JP5048422B2 - カメラ用自動焦点調節構造 - Google Patents

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本発明は、カメラ用自動焦点調節構造に係わり、特に二段式自動焦点調節構造に関する。
デジタル技術の発展に従って、携帯電話、PDA(個人情報端末)などの携帯電子装置が小型化、多機能化の方向へ発展している。携帯電子装置の小型化を実現するために、前記携帯電子装置に用いるデジタルカメラ及びこのデジタルカメラに用いるレンズモジュールを小型化に構成する必要がある。
現在のカメラ用モータは、レンズ及びレンズを移動するように駆動させるモータを含む。前記モータは、永久磁石及び電源と、電気接続するコイルが巻かれたコイルベースと、を含む。前記コイルに通電する場合、コイルに生じる磁場と永久磁石の磁場と間の作用力により、レンズを伸縮移動させ、カメラの焦点を調節することができる。しかし、加工技術の制限によって、レンズとモータの形状を絶対の理想的な形状に加工することはできず、且つレンズをモータの内に装着する時、レンズとモータとの間に間隙が形成されることは避けられない。従って、レンズが移動する過程において、揺動するか回転するなどの状況が発生し、レンズを安定に移動させることはできない。従って、焦点を正確に調節することができず、且つカメラの画像に影響を与える可能性がある。
以上の問題点に鑑み、レンズを伸縮移動させるように案内する構造を持つカメラ自動焦点調節構造を提供することを目的とする。
レンズモジュールと、前記レンズモジュールを囲む永久磁石と、前記永久磁石の一側に設置される少なくとも1つのコイルベースと、前記コイルベースに巻かれるコイルと、を含むカメラ用自動焦点調節構造において、前記レンズモジュールは、鏡筒と、前記鏡筒の内に装着されるレンズと、を含み、前記鏡筒と前記コイルベースの間には、レンズを伸縮移動させるように案内する凹槽と突起がそれぞれ形成されている。
シートと、鏡筒と、前記鏡筒の内に装着されるレンズと、前記鏡筒の外周面を囲む永久磁石と、前記永久磁石の両端に、それぞれ、設置される上コイルベース及び下コイルベースと、前記上コイルベース及び下コイルベースにそれぞれ巻かれる上コイル及び下コイルと、を含むカメラ用自動焦点調節構造において、前記下コイルベースが前記シートの上に設置され、前記上コイルベースまたは前記下コイルベースと前記鏡筒の間に、レンズを直線に沿って伸縮移動するように案内する少なくとも1つの凹槽と突起が形成されている。
上述したように、本発明のカメラ用自動焦点調節構造は、前記コイルと永久磁石の作用力によりレンズを移動させ、且つ前記鏡筒と前記コイルベースの間に前記レンズを伸縮移動させるように案内する凹槽及び凹槽が設置されているので、前記レンズが軸線方向に沿って伸縮移動するように案内し、レンズの回転または揺動を防ぐことができる。
以下、図面を参照しながら、本発明に係る具体的実施例の構成を詳細に説明する。
図1及び図2を参照する。本発明のカメラ用自動焦点調節構造は、デジタルカメラや、携帯電話に付されるカメラや、撮影モニターなどのような撮影レンズを有する設備に用いることができる。前記カメラ用自動焦点調節構造は、枠フレーム1と、前記枠フレーム1の内に設置されるレンズモジュール2と、前記レンズモジュール2を囲む永久磁石3と、前記永久磁石3の両側に、それぞれ、設置される上コイルベース6a、下コイルベース6bと、所定の方向に沿って前記上コイルベース6a、下コイルベース6bにそれぞれ巻き付ける上コイル5a、下コイル5bと、を含む。
前記枠フレーム1内には、前記レンズモジュール2と、前記永久磁石3と、前記上コイル5a、下コイル5bと、前記上コイルベース6a、下コイルベース6bと、を収容する収容空間(図示せず)が設けられている。前記枠フレーム1は、中空の略直方体である枠体10と、カバー12と、シート14と、を含む。前記シート14は、中心に開口(図示せず)が設けられる方形枠である。前記シート14の下方に回路基板16が設置され、前記回路基板16にイメージセンサー(図示せず)が設置されている。
