JP6322267B2 - レンズ駆動モジュール - Google Patents

Description

本出願は、２０１５年１２月９日に出願された米国特許仮出願番号第６２／２６５１６１号、２０１６年１０月５日に出願された台湾特許出願番号第１０５１３２１６５号についての優先権を主張するものであり、これらの全ては引用によって本願に援用される。

本発明は、レンズ駆動モジュールに関し、特に、レンズを載置し、移動させるレンズ駆動モジュールに関するものである。

技術の発展に伴い、多くの電子装置（例えば、カメラおよびスマートフォン）が撮像または録画などの機能を有している。これらの電子装置は、普遍的となり、より便利で薄型化となるように開発されている。

しかしながら、電子装置の薄型化に伴い、現有のズームレンズがこれらの小型化した電子装置に設置され難くなる。従って、如何に上述の問題を解決するかが、重大な課題となっている。

特願２０１２−１１３２３６

小型化した電子装置に設置されることができるレンズを載置し、移動させるレンズ駆動モジュールを提供する。

従来の欠点を解決するために、本発明の実施形態は、レンズを載置し、移動させるレンズ駆動モジュールを提供する。レンズ駆動モジュールは、収容空間を有するレンズホルダー、駆動コイル、縦型構造を有する複数の第１の磁性部材、仮想平面、および複数の第２の磁性部材を含み、レンズは、収容空間に配置される。レンズホルダーは、対向する両側にそれぞれ配置される２つの第１の磁性部材の間に、および対向する両側にそれぞれ配置される２つの第２の磁性部材の間に、挟まれて配置される。駆動コイルは、レンズホルダーに配置され、収容空間を囲む。仮想平面は、縦型構造の長手方向軸に垂直である。縦型構造の長手方向軸に沿った仮想平面にある駆動コイルおよび第１の磁性部材の投影は、互いに重なる。第１の電流が駆動コイルに流れたとき、レンズホルダーは、第１の方向に沿って、第１の磁性部材および第２の磁性部材に対して移動する。

一部の実施形態では、各磁性部材は、駆動コイルに面する斜面を含む。

一部の実施形態では、間隙は、駆動コイルの同一側の２つの第１の磁性部材の間に形成される。

一部の実施形態では、レンズ駆動モジュールは、間隙に配置された第３の磁性部材を更に含む。

一部の実施形態では、第３の磁性部材の幅は、第１の磁性部材の幅より小さい。

一部の実施形態では、第３の磁性部材は、第１の磁性部材の外側面から突出しない。

一部の実施形態では、第１の磁性部材は、凹陥部を含み、駆動コイルが凹陥部に収まる。

一部の実施形態では、駆動コイルの長さは、駆動コイルの幅より大きい。

一部の実施形態では、駆動コイルと第１の磁性部材の外側面の間の距離は、駆動コイルと第２の磁性部材の外側面の間の距離より小さい。

一部の実施形態では、縦型構造の長手方向軸は、第１の方向に垂直である。

一部の実施形態では、レンズ駆動モジュールは、ベースおよび複数のサスペンションワイヤを更に含む。ベースは、コイルプレートを含む。サスペンションワイヤは、コイルプレートと第１の弾性部材を連結する。第２の電流がコイルプレートに流れたとき、レンズホルダーは、第２の方向に沿ってベースに対して移動し、第１の方向は、第２の方向に垂直である。

一部の実施形態では、ベースは、コイルプレートに電気的に連結する回路板を更に含む。

一部の実施形態では、レンズ駆動モジュールは、ベースに配置された位置検出器を更に含む。

一部の実施形態では、位置検出器は、ホールセンサ、磁気抵抗効果型磁気センサ、巨大磁気抵抗効果センサ、トンネル磁気抵抗効果センサ、またはフラックスゲートセンサを含む。

添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解できる。
本発明の実施形態に係る、電子装置の概略図である。 本発明の実施形態に係る、レンズ駆動モジュールの概略図である。 本発明の実施形態に係る、レンズ駆動モジュールの分解図である。 図２のラインＡ−Ａに沿った断面図である。 図２のラインＢ−Ｂに沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る、駆動コイルの概略図である。 本発明の実施形態に係る、駆動コイルと第１および第２の磁性部材との間の相対位置の概略図である。 本発明のもう１つの実施形態に係る、駆動コイルと第１および第２の磁性部材との間の相対位置の概略図である。 本発明の実施形態に係る、駆動コイルと第１および第２の磁性部材との間の相対位置の概略図である。

