JP5144223B2 - 内蔵式焦点調節構造 - Google Patents

Description

本発明は、焦点調節構造に係り、特に内蔵式焦点調節構造に関するものである。

科学技術や現代化工業の発展に伴って、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話などが使用者に広く使用されている。このようなカメラ製品において、焦点調節構造に業者の関心がますます高まっている。

従来の焦点調節構造は、中空筒状の鏡筒と、前記鏡筒に装着されるレンズと、前記鏡筒の外周面に設けられる枠体と、を含む。前記枠体は円柱状であり、前記鏡筒の外周面には永久磁石が設置され、前記永久磁石の上方と下方には２つのコイルベースがそれぞれ配置されている。前記２つのコイルベースのコイルに方向が異なる電流を入力する場合、１つのコイルと永久磁石とが互いに引きつけ合い、他の１つコイルと永久磁石とが互いに反発するので、前記永久磁石と前記鏡筒と前記レンズとが軸線に沿って移動し、焦点調節が実現される。

前記焦点調節構造において、前記焦点調節構造の枠体は前記枠体の内側の鏡筒と係合する円柱状であるため、前記枠体の内側にはコイルベースのコイルの一端を回路基板と接続する空間がない。そのため、前記焦点調整構造では、前記コイルベースに接続端子を設け、前記枠体の側面にコイルベースの接続端子を引き出す穿孔を設け、外部の電線を回路基板に接続することによって、焦点調節構造の組み立てを実現している。そのため、焦点調節構造は、構造が複雑となり、コストが高くなるという問題がある。

以上の問題点に鑑み、組立が容易である内蔵式焦点調節構造を提供する必要がある。

本発明にかかる内蔵式焦点調節構造は、回路基板と、前記回路基板の上に設置されるステータと、前記ステータの内側に装着されるロータと、前記ロータの内側に収容されるレンズと、を含み、前記ステータは、コイルベースと、前記コイルベースに巻かれるコイルと、前記コイルベースを支持するベースと、を含む内蔵式焦点調節構造において、前記内蔵式焦点調節構造は、前記ステータを囲む枠体を、さらに含み、前記枠体は方状体であり、前記回路基板の四隅に、電源と電気的に接続する出線端子が設けられ、前記枠体の内側において、前記コイルの一端が出線端子とそれぞれ接続され、前記コイルを前記回路基板と電気的に接続させることを特徴とする。

また、本発明にかかる内蔵式焦点調節構造は、ステータと、前記ステータの内側に設置されるロータと、前記ロータの内側に収容されるレンズと、前記ステータと前記ロータと前記レンズとの下に設置される回路基板と、を含み、前記ステータは、コイルベースと、前記コイルベースに巻かれるコイルと、前記コイルベースを支持するベースとを含む内蔵式焦点調節構造において、前記回路基板の四隅に、複数の連線端子が設けられ、前記ベースの四隅に、複数の出線端子が設けられ、前記コイルベースに、前記出線端子と対応する複数のガイド端子が設けられ、前記出線端子は、前記回路基板の連線端子と対応して接続され、前記ステータの外周面を囲んで、枠体が設けられ、前記枠体は方状体であり、前記コイルの一端は、前記枠体の内側においてそれぞれガイド端子により、前記出線端子に溶接されることを特徴とする。

本発明では、前記内蔵式焦点調節構造は方状体の枠体により、ステータと、ロータとレンズを収容し、コイルベースのコイルの一端を枠体の内側に回路基板と電気的に接続し、コイルが外部から電線を接続することを防止でき、内蔵式焦点調節構造をシステム化して、組立工程を簡略化し、生産コストを減らし、量産に役立つ。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る具体的な実施例の構成を詳細に説明する。