前記シート14の四隅には、上へ突出した4つの突出部が形成されている。互いに隣接する2つの突出部には、連接端子144及び連接端子146を収納する貫通孔140及び貫通孔142が設けられている。前記連接端子144及び146はZ字状体である。前記連接端子144及び146は、前記突出部の上表面に配置されて前記上コイル5a、下コイル5bと電気接続する平面的な扇形の上端部と、前記突出部の下表面に配置されて回路基板と電気接続する下端部と、前記貫通孔140及び142に収納され、且つ前記上端部及び下端部に皆垂直するように上端部及び下端部を連結する連接部と、を含む。前記シート14の他の突出部には、連接端子148を収納させるための盲孔141が設けられている。前記連接端子148は逆L字状体であり、一端が前記盲孔141に挿入され、他端は扇形に形成され、且つ前記盲孔141が設けられる突出部の上表面に配置されている。前記連接端子144、146及び148は導電材料で製造する。
前記連接端子144、146及び148が配置される3つの突出部には、外縁から内へ凹設した階段部145が形成されている。前記枠体10の1つの隅部には、ガイド切欠角102が形成され、前記連接端子144、146、148を設けられない前記シート14の突出部には前記ガイド切欠角102と係合し、且つ上へ突出したガイド三角突部149が形成されている。前記枠体10を前記シート14に組み立てる時、枠体10のフランジ部が前記シート14の階段部145に支持され、前記ガイド切欠部102が前記シート14のガイド三角突部149の内壁に当接する。前記カバー12は前記枠体10の上端を覆う。前記カバー12のサイズ及び形状が前記枠体10のサイズ及び形状と大体同じであり、中心にレンズモジュール2の伸縮移動に用いる円孔(図示めせず)が設けられている。
前記レンズモジュール2は、環状の鏡筒20と、前記鏡筒20の内に装着するレンズ22と、を含む。前記鏡筒20は、中心に円柱体の収容空間204が設けられている。前記鏡筒20の内壁に内ネジ山206aが形成され、前記レンズ22の外表面に外ネジ山206bが形成されている。前記レンズ22を前記鏡筒20の内に装着する時、前記内ネジ山206aと外ネジ山206bの螺合によりレンズ22が鏡筒20に一体に固定される。前記永久磁石3は、前記鏡筒20の外周面を囲むように鏡筒20の外周面に設置されている。前記永久磁石3の下方には、前記鏡筒20の外周面から外部へ突出して形成された環状の突縁208が設けられている。前記突縁208は、永久磁石3を支持し、前記永久磁石3と下コイルベース6bを分離させる。
前記永久磁石3の下方に位置する前記鏡筒20の下端部には、軸線方向に沿って切った2つの方形の凹槽202が形成されている。前記2つの凹槽202は対称に配置され、且つ鏡筒20の径方向に沿って鏡筒20に貫通する。前記永久磁石3の上方には、銅などのような非磁性材料で製造した環状のガスケット8が付着されている。前記ガスケット8は、前記永久磁石3と前記上コイルベース6aを分離する。即ち、前記ガスケット8と前記突縁208が前記永久磁石3の両端に対称に配置されるように粘着剤を用いて前記ガスケット8を前記鏡筒20に付着させる。すると、前記レンズモジュール2と、永久磁石3と、環状のガスケット8とが一体に固定されるので、レンズの焦点調節を実現することができる。
前記上コイル5aと下コイル5bに生じる磁場を強めるために、前記上コイルベース6aと下コイルベース6bを鉄などのような磁性材料で製造。前記上コイルベース6aは、中心に円穴62aが設けられる方形の底板60aと、前記方形の底板60aの円穴62aの内縁から上へ延長して形成される環形壁64aと、前記方形の底板60aに形成される端子602a及び604aと、を含む。前記下コイルベース6bは、中心に円穴62bが設けられる方形の底板60bと、前記方形の底板60bの円穴62bの内縁から上へ延長して形成される環形壁64bと、前記方形の底面60bに形成される端子602b及び604bと、を含む。
