(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズアクチュエーターを備え、前記レンズアクチュエーターは、
ハウジングと、
レンズホルダー内に配置されたレンズと、
前記レンズホルダーに接触している複数の駆動機構と、
前記レンズホルダーと前記ハウジングの間に配置された第一および第二のスプリングを備え、
前記第一および第二のスプリングは、前記レンズホルダーに復元力を提供するものであり、前記第一のスプリングは、前記複数の駆動機構の一つ以上に連結された複数の電気的伝導素子で構成され、前記第二のスプリングは、前記複数の駆動機構に連結された電気的伝導素子で構成され、前記複数の駆動機構は、一つ以上の電気的信号の、前記第一のスプリングの前記複数の電気的伝導素子の対応の一つ以上への印加に応じて少なくとも部分的に前記レンズホルダーの運動を作り出すものであり、さらに、
前記レンズを介して伝送される画像を受信する画像キャプチャコンポーネントと、
受信画像を解析してレンズの適切な補正移動を決定する制御ユニットを備え、前記制御ユニットは、前記一つ以上の電気的信号を、前記第一のスプリングの前記複数の電気的伝導素子の対応の一つ以上へ印加して、前記複数の駆動機構が前記レンズの前記補正移動を作り出すことを可能にするものである、撮像デバイス。
【請求項２】
前記ハウジングは上部と底部を備えており、前記第一のスプリングは、前記レンズホルダーと前記ハウジングの底部の間に配置されており、前記第一のスプリングは、複数の電気的伝導素子を構成する板ばねを備えており、前記複数の電気的伝導素子の一つ以上は、プリント回路基板への電気的接続部を提供する伸張部を備えている、請求項１の撮像デバイス。
【請求項３】
前記複数の駆動機構のおのおのは、前記第二のスプリングと、前記第一のスプリングの前記複数の電気的伝導素子の一つに電気的に接続されている、請求項２の撮像デバイス。
【請求項４】
前記複数の駆動機構のおのおのは、前記一つ以上の電気的信号の、前記第一のスプリングの前記複数の電気的伝導素子の対応の一つ以上への印加に応じて少なくとも部分的に個々に動作されるものであり、前記補正運動は、前記レンズホルダーの直線的および／または傾斜運動を有している、請求項３の撮像デバイス。
【請求項５】
前記複数の駆動機構は、一つ以上のコイルと磁石、圧電部品、および／または電気活性ポリマー部品で構成される、請求項１の撮像デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示される主題は、たとえば、デジタルカメラのオートフォーカスおよび／または振動補償システムに使用されるレンズアクチュエーターに関し得る。
【背景技術】
【０００２】
レンズアクチュエーターは、たとえば、デジタルカメラおよび／または携帯電話および／または他の携帯電子デバイスに組み込まれるカメラを含む、多くの用途で有用性を見つけ得る。レンズアクチュエーターは、画質を改善しようとして一つ以上のレンズの位置を調整するために使用され得る。たとえば、カメラはオートフォーカス機能を実装していることがあり、画像が分析され得、一つ以上のレンズの位置について調整がなされ得て、焦点距離を補正する。別の例では、振動が検出され、一つ以上のレンズの位置決めについて調整がなされ、振動に起因するカメラ移動を補償し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
請求する主題は、明細書の締めくくり部で特に指摘され厳格に請求される。しかしながら、構成および／または動作の方法の両方に関して、目的、特徴および／またはそれらの利点と一緒に、添付の図面と共に読まれるとして、続く詳細な説明の参照によって最も良く理解され得る。
【図１】図１は、デジタルカメラのある代表的実施形態の図である。
【図２】図２は、レンズアクチュエーターのある代表的実施形態の分解図である。
【図３】図３は、スプリングのある代表的実施形態を描いている図である。
【図４】図４は、複合の電気的伝導素子で構成されているスプリングのある代表的実施形態を描いている図である。
【図５】図５は、レンズの位置を調整する方法のある代表的実施形態の流れ図である。
【０００４】
続く詳細な説明において添付図面への参照がなされ、それらはこの一部を形成し、同様の数字は、対応または類似の要素を示すために、通して同様の部分を示し得る。例証の単純性および／または明瞭さのために、図中に示される要素は必ずしも実尺どおりに描かれていないことが認められる。たとえば、いくつかの要素の寸法は、明瞭さのための他の要素に対して誇張されていることがある。さらに、他の実施形態が利用され得、請求の主題の要旨から逸脱することなく、構造的および／または論理的な変更が行なわれ得ると理解されるべきである。また、方向および基準、たとえば、上へ、下へ、上部、底部などは、図面の議論を容易にするために使用され得、請求の主題の適用を制限するように意図されていないことに注目すべきである。したがって、続く詳細な説明は、限定された観念に理解されるべきではなく、請求の主題の要旨は、添付の特許請求の範囲とそれらの等価物によって定義される。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
続く詳細な説明では、多数の特定の詳細は、請求の主題の完全な理解を提供するために述べられる。しかしながら、請求の主題は、これらの特定の詳細なしでも実行され得ることは、この分野の当業者によって理解されるだろう。他の例では、よく知られている方法、手順、部品および／または回路は詳細に説明されていない。
【０００６】