レンズ駆動モジュールの実施形態の製造および使用が以下に詳細に論じられる。しかしながら、本実施形態は、さまざまな具体的な状況において適応する形で具現化され得る。論じられる特定の実施形態は、パッケージ構造を製造および使用する特定の態様の単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。

例外が特筆されない限り、ここで使われる全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術における通常の技能で一般的に理解されているものと同じ意味を持つ。さらに理解されることであろうが、一般に使用される辞書で定義されているような用語は、関連した技術分野の文脈におけるその意味と一致した意味を持つものとして解釈されるべきであり、本明細書で明確にそのように定義されない限り、理想化された又は過度に形式的な意味で解釈されない。

図１に示すように、本発明の実施形態では、レンズ駆動モジュール１０は、電子装置２０内に配置されることができる。レンズ駆動モジュール１０は、レンズ３０を載置し、レンズを駆動してレンズを電子装置２０のイメージセンサに対応させて移動させ、焦点調整とオートフォーカスの目的を達成する。例えば、電子装置２０は、撮影または録画の機能を有するデジタルカメラまたはスマートフォンであることができる。

図２および図３は、上述のレンズ駆動モジュール１０の概略図および分解図をそれぞれ示しており、図４および図５は、図２のラインＡ−ＡおよびラインＢ−Ｂに沿った断面図をそれぞれ示している。図２および図３に示されるように、レンズ駆動モジュール１０は、主に、上カバー１００、第１の弾性部材Ｅ１、レンズホルダー２００、駆動コイル３００、フレーム４００、複数の第１の磁性部材５００、複数の第２の磁性部材６００、第２の弾性部材Ｅ２、複数のサスペンションワイヤ７００、複数の位置検出器８００、およびベース９００を含む。

図３〜図５に示すように、レンズホルダー２００は、収容空間２１０と凹構造２２０を有し、収容空間２１０は、レンズホルダー２００の中央に形成され、凹構造２２０は、レンズホルダー２００の外壁面に形成されて収容空間２１０を囲む。図１のレンズ３０は、レンズホルダー２００に固定され、収容空間２１０に収容される。駆動コイル３００は、凹構造２２０に設置されることができる。

フレーム４００は、受け部４１０および複数の凹溝部４２０を有する。レンズホルダー２００は受け部４１０に収容される。第１および第２の磁性部材５００および６００は、凹溝部４２０内に固定されて駆動コイル３００に隣接する。Ｙ軸の方向では、レンズホルダー２００は、Ｙ軸方向の両側に配置される第１の磁性部材５００の間に、挟まれるように配置される。Ｘ軸の方向では、レンズホルダー２００は、Ｘ軸方向の両側に配置される第２の磁性部材６００の間に、挟まれるように配置される。第１の電流が駆動コイル３００に流れたとき、電磁誘導が駆動コイル３００と第１および第２の磁性部材５００および６００との間に発生する。従って、レンズホルダー２００およびその上に配置されたレンズ３０は、Ｚ軸の方向（第１の方向）に沿って、第１および第２の磁性部材５００および６００に対して上方または下方に移動することができ、焦点調整と画像安定化の目的を達成することができる。

図６に示されるように、この実施形態では、駆動コイル３００は、対応部３１０と非対応部３２０を有する。対応部３１０は、駆動コイル３００の左側および右側に位置しており、非対応部３２０は、駆動コイル３００の上側および下側に位置している。対応部３１０の間の距離は、駆動コイル３００の長さＬを形成し、非対応部３２０の間の距離は、駆動コイル３００の幅Ｗを形成する。特に、長さＬは、幅Ｗより大きく、駆動コイル３００の上側と下側の間の距離は、非対応部３２０から対応部３１０に向けて減少される。

図７に示すように、留意すべきことは、レンズ駆動モジュール１０の第１の磁性部材５００は、長手方向軸Ｌ２に延びる柱状の構造である縦型構造であり、仮想平面Ｖが縦型構造の長手方向軸Ｌ２に垂直になる（仮想平面Ｖの法線方向が、長手方向軸Ｌ２と平行になる）ように形成される。縦型構造の長手方向軸Ｌ２は、上述の第１の方向に垂直である。間隙Ｇは、駆動コイル３００の同一側にある２つの第１の磁性部材５００の間に形成されることができ、駆動コイル３００の非対応部３２０は、間隙Ｇに向けて延伸することができる。従って、縦型構造の長手方向軸Ｌ２に沿った仮想平面Ｖにある駆動コイル３００および第１の磁性部材５００の投影は、互いに重なる。