前記上コイルベース6aの底板60aの形状及びサイズが前記カバー12の形状及びサイズと大体同じである。前記端子602aは入線端子であり、前記端子604aは出線端子であり、前記上コイルベース6aの底板60aの対角線にそれぞれ設けられている。前記下コイルベース6bの底板60bのサイズが前記シート14のサイズと同じである。前記下コイルベース6bの四隅には、サイズ及び形状が前記シート14の突出部のサイズ及び形状と同じ切欠部(図示せず)が形成されている。即ち、前記前記下コイルベース6bの切欠部を前記シート14の四隅に係合させると、前記下コイルルベース6bが前記シート14に固定される。前記端子602bは入線端子であり、前記端子604bは出線端子であり、前記底板60bの隣接する2つの隅部に、それぞれ、設けられており、且つ、前記端子602a及び端子604aは前記底面60aに直角な方向へ延長して形成され、前記端子602b及び端子604bは前記底面60bに直角な方向へ延長して形成されている。
前記上コイル5aと下コイル5bは、所定の方向に沿って前記環形壁64aと環形壁64bの外周面に、それぞれ、巻かれている。前記コイル5aの両端が前記端子602a及び604aにそれぞれ巻かれ、前記コイル5bの両端が前記端子602b及び604bにそれぞれ巻かれている。
前記環形壁64bの外周面には、外表面から径方向に沿って内へ曲げて形成した2つの方形の凹槽202が設けられている。前記2つの方形の凹槽202は前記環形壁64bの軸心に対称するように設置され、サイズ及び位置が前記鏡筒20の下端部に設ける2つの方形の凹槽202にそれぞれ対応する。前記突起642を前記凹槽202に係合すると前記レンズモジュール2の円周方向の位置が決められる。
図3及び図4に示したように、前記カメラ用自動焦点調節構造を組み立てる時、前記永久磁石3を前記突縁208の上に置かれるように前記鏡筒20の外表面の中部に装着し、且つ前記環状のガスケット8を永久磁石3の上端に置く。次に、前記永久磁石3と、前記環状のガスケット8と、前記レンズモジュール2と、を一緒に前記枠体10の収容空間の内に収容する。
前記上コイルベース6aと下コイルベース6bが前記永久磁石3の両側にそれぞれ位置するように前記レンズモジュール2の両端に装着する。前記下コイルベース6bの底板60bを前記シート14の上に係合し、前記下コイルベース6bの環形壁64bの2つの方形の突起642を前記鏡筒20の方形の凹槽202の内に挿入する。前記下コイルベース6bの端子602b及び604bが前記連接端子144及び148が配置される前記シート14の隅部の上にそれぞれ置かれるように、前記上コイルベース6aの底板60aを前記カバー12の上方に装着する。次に、前記上コイルベース6aの端子602a及び604aが前記連接端子146及び148が配置される前記シート14の隅部の上にそれぞれ置かれるように、前記上コイルベース6aを前記上コイルベース6aの上方に装着する。次に、前記カバー12を前記上コイルベース6aの底板60aの上に装着する。
前記上コイル5aを所定の方向に沿って前記上コイルベース6aの環形壁64aの外周面に巻き付け、前記上コイル5aの一端を前記入線端子602aに巻き付け、他端を前記出線端子604aに巻き付ける。前記下コイル5bを所定の方向に沿って前記下コイルベース6bの環形壁64bの外周面に巻き付け、前記下コイル5bの一端を前記入線端子602bに巻き付け、他端を前記出線端子604bに巻き付ける。この後、前記上コイルベース6aの入線端子602aに巻かれる前記上コイル5aの一端と、前記下コイルベース6bの入線端子602bに巻かれる下コイル5bの一端を、一緒に前記シート14の盲孔141の設置される前記連接端子148に溶接させる。前記上コイルベース6aの出線端子604aに巻かれる前記上コイル5aの他端と、前記下コイルベース6bの出線端子604bに巻かれる前記下コイル5bの他端を、それぞれ前記シート14の連接端子144と連接端子146に溶接させる。すると、図3に示したように前記上コイル5aと下コイル5bとが直列回路を構成するともに、前記回路基板16の電源と電気回路を構成する。