図１〜図５は、本発明の内蔵式焦点調節構造の最良の実施例の構造を示す斜視図である。前記内蔵式焦点調節構造は、回路基板１１と、前記回路基板１１の上に設けられるステータ１２と、前記ステータ１２の内側に設けられるロータ１４と、前記ロータ１４の内側に収容される鏡筒１５と、前記鏡筒１５の内側に装着されるレンズ１６と、前記レンズ１６の上端に設けられるカバー１７と、前記ステータ１２を囲む枠体１８（図３に示す）と、を含む。

前記回路基板１１には、前記回路基板１１と接続するイメージセンサー１１２が設けられている。前記イメージイメージセンサー１１２は、シーシーディー（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ，ＣＣＤ）と、シーモス（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ＣＭＯＳ）などのイメージセンサーであり、前記回路基板の四隅に連線端子１１４がそれぞれ設置され。また、前記連線端子１１４は、前記回路基板１１により、前記イメージセンサー１１２と接続している。そして、前記回路基板１１は、焦点を調節する過程で前記イメージセンサー１１２から焦点の合った画像が現れるように、ステータ１２に供給する電流を制御することにより、前記ロータ１４の回転を制御して焦点調節を実現する。

前記ステータ１２は、前記回路基板１１の上に設置され、前記ステータ１２は、コイルベース１２１と、軸線方向に沿って、前記コイルベース１２１の外表面に巻かれたコイル１２２と、前記コイルベース１２１を支持するベース１２３と、を含む。

前記コイルベース１２１は、筒状であり、内部にロータ１４を収容する柱状空間が形成されている。前記コイルベース１２１は互いに重なる２つの極片組を含み、各々の極片組は周方向に沿って交互に配置される複数の極片１２４が形成される。前記２つの極片組の中部に端面１２５が形成される。前記端面１２５は、矩形であり、四隅に切欠部１３２がそれぞれ形成される。前記コイルベース１２１には、前記端面１２５の切欠部から外方に向けて延在する２つのガイド端子１３３が形成されている。本実施例において、前記２つのガイド端子１３３は、対向する２つの切欠部１３２にそれぞれ形成される。

前記コイルベース１２１の両端には、頂板１２６及び底板１２７が形成され、前記頂板１２６に上方に向けて突出する複数の突起１２０が周方向で等間隔に形成され、前記頂板１２６と端面１２５との間には上コイルベース１２８が形成され、前記底板１２７と端面１２５との間には下コイルベース１２９が形成されている。前記コイル１２２は、前記上コイルベース１２８に巻かれるコイル１３０と、前記下コイルベース１２９に巻かれるコイル１３１を含む。前記端面１２５のガイド端子１３３は、コイル１３０の一端を回路基板１１と接続するように案内する。

前記ベース１２３は、ほぼ矩形であり、前記ベース１２３には係合凹部１３５（図５に示す）が形成される。前記コイルベース１２１の底板１２７は、前記ベース１２３の係合凹部１３５の内部に設置され、且つ前記ベース１２３と互いに結合し、前記ベース１２３は係合凹部１３５の内縁から上方に向けて突出する環状の突出部１３６が形成され、前記突出部１３６には底端の内縁から内方に向けて突出する凸縁１３７が形成され、前記凸縁１３７の高さは前記突出部１３６の高さより低く、前記突出部１３６と前記凸縁１３７とは前記ロータ１４と前記鏡筒１５とのそれぞれを支持する。前記ベース１２３の四隅には、外方に向けて延在する出線端子１３９が形成されている。前記出線端子１３９は、鉄、銅などのような導電材料で製造され、あるいは表面に導電材料が塗布される。前記出線端子１３９は、前記回路基板１１の連線端子１１４と１対１に対応している。前記コイル１２２は、前記ガイド端子１３３にそれぞれ巻かれると共に、一端が前記出線端子１３９に溶接されて前記回路基板１１と電気的に接続し、前記回路基板１１から前記コイル１２２に流す電流を制御する。もちろん、前記ベース１２３とコイルベース１２１は、一体に形成されることもできる。