駆動コイル３００および第１の磁性部材５００の配置により、駆動コイル３００と第１の磁性部材５００の外側面５１２の間の距離Ｔ１は、駆動コイル３００と第２の磁性部材６００の外側面６１０の間の距離Ｔ２より小さい（図４と図５に示されるように）。従って、Ｙ軸の方向にあるレンズ駆動モジュール１０の幅は、減少されることができ、レンズ駆動モジュール１０は、小型化された電子装置２０内に収容されることができる。

また、図７に示されるように、この実施形態では、駆動コイル３００に面する斜面５１１が、第１の磁性部材５００に形成され、電磁誘導を発生する領域が増加し、レンズ駆動モジュール１０の駆動力が向上する。

図８に示すように、本発明のもう1つの実施形態では、レンズ駆動モジュール１０は、第１の磁性部材５００の間の間隙Ｇに配置された少なくとも１つの第３の磁性部材５３０を含むことができる。電磁誘導を発生する領域は、第３の磁性部材５３０によって、より増加されることができる。留意すべきことは、第３の磁性部材５３０は、第１の磁性部材５００の外側面５１２から突出されず、第３の磁性部材５３０の幅Ｗ１は、第１の磁性部材５００の幅Ｗ２より小さいため、レンズ駆動モジュール１０の幅がＹ軸の方向で増加するのを防ぐ。

図９に示されるように、本発明のもう1つの実施形態では、凹陥部５１０は、部分的なトリミングによって、第１の磁性部材５００に形成されることができ、構成要素の数が減少され得る。

図３〜図５では、第１の弾性部材Ｅ１および第２の弾性部材Ｅ２は、レンズホルダー２００／フレーム４００の上側と下側にそれぞれ配置され、レンズホルダー２００／フレーム４００がその間に配置される。第１の弾性部材Ｅ１の内側部Ｅ１１は、レンズホルダー２００に連結され、外側部Ｅ１２は、フレーム４００に連結される。同様に、第２の弾性部材Ｅ２の内側部Ｅ２１は、レンズホルダー２００に連結され、外側部Ｅ２２は、フレーム４００に連結される。従って、レンズホルダー２００は、第１の弾性部材Ｅ１と第２の弾性部材Ｅ２によってフレーム４００の収容部４１０に吊設されることができ、Ｚ軸の方向にあるレンズホルダー２００の移動の幅は、第１および第２の弾性部材Ｅ１およびＥ２によって制限されることもできる。

図３〜図５に示すように、レンズ駆動モジュール１０のベース９００は、コイルプレート９１０、回路板９２０、および下カバー９３０を含む。コイルプレート９１０は、回路板９２０に固定され、電子装置２０の他の電子部品（図示されていない）に電気的に接続される。また、電子装置２０では、レンズ３０に対応するイメージセンサ（図示されていない）は、通常、ベース９００の下方に配置され、ベース９００に対して固定される。光線は、収容空間２１０にあるレンズ３０を通過し、イメージセンサに画像を形成する。

第２の電流がコイルプレート９１０に流れたとき、電磁誘導がコイルプレート９１０と第１および第２の磁性部材５００および６００との間に発生する。従って、レンズホルダー２００およびフレーム４００は、Ｘ軸の方向および／またはＹ軸の方向に沿って、ベース９００に対して移動することができ、画像安定化を達成することができる。言い換えれば、第２の電流がコイルプレート９１０に流れたとき、レンズホルダー２００およびフレーム４００は、第２の方向に沿って、ベース９００に対して移動することができ、第２の方向は、第１の方向に垂直である。

図３に示されるように、この実施形態では、４つのサスペンションワイヤ７００がコイルプレート９１０の４つの角にそれぞれ配置され、コイルプレート９１０、回路板９２０、および第１の弾性部材Ｅ１に連結する。レンズホルダー２００とレンズ３０が第２の方向に沿ってフレーム４００に対して移動したとき、サスペンションワイヤ７００は、それらの移動範囲を制限することができる。また、サスペンションワイヤ７００が金属（銅またはその合金）を含むため、サスペンションワイヤ７００は、導体として用いられることができる。例えば、第１の電流は、回路板９２０およびサスペンションワイヤ７００によって駆動コイル３００に流れることができる。