上述したように、前記連接端子144、連接端子146、及び連接端子148が設けられているので、前記上コイル5a及び下コイル5bを直に電源に電気接続することができる。即ち、外部の電線でコイルを電源に電気接続する必要がないから、装置の構造を簡単にすることができる。且つ、前記ガスケット8が前記永久磁石3と前記上コイル5aとの間に設置され、前記突縁20が前記永久磁石3と前記下コイル5bとの間に設置されるので、焦点調節する時に、前記上コイル5aまたは下コイル5bが直に前記永久磁石3に接触することを防ぐことができる。即ち、前記上コイル5aまたは前記下コイル5bが前記永久磁石3に直に接続して、大きな磁力が生じることを防ぐことができる。
デジタルカメラを使う時、前記レンズ22が遠焦点の位置と近焦点の位置との間で往復する。前記永久磁石3の上方がN極であり、下方がS極であると仮定する。前記上コイル5a及び下コイル5bを方向が異なるから、両者に方向が異なる磁場(極性)が生じる。前記レンズ112が近焦点の位置からと遠焦点の位置へ移動する前に、前記レンズ112が遠焦点の位置に置かれている。この時、前記上コイルベース6aの環形壁64aの頂端が前記環状のガスケット8に当接し、前記下コイルベース6bの環形壁64bの頂端と前記突縁208の間に一定の間隙が形成される。
前記上コイル5a及び下コイル5bに通電すると、前記上コイル5aの上方がS極になり、下方がN極になり、且つ前記下コイル5bの上方がN極になり、下方がS極になる。即ち、前記上コイルベース6aの上方がS極になり、下方がN極になり、前記下コイルベース6bの上方がN極になり、下方がS極になる。
前記上コイルベース6aの下端がN極であり、前記永久磁石3の上端もN極であるから、両者が互いに反発する。前記下コイルベース6b下端がN極であり、前記永久磁石3の上端がS極であるから、両者が互いに引き合う。前記反発し、引き合う作用力により、前記レンズ112と永久磁石12が遠焦点の位置から近焦点の位置へ移動する。この時、前記下コイルベース6bの環形壁64bの頂端が前記突縁208に当接し、前記上コイルベース6aの環形壁64aの頂端と前記環状のガスケット8の間には一定が間隔が形成される。
前記下コイルベース6bの内表面の突起642が前記鏡筒20の凹槽202の内に係合するから、前記鏡筒20が円周方向へ回転することを制限する。即ち、前記突起642が軸線方向に沿って形成されるので、前記レンズ22が軸線方向に沿って伸縮移動するように案内し、レンズの回転または揺動することを防ぐことができる。
前記デジタルカメラのレンズ22を近焦点の位置から遠焦点の位置へ移動させることが所望される時、前記上コイル5a及び下コイル5bの電流方向を改変する。すると、前記上コイル5a及び下コイル5bに元の極性と反対の極性が生ずる。しかし、前記永久磁石3の磁場の方向が改変しないので、前記レンズモジュール2が前記永久磁石3と一緒に近焦点の位置から遠焦点の位置へ移動することができる。前記下コイルベース6bの内表面の突起642が前記鏡筒20の凹槽202の内に係合するから、前記鏡筒20の円周方向回転することを制限する。即ち、前記突起642が軸線方向に沿って形成されたので、前記レンズ22が軸線方向に沿って伸縮移動するように案内され、レンズの回転または揺動を防ぐことができる。
前記レンズモジュール2が遠焦点の位置または近焦点の位置に到達した後、前記上コイル5aと下コイル5bへの電気を遮断すると、前記上コイルベース6aと下コイルベース6bの磁場が消える。しかし、前記上コイルベース6aと下コイルベース6bを磁性材料で製造したので、前記永久磁石3が前記上コイルベース6aまたは下コイルベース6bを引き合う。即ち、前記レンズモジュール2に電力を提供しなくても、前記レンズモジュール2が相変わらず遠焦点の位置または近焦点の位置に置かれているので、電力を節約することができる。
前記環状のガスケット8が前記永久磁石3と上コイルベース6aとの間に設置され、前記突縁20が前記永久磁石3と下コイルベース6bとの間に設置されているので、焦点調節する時に、前記上コイルベース6aまたは下コイルベース6bが直に前記永久磁石3に接触するのを防ぐことができる。即ち、前記上コイルベース6aまたは前記下コイルベース6bが直に前記永久磁石3に接続されて、大きい磁力が生じることを防ぐことができる。