前記ロータ１４は、前記コイルベース１２１の柱状空間の内部に収容され、円環柱状の永久磁石１４１を含む。前記永久磁石１４１は、フェライト磁石（Ｆｅｒｒｉｔｅ）と、ネオジム鉄ホウ素磁石（ＮｄＦｅＢ）などのような磁石であり、且つ前記ベース１２３の突出部１３６の上に設置されている。前記永久磁石１４１がマグネットリング１４３のベース１２３に近接する一端部を囲み、図２に示すように、前記マグネットリング１４３は中空の円環状であって上端部の外表面に階段部１４４が形成され、前記永久磁石１４１の底端が前記階段部１４４の上面により規制され、前記マグネットリング１４３と前記永久磁石１４１とが一体に形成される。前記マグネットリング１４３の内壁には、レンズ１６を回転させるように駆動する内部ネジ山１４６が形成されている。前記カバー１７と近接する前記永久磁石１４１の一端には、円環状の保護層１４８が塗布されている。前記保護層１４８は、摩損されにくい材料から製造され、前記永久磁石１４１が回転する時、前記カバー１７と摩擦して損傷されることを防止することできる。

前記鏡筒１５は、前記永久磁石１４１の内側に設置される円環柱状体である。前記鏡筒１５の外径は、前記永久磁石１４１の内径より若干小さく、前記鏡筒１５の上端と下端とは軸線方向に沿って、前記永久磁石１４１の外部に延伸されている。前記鏡筒１５の上端に、即ち前記カバー１７と近接する端部に、周方向に沿って等間隔で複数の案内凹部１５３が形成される。前記鏡筒１５の底端は、前記ベース１２３の凸縁１３７の上に設置され、前記鏡筒１５の外表面が底端と近接する個所に、前記マグネットリング１４３の内部ネジ山１４６と互いに係合する外部ネジ山１５６が形成され、前記レンズ１６の伸縮移動を保持する。前記鏡筒１５の内表面が底端と近接する所に、内部ネジ山１５８が形成される。

前記レンズ１６は、前記鏡筒１５の内側に装着される円柱状である。前記レンズ１６の外表面に前記鏡筒１５の内部ネジ山１５８と係合する外部ネジ山１６８が形成され、前記レンズ１６を固定し、前記レンズ１６は組み立てた後、互いに係合する内部ネジ山１５８と外部ネジ山１６８により、前記レンズ１６の固定を実現する。

前記カバー１７は、前記レンズ１６の上端に設置され、内部が円状であり、外部は方状である。前記カバー１７に前記コイルベース１２１の突起１２０と互いに係合する複数の凹部１７１が形成され、カバー１７の位置を決める。前記カバー１７の内径は前記レンズ１６の外径とほぼ同等であり、前記カバー１７の内縁から周方向にわたって下方に向けて突出する凸環１７２が形成され、前記凸環１７２は前記ロータ１４の永久磁石１４１の保護層１４８に当接して前記永久磁石１４１が軸線方向に沿って移動することを規制する。前記凸環１７２の内縁から上方に向けて突出する複数の案内部１７３が形成され、前記案内部１７３は前記カバー１７の内縁の周方向に沿って等間隔があるように設けられ、前記鏡筒１５の案内凹部１５３と互いに係合し、前記鏡筒１５とレンズ１６が周方向に沿って回転することを防ぎ、前記レンズ１６を正確に位置に対させ、揺動することを防ぐ。