この実施形態では、位置検出器８００は、Ｘ軸の位置検出器８１０およびＹ軸の位置検出器８２０を含み、Ｘ軸の位置検出器８１０およびＹ軸の位置検出器８２０は、ベース９００の下カバー９３０に固定される。Ｘ軸の位置検出器８１０は、第１の磁性部材５００に対応し、Ｘ軸の方向のレンズホルダー２００とレンズ３０の位置は、第１の磁性部材５００の移動を検出することによって確認することができる。Ｙ軸の位置検出器８１０は、第２の磁性部材６００に対応し、Ｙ軸の方向のレンズホルダー２００とレンズ３０の位置は、第２の磁性部材６００の移動を検出することによって確認することができる。

位置検出器８００は、ホールセンサ、磁気抵抗効果型磁気センサ（ａ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ ｓｅｎｓｏｒ； ＭＲ ｓｅｎｓｏｒ）、巨大磁気抵抗効果センサ（ｇｉａｎｔ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ； ＧＭＲ ｓｅｎｓｏｒ）、トンネル磁気抵抗効果センサ（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ ｓｅｎｓｏｒ； ＴＭＲ ｓｅｎｓｏｒ）、またはフラックスゲートセンサ（Ｆｌｕｘｇａｔｅ Ｓｅｎｓｏｒ）であることができる。

上カバー１００と下カバー９３０が組み立てられ、互いに固定されたとき、収容空間Ｓがその間に形成されることができる。レンズホルダー２００、駆動コイル３００、フレーム４００、第１の磁性部材５００、第２の磁性部材６００、サスペンションワイヤ７００、位置検出器８００、コイルプレート９１０、回路板９２０、第１の弾性部材Ｅ１、および第２の弾性部材Ｅ２が収容空間Ｓに配置される。留意すべきことは、上カバー１００およびベース９００は、収容空間２１０に対応する開口を有する。従って、レンズがＺ軸に沿って移動したとき、上カバー１００または下カバー９３０に衝突することなく、開口を通過することができ、光線が開口を通過してレンズ３０またはイメージセンサに届くことができる。

要約すると、レンズを載置し、移動させるレンズ駆動モジュールを提供する。駆動コイルが第１の磁性部材５００の間の間隙に収まることができるため、レンズ駆動モジュールの幅は、減少されることができ、レンズ駆動モジュールが小型化した電子装置に設置されることができる。

本開示及びそれらの利点の一部の実施形態が詳細に説明されてきたが、添付の請求の範囲によって定義されるように、本開示の精神および範囲を逸脱せずに、本明細書において種々の変更、代替、および改変をすることができることを理解すべきである。例えば、本明細書で述べられる特徴、機能、プロセス、および材料の多くが本開示の範囲を逸脱することなく変更できることが当業者にとっては容易に理解されるだろう。また、本出願の範囲は、本明細書中に述べられたプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、及びステップの特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。当業者が本開示の開示から容易に諒解するように、本明細書で述べられた対応する実施形態と、実質的に同様の機能を実行するか、または実質的に同様の結果を達成する、現存の、または後に開発される、開示、プロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、またはステップが本開示に従って利用され得る。よって、添付の特許請求の範囲は、上述のプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、またはステップを含むように意図される。また、添付の特許請求の範囲は、全てのそのような変更および同様の配置を包含するように、最も広義な解釈が与えられるべきである。

本開示は、実施例の方法を用いて、且つ実施形態の観点から記述されてきたが、本開示は開示された実施形態に限定されるものではないということを理解されたい。逆に、（当業者には明らかであるように）種々の変更及び同様の配置を含むように意図される。よって、添付の特許請求の範囲は、全てのそのような変更および同様の配置を包含するように、最も広義な解釈が与えられるべきである。