本発明の実施例において、前記鏡筒20の底端の凹槽202と前記下コイルベース6bの突起642とが係合するので、前記レンズモジュール2の回転を制限し、レンズを安定に伸縮移動するように案内し、焦点調節を正確にすることができる。これで、前記凹槽202と前記突起642は位置を交換することができる。即ち、前記凹槽202を下コイルベース6bに設け、前記突起642を前記鏡筒20に設けることができる。
あるいは、前記突起642と凹槽202を前記鏡筒20の上端部と前記上コイルベース6aとの間に設けるか、前記鏡筒20の下端部と前記下コイルベース6bとの間に設けることもできる。前記突起642を前記鏡筒20或いは前記コイルベース6a及び6bに一体に設けることもできる。前記突起642と前記凹槽202の数量と形状は、前記カメラ用自動焦点調節構造の相違に従って自由に決定することができる。例えば、円柱形、半円柱形などの形状に設けることができる。
本発明に係るカメラ用自動焦点調節構造の一つの実施例の立体分解図である。 図1に示すカメラ用自動焦点調節構造の立体組立図である。 図2に示すカメラ用用自動焦点調節構造の内部の構造の斜視図である。 図1に示すカメラ用自動焦点調節構造の断面図である。 図4に示す楕円V部分の拡大図である。
符号の説明
1 枠フレーム
2 レンズモジュール
3 永久磁石
5a 上コイル
5b 下コイル
6a 上コイルベース
6b 下コイルベース
8 環状のガスケット
10 枠体
12 カバー
14 シート
16 回路基板
20 鏡筒
22 レンズ
60a 底面
60b 底面
62a 円穴
62b 円穴
64a 環形壁
64b 環形壁
102 ガイド切欠部
140 貫通孔
141 盲孔
142 貫通孔
144 連接端子
145 階段部
146 連接端子
148 連接端子
149 階段部
202 凹槽
204 収容空間
206a ネジ山
206b ネジ山
208 突縁
602a 端子
602b 端子
604a 端子
604b 端子
642 突起

Claims (14)

  1. レンズモジュールと、
    前記レンズモジュールを囲む永久磁石と、
    前記永久磁石の一側に設置される少なくとも1つのコイルベースと、
    前記コイルベースに巻かれるコイルと、を含むカメラ用自動焦点調節構造において、
    前記レンズモジュールは、鏡筒と、前記鏡筒の内に装着されるレンズと、を含み、前記鏡筒と前記コイルベースの間には、レンズを伸縮移動するように案内する凹槽と突起がそれぞれ形成されており、
    前記コイルに通電して生じる磁場と永久磁石の作用力により、前記レンズモジュールが前記永久磁石と一緒に、遠焦点と近焦点との間に軸線方向に沿って伸縮移動され、
    前記突起が前記コイルベースに形成され、前記凹槽が前記鏡筒に形成されることを特徴とするカメラ用自動焦点調節構造。
  2. 前記少なくとも1つのコイルベースは、前記永久磁石の両側に設置される上コイルベースと下コイルベースを含み、
    前記上コイルベースと下コイルベースには、上コイルと下コイルがそれぞれ巻かれていることを特徴とする、請求項1記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  3. 前記突起と凹槽が、前記上コイルベースと、前記上コイルベースが配置された前記鏡筒の上端部にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  4. 前記突起と凹槽が、前記下コイルベースと、前記下コイルベースが配置された前記鏡筒の下端部にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  5. 前記突起と凹槽が、前記上コイルベースと、前記上コイルベースが配置された前記鏡筒の上端部に形成され、且つ前記下コイルベースと、前記下コイルベースが配置された前記鏡筒の下端部にも形成されることを特徴とする、請求項記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  6. 