前記枠体１８は、前記ステータ１２の外周面を囲んで設けられる方状体である。前記枠体１８は殻体１８１と殻体１８２とを含み、前記殻体１８１と殻体１８２とは互いに垂直である第一側壁１８４と第二側壁１８５とをそれぞれ含み、前記第二側壁１８５は第一側壁１８４と対向する一端部が屈曲することで接続壁１８６が形成され、前記第一側壁１８４と前記第二側壁１８５と前記接続壁１８６とのいずれか２つの接続箇所の底端に切欠口１８７が形成され、前記切欠口１８７は前記ベース１２３の出線端子１３９の位置と対応しており（図３に示す）、前記出線端子１３９に溶接されたコイル１２２は前記枠体１８と直接接触することで摩擦されることを防止できる。前記接続壁１８６の一端部には内方に向けて突出する係合部１８８（図４に示す）が形成され、前記殻体１８１と殻体１８２とは互いに係合する係合部１８８により組み立てられ、或いは、レーザで溶接し、前記殻体１８１と殻体１８２とが一体（枠体１８）に形成される。

もちろん、前記殻体１８１と殻体１８２とは、その他の形状とすることや、互いの形状及び構造を異ならせることもでき、且つ互いに結合して組み立てることができる。

組み立てる時は、前記レンズ１６の外部ネジ山１６８を前記鏡筒１５の内部ネジ山１５８と互いに係合し、前記レンズ１６を回転させながら前記鏡筒１５の内部に入れて前記レンズ１６が組み立てた後、互いに係合するネジ山構造により固定される。前記鏡筒１５を前記ロータ１４の内側に設置し、前記鏡筒１５の外部ネジ山１５６を前記ロータ１４の内部ネジ山１４６と互いに係合する。前記ロータ１４を前記ステータ１２のコイルベース１２１の内部に設置し、前記鏡筒１５と前記ロータ１４のマグネットリング１４３とを前記ベース１２３の凸縁１３７と突出部１３６とのそれぞれに設置し、前記ステータ１２を前記回路基板１１の上に設置し、前記ステータ１２のベース１２３の四隅に設置される出線端子１３９を前記回路基板１１の四隅に設置される連線端子１１４とそれぞれ接続する。前記コイル１２２を前記コイルベース１２１に巻き付け、前記コイル１２２の一端が前記端面１２５の四隅のガイド端子１３３の案内する作用により、前記コイル１２２の一端は前記出線端子１３９に溶接されて前記出線端子１３９と対応する連線端子１１４により回路基板１１と接続する。

前記カバー１７を前記レンズ１６の上端に設置し、前記カバー１７の凸環１７２をロータ１４の永久磁石１４１の保護層１４８に当接し、前記案内部１７３を前記鏡筒１５の案内凹部１５３と互いに係合し、前記カバー１７の凹部１７１を前記コイルベース１２１の突起１２０と互いに係合し、前記殻体１８１と殻体１８２とを前記ステータ１２の両側からステータ１２を囲むように組み立て、前記殻体１８１の係合部１８８と殻体１８２の係合部１８８とを互いに係合し、レーザで溶接して枠体１８を一体に形成し、前記ステータ１２と前記ロータ１４と前記レンズ１６とを前記枠体１８で囲む。

図６に示すように、前記コイルベース１２１のコイル１２２を電源と接続すると、前記コイル１２２と前記ロータ１４の永久磁石１４１との磁界作用により、前記ロータ１４が回転する。前記ロータ１４のマグネットリング１４３と前記鏡筒１５とが係合するネジ山構造と、前記カバー１７の案内部１７３が案内する作用とにより、前記ロータ１４が回転により、前記鏡筒１５とレンズ１６とを軸線方向に沿って移動させる。前記鏡筒１５とレンズ１６とは共に伸縮運転する時、前記レンズ１６の上端を前記カバー１７の内外に伸縮させ、前記イメージセンサー１１２は画像の鮮明度を測定して前記回路基板１１は前記コイル１２２の電流を制御することで、前記レンズ１６の移動を制御することができ、自動焦点合調節を実現する。