１０ レンズ駆動モジュール
２０ 電子装置
３０ レンズ
１００ 上カバー
２００ レンズホルダー
２１０ 収容空間
２２０ 凹構造
３００ 駆動コイル
３１０ 対応部
３２０ 非対応部
４００ フレーム
４１０ 受け部
４２０ 凹溝部
５００ 第１の磁性部材
５１１ 斜面
５１２ 外側面
５３０ 第３の磁性部材
６００ 第２の磁性部材
６１０ 外側面
７００ サスペンションワイヤ
８００ 位置検出器
８１０ Ｘ軸の位置検出器
８２０ Ｙ軸の位置検出器
９００ ベース
９１０ コイルプレート
９２０ 回路板
９３０ 下カバー
Ｅ１ 第１の弾性部材
Ｅ１１ 内側部
Ｅ１２ 外側部
Ｅ２ 第２の弾性部材
Ｅ２１ 内側部
Ｅ２２ 外側部
Ｇ 間隙
Ｌ 長さ
Ｓ 収容空間
Ｔ１ 距離
Ｔ２ 距離
Ｖ 仮想平面
Ｗ 幅
Ｗ１ 幅
Ｗ２ 幅

Claims (15)

1. レンズを載置し、移動させるレンズ駆動モジュールであって、
   前記レンズが配置される収容空間を有するレンズホルダー、
   前記レンズホルダーに配置され、前記収容空間を囲む駆動コイル、
   柱状構造である縦型構造を有し、縦型構造の長手方向軸が第１の方向に垂直であり、前記レンズホルダーを挟むように配置される複数の第１の磁性部材、
   前記縦型構造の長手方向軸に垂直であり、前記長手方向軸に沿う前記駆動コイルおよび前記第１の磁性部材の投影が、互いに重なる仮想平面、および
   前記第１の磁性部材の前記長手方向軸及び前記第１の方向とは垂直な方向に沿って配置され、前記レンズホルダーを挟むように配置される複数の第２の磁性部材と、を含み、
   第１の電流が前記駆動コイルに流れたとき、前記レンズホルダーは、前記第１の方向に沿って、前記第１の磁性部材および前記第２の磁性部材に対して移動するレンズ駆動モジュール。
2. 前記第１の磁性部材は、各々、前記駆動コイルに面する斜面を含む請求項１に記載のレンズ駆動モジュール。
3. 前記駆動コイルに対して同一側の２つの前記第１の磁性部材の間に、間隙が形成される請求項１に記載のレンズ駆動モジュール。
4. 前記レンズ駆動モジュールは、前記間隙に配置された第３の磁性部材を更に含む請求項３に記載のレンズ駆動モジュール。
5. 前記第３の磁性部材の幅は、前記第１の磁性部材の幅より小さい請求項４に記載のレンズ駆動モジュール。
6. 前記第３の磁性部材は、前記第１の磁性部材の外側面から突出しない請求項４に記載のレンズ駆動モジュール。
7. 前記第１の磁性部材は、凹陥部を含み、前記駆動コイルが前記凹陥部に収まる請求項１に記載のレンズ駆動モジュール。
8. 前記駆動コイルの長さは、前記駆動コイルの幅より大きい請求項１に記載のレンズ駆動モジュール。
9. 前記駆動コイルと前記第１の磁性部材の外側面の間の距離は、前記駆動コイルと前記第２の磁性部材の外側面の間の距離より小さい請求項１に記載のレンズ駆動モジュール。
10. 前記縦型構造の長手方向軸は、前記第１の方向に垂直である請求項１に記載のレンズ駆動モジュール。
11. 前記レンズ駆動モジュールは、
    前記レンズホルダーを受け、且つ前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材が固定されるフレーム、
    前記レンズホルダーと前記フレームを連結する第１の弾性部材、および
    前記レンズホルダーと前記フレームを連結し、前記レンズホルダーが前記第１の弾性部材との間に配置される第２の弾性部材、を更に含む請求項１に記載のレンズ駆動モジュール。
12. 前記レンズ駆動モジュールは、
    コイルプレートを含むベース、および
    前記コイルプレートと前記第１の弾性部材を連結する複数のサスペンションワイヤを含み、
    第２の電流が前記コイルプレートに流れたとき、前記レンズホルダーは、第２の方向に沿って前記ベースに対して移動し、前記第１の方向は、前記第２の方向に垂直である請求項１１に記載のレンズ駆動モジュール。
13. 前記ベースは、前記コイルプレートに電気的に連結する回路板を更に含む請求項１２に記載のレンズ駆動モジュール。
14. 前記レンズ駆動モジュールは、前記ベースに配置された位置検出器を更に含む請求項１２に記載のレンズ駆動モジュール。
15. 前記位置検出器は、ホールセンサ、磁気抵抗効果型磁気センサ、巨大磁気抵抗効果センサ、トンネル磁気抵抗効果センサ、またはフラックスゲートセンサを含む請求項１４に記載のレンズ駆動モジュール。

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