前記突起が前記鏡筒あるいは前記コイルベースに一体に形成され、前記凹槽が径方向へ前記コイルベースあるいは前記鏡筒に貫通することを特徴とする、請求項1記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  7. 前記突起と凹槽が軸方向へ延長して形成される方形体、円柱体、または半円柱体であることを特徴とする、請求項1記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  8. 前記カメラ用自動焦点調節構造は、前記レンズモジュール、前記永久磁石、及びコイルが巻かれたコイルベースを収容するため枠フレームを、さらに含み、
    前記枠フレームは、枠体及び前記枠体と係合するシートを含み、
    前記シートに前記コイルを電気接続させるための連接端子が設置されることを特徴とする、請求項1記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  9. 前記連接端子がZ字状体あるいはL字状体に形成されることを特徴とする、請求項記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  10. 前記コイルベースに前記コイルの両端を案内する2つのガイド端子が形成され、
    前記コイルの両端が前記ガイド端子に巻かれる共に、前記シートに設置される連接端子と電気接続することを特徴とする、請求項記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  11. シートと、
    鏡筒と、
    前記鏡筒の内に装着されるレンズと、
    前記鏡筒の外周面を囲む永久磁石と、
    前記永久磁石の両端にそれぞれ設置される上コイルベース及び下コイルベースと、
    前記上コイルベース及び下コイルベースにそれぞれ巻かれる上コイル及び下コイルと、を含むカメラ用自動焦点調節構造において、
    前記下コイルベースが前記シートの上に設置され、
    前記上コイルベースまたは前記下コイルベースと前記鏡筒との間に、レンズを直線に沿って伸縮移動するように案内する少なくとも1つの凹槽と突起が形成されており、
    前記突起が前記コイルベースに形成され、前記凹槽が前記鏡筒に形成されており、
    前記コイルに通電して生じる磁場と永久磁石の作用力により、前記レンズモジュールが前記永久磁石と一緒に、遠焦点と近焦点との間に軸線方向に沿って伸縮移動されることを特徴とするカメラ用自動焦点調節構造。
  12. 前記シートには、電源の両極と電気接続する第一連接端子及び第二連接端子がそれぞれ設けられ、
    前記上コイルの一端と下コイルの一端が、前記第一連接端子及び第二連接端子とそれぞれ電気接続することを特徴とする、請求項11記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  13. 前記上コイルベースに、上コイルの両端を案内する2つのガイド端子がそれぞれ形成され、
    前記上コイルの両端が、前記上コイルベースの2つのガイド端子にそれぞれ巻かれ、
    前記下コイルベースに下コイルの両端を案内する2つのガイド端子がそれぞれ形成され、
    前記下コイルの両端が前記下コイルベースの2つのガイド端子にそれぞれ巻かれることを特徴とする、請求項12記載のカメラ用自動焦点調節構造。
  14. 前記シートに第三連接端子が設けられ、
    前記第一連接端子は前記下コイルの一端と電気接続し、
    前記第二連接端子は上コイルの一端と電気接続し、
    前記第三連接端子は上コイル及び下コイルの他端と電気接続することを特徴とする、請求項13記載のカメラ用自動焦点調節構造。
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