現在の技術と比べて、前記内蔵式焦点調節構造において、前記ステータ１２と前記ロータ１４と前記レンズ１６とが前記方状体の枠体１８内側に囲んで設けられ、前記出線端子１３９が前記ステータ１２の四隅に設置され、前記コイルベース１２１のコイル１２２の一端は枠体１８の内側から前記出線端子１３９にそれぞれ溶接され、前記出線端子１３９が前記回路基板１１と接続されるので、前記コイル１２２は外部から電線を接続することを回避でき、前記光学焦点調節レンズの構造をシステム化して組立工程を簡略化し、コストを下げ、量産することができる。前記枠体１８は、前記殻体１８１と殻体１８２とを含み、前記殻体１８１と殻体１８２とは前記ステータ１２の両側から前記ステータ１２に向けて移動し、結合して組み立てることを実現し、前記コイル１２２の一端は前記出線端子１３９とそれぞれ溶接され、この後に前記枠体１８を組み立てるので、光学焦点調節レンズの構造の組み立てが困難となる問題を解決でき、前記枠体１８は組立工程中に前記コイル１２２の一端と接触して損傷することを防止できる。前記枠体１８の空間が小さいので、前記コイル１２２の一端は出線端子１３９と接続することを影響することを防止でき、製品の歩留まりを高める。

本発明の内蔵式焦点調節構造の実施形態の分解斜視図である。 図１に示す内蔵式焦点調節構造におけるロータと鏡筒の断面斜視図である。 図１に示す内蔵式焦点調節構造の組立斜視図である。 図３に示す内蔵式焦点調節構造の部分分解斜視図である。 図３に示す内蔵式焦点調節構造の対角線方向に沿う断面図である。 図３に示す内蔵式焦点調節構造の仕事状態の断面図である。

符号の説明

１１ 回路基板
１２ ステータ
１４ ロータ
１５ 鏡筒
１６ レンズ
１７ カバー
１８ 枠体
１１２ イメージセンサー
１１４ 連線端子
１２０ 突起
１２１ コイルベース
１２２ コイル
１２３ ベース
１２４ 極片
１２５ 端面
１２６ 頂板
１２７ 底板
１２８ 上コイルベース
１２９ 下コイルベース
１３０ コイル
１３１ コイル
１３２ 切欠部
１３３ ガイド端子
１３５ 係合凹部
１３６ 突出部
１３７ 凸縁
１３９ 出線端子
１４１ 永久磁石
１４３ マグネットリング
１４４ 階段部
１４６ 内部ネジ山
１４８ 保護層
１５３ 案内凹部
１５６ 外部ネジ山
１５８ 内部ネジ山
１６８ 外部ネジ山
１７１ 凹部
１７２ 凸環
１７３ 案内部
１８１ 殻体
１８２ 殻体
１８４ 第一側壁
１８５ 第二側壁
１８６ 接続壁
１８７ 切欠口
１８８ 係合部

Claims (9)

