって、内部磁場を増強して、効率向上および磁力漏れ防止の効果を持つ。前記曲がり部５５は上部フラットばね部品５１の変形を防ぐ効果がある。前記凸部２５の設計により、載せ台２０はいかなる方向に置かれても開始位置が揺れない、移動しないようにする効果がある。言い換えれば、本発明は電磁により載せ台２０およびレンズ２１を駆動して移動する。この仕組みにより、フォーカスの目的を達成する。駆動効率がよいこと、体積が小さいこと、レンズが大きいこと及び生産コスト低下することなどの長所がある。

周知のレンズフォーカス原理の説明図である。 本発明の八角形マイクロレンズのピント合わせ構造の立体分解図である。 本発明の八角形マイクロレンズのピント合わせ構造の正面概略図である。 本発明の八角形マイクロレンズのピント合わせ構造の磁性パーツの立体図である。 本発明の八角形マイクロレンズのピント合わせ構造の弾性パーツの正面図である。 本発明の八角形マイクロレンズのピント合わせ構造の断面図である。

１０ ピント合わせ構造
１１ レンズセット
１２ 感光パーツ
２０ 載せ台
２１ レンズ
２２ 軸方向
２３ 貫通孔
２４ ねじ山構造
２５ 凸部
３０ コイル部品
４０ 磁性パーツ
４１ カバー
５０ 弾性パーツ
５１ 上部フラットばね
５２ 下部フラットばね
５３ 固定部
５４ ホール
５５ 曲がり部
６０ 上蓋
７０ フレーム
８０ 感光パーツ

Claims (3)

1. レンズ、八角形の載せ台、八角形のコイル部品、八角形の弾性パーツ及び八角形の磁性パーツを含み、
   該載せ台は該レンズを載せ、
   一つ以上の該コイル部品は該載せ台の外側を包み、
   一つ以上の該弾性パーツは該載せ台及び該コイル部品を接続し、及び、
   一つ以上の該磁性パーツはカバーを具え、通電後、電流が該弾性パーツを通して該コイル部品に伝えられ、該コイル部品と該磁性パーツの間に作用力が生じ、その作用力により該載せ台が移動開始し、自動ピント合わせを達成することを特徴とする八角形マイクロレンズのピント合わせ構造。
2. 前記弾性パーツは、少なくとも一つの上部フラットばね及び少なくとも一つの下部フラットばねを有することを特徴とする請求項１記載の八角形マイクロレンズのピント合わせ構造。
3. 前記上部フラットばねには少なくとも一つの曲がり部を有することを特徴とする請求項２記載の八角形マイクロレンズのピント合わせ構造。

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