1. 回路基板と、
   前記回路基板の上に設置されるステータと、
   前記ステータの内側に装着されるロータと、
   前記ロータの内側に収容されるレンズと、を含み、
   前記ステータは、コイルベースと、前記コイルベースに巻かれるコイルと、前記コイルベースを支持する矩形のベースと、を含む内蔵式焦点調節構造において、
   前記ステータを囲む枠体を、さらに含み、
   前記枠体は、方状体であり、
   前記コイルベースの内部に端面が設置され、前記端面は、方形であり、四隅に切欠部がそれぞれ設置され、前記コイルベースには、前記端面の切欠部から外方に向けて突出する複数のガイド端子が形成され、
   前記ベースの四隅に、外方に向けて延在し、電源と電気的に接続する出線端子が設けられ、
   前記枠体の四隅には、前記ベースと隣接する一端に切欠口が形成され、前記切欠口は、前記ベースの出線端子の位置と対応し、
   前記枠体の内側において、前記コイルの一端は、前記コイルが前記ガイド端子に巻かれた後に、前記ベースの前記出線端子に溶接され、
   前記コイルを前記出線端子を介して前記回路基板と電気的に接続させ、
   前記レンズの外周面を囲む鏡筒をさらに含み、
   前記鏡筒は、前記ロータの内側に設置され、
   前記レンズの外表面に、外部ネジ山が形成され、
   前記ロータの内表面に、内部ネジ山が形成され、
   前記鏡筒の内表面と外表面とに、内部ネジ山と外部ネジ山がそれぞれ形成され、
   前記鏡筒の前記内部ネジ山と前記レンズの前記外部ネジ山とは、互いに係合する作用により、前記レンズを組み立て、固定し、
   前記ロータの前記内部ネジ山と前記鏡筒の前記外部ネジ山とは、互いに係合する作用により、前記レンズを伸縮移動するように駆動することを特徴とする内蔵式焦点調節構造。
2. 前記枠体は、２つの殻体を結合して形成されることを特徴とする請求項１記載の内蔵式焦点調節構造。
3. 前記２つの殻体には、互いに係合する係合部が設けられ、
   前記２つの殻体は、前記係合部の係合する作用により、結合することを特徴とする請求項２記載の内蔵式焦点調節構造。
4. 前記２つの殻体は、互いにレーザで溶接されていることを特徴とする請求項３記載の内蔵式焦点調節構造。
5. 前記レンズの上端に設置されるカバーをさらに含み、
   前記鏡筒には、前記カバーと隣接する一端に複数の案内凹部が形成され、
   前記カバーの内縁に、前記案内凹部と互いに係合する複数の案内部が形成されることを特徴とする請求項１記載の内蔵式焦点調節構造。
6. 前記レンズの上端に設置されるカバーをさらに含み、
   前記コイルベースには、前記カバーと隣接する一端に複数の突起が形成され、
   前記カバーには、前記突起と対応し、前記カバーの位置を決める複数の凹部が形成されることを特徴とする請求項１記載の内蔵式焦点調節構造。
7. 矩形の前記回路基板に、前記回路基板と電気的に接続するイメージセンサーが設置され、
   前記回路基板の四隅に、前記ベースの前記出線端子と接続する連線端子がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１記載の内蔵式焦点調節構造。
8. ステータと、
   前記ステータの内側に設置されるロータと、
   前記ロータの内側に収容されるレンズと、
   前記ステータと前記ロータと前記レンズとの下に設置される矩形の回路基板と、を含み、
   前記ステータは、コイルベースと、前記コイルベースに巻かれるコイルと、前記コイルベースを支持する矩形のベースと、を含む内蔵式焦点調節構造において、
   前記回路基板の四隅に、複数の連線端子が設けられ、
   前記ベースの四隅に、外方に向けて延在する複数の出線端子が設けられ、前記コイルベースに、前記出線端子と対応する複数のガイド端子が設けられ、
   前記出線端子は、前記回路基板の連線端子と対応して接続され、
   前記ステータの外周面を囲んで、枠体が設けられ、
   前記枠体は方状体であり、
   前記コイルの一端は、前記コイルが前記枠体の内側においてそれぞれガイド端子に巻かれた後に、前記出線端子に溶接され、
   前記レンズの外周面を囲む鏡筒をさらに含み、
   前記鏡筒は、前記ロータの内側に設置され、
   前記レンズの外表面に、外部ネジ山が形成され、
   前記ロータの内表面に、内部ネジ山が形成され、
   前記鏡筒の内表面と外表面とに、内部ネジ山と外部ネジ山がそれぞれ形成され、
   前記鏡筒の前記内部ネジ山と前記レンズの前記外部ネジ山とは、互いに係合する作用により、前記レンズを組み立て、固定し、
   前記ロータの前記内部ネジ山と前記鏡筒の前記外部ネジ山とは、互いに係合する作用により、前記レンズを伸縮移動するように駆動することを特徴とする内蔵式焦点調節構造。
9. 前記方状体の枠体は、２つの殻体を含み、
   前記２つの殻体は、互いに係合することにより、結合して組み立てられていることを実現することを特徴とする請求項８記載の内蔵式焦点調節構造。

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