この明細書を通して「一実施形態」または「ある実施形態」の言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が、請求の主題の少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、この明細書の全体にわたるさまざまな場所の「一実施形態における」または「ある実施形態における」との言い回しは必ずしもすべて同一実施形態について述べていない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、一つ以上の実施形態において任意の好適な手法で組み合わされてよい。
【０００７】
ここに言及される用語「および／または」は「および」を意味することがある、それは「または」を意味することがある、それは「排他的または」を意味することがある、それは「一つ」を意味することがある、それは「すべてではなく、いくつか」を意味することがある、それは「いずれでもない」を意味することがある、および／またはそれは「両方」を意味することがあるけれども、請求の主題の要旨はこの点で限定されない。
【０００８】
上述したように、レンズアクチュエーターは、たとえば、デジタルカメラおよび／または携帯電話および／または他の携帯電子デバイスに組み込まれるカメラを含む、多くの用途で有用性を見つけ得る。レンズアクチュエーターは、たとえば、オートフォーカス機能をおこなうおよび／または振動を補償するために使用されて得る。オートフォーカス機能をおこなうために、たとえば、画像が分析され得、一つ以上のレンズの位置について調整がなされ得て、焦点距離を補正する。レンズの位置についてのそのような調整は光軸に沿った方向になされ得る。振動補償動作をおこなうために、振動が検出され得、一つ以上のレンズの位置決めについて調整がなされ得て、振動に起因するカメラ移動を補償する。振動補償のためのレンズの位置決めについてのそのような調整は、光軸に対するレンズの傾斜運動によってなされ得る。
【０００９】
レンズアクチュエーターは、光軸に対して、すなわち、取得される画像の光路に対して、直線的な様式でレンズを移動させ得る一つ以上の駆動機構を備え得る。駆動機構にエネルギーを与える際に困難に遭遇することがある。たとえば、プリント回路基板（ＰＣＢ）から一つ以上の駆動機構へ電気的信号を分配するためにワイヤーが使用され得る。そのようなワイヤーは、レンズアクチュエーターのためのハウジングの穴を貫通し得る。しかしながら、そのような構成は、レンズホルダーが前後に移動するときのワイヤーの動きのために信頼問題を招くことがある。ワイヤーのそのような動きは、たとえばレンズホルダーハウジングなどの一つ以上の部品にワイヤーをこすれさせ得、そのようなこすれは、今度は、ワイヤーの早発な破損および／またはワイヤーの絶縁体の摩耗を導き得、場合によると、短絡と回路破損を招く。
【００１０】
オートフォーカスおよび振動補償機能に関する信頼懸念に加えて、カメラ設計がより複雑になるにつれて、またより多くの部品がカメラの設計と製造に追加されるにつれて、コスト懸念が問題になり得る。
【００１１】
ここに記述される一つ以上の実施形態において、またここに請求の主題によると、たとえば、デジタルカメラおよび／またはカメラを内蔵する携帯電話および／または他の個人電子デバイスは、一次元を超えるレンズについての調整を可能にする複数の駆動機構を備え得る。電気的信号は、レンズホルダーに復元力を提供するとともに、駆動機構への電気的接続部を提供するために利用され得るスプリングを介して駆動機構に提供され得る。スプリングは、複数の駆動機構に電気的信号を伝える複数の電気的伝導素子で構成され得る。複数の駆動機構は、個々の駆動機構に伝達される電圧レベルに依存して個々に動作され得る。
【００１２】
たとえば、ほぼ等しい電圧レベルが駆動機構に伝達されると、レンズホルダーが本質的に直線的な様式で光軸に沿って移動させられ得る。しかしながら、等しくない電圧がさまざまな駆動機構に印加されると、レンズホルダーが光軸に対して「傾斜」させられ得る。たとえば、特定の例のカメラが、二つの駆動機構を備えているレンズアクチュエーターを内蔵しているならば、一つの駆動機構がレンズホルダーの片側に配置され得、他方の駆動機構がレンズホルダーの反対側に配置され得る。二つの駆動機構の一つだけに電圧が印加されると、一つの駆動機構だけがレンズホルダーのその側に移動を生じさせ、反対側は本質的に静止したままであり得る。したがって、この様式では、レンズホルダーが、したがってレンズが、光軸に垂直な軸の周りに傾斜させられ得る。
【００１３】
ここに説明される一つ以上の実施形態において、スプリングは、複数の駆動機構に電気的信号を分配するために使用され得る。スプリングは、広範囲のレンズアクチュエーター実施の中で見つけられ得、そのようなスプリングは、レンズホルダーに復元力を提供して、駆動機構のいずれも通電されていない状況にあるニュートラル一にレンズホルダーを戻すようにする。複合の駆動機構に複合の電気的信号を伝達するために、またレンズホルダーに復元力を提供するためにスプリングを利用することによって、スプリングによって複合の機能がおこなわれ、それにより、復元力を提供するための、および電気的信号を駆動機構に伝えるための別々の部品を利用する実施と比較して少ない部品表をもたらす。また、駆動機構からレンズホルダーハウジングを介してＰＣＢへワイヤーを通す必要がないので、ワイヤーこすれが低減または除去され得、それにより、システム信頼性を改善する。
【００１４】
図１は、デジタルカメラ１００の代表的実施形態の図である。カメラ１００は、ボデイ１１０と、ボデイ１１０に連結されたレンズアクチュエーター２００を備え得る。レンズアクチュエーター２００は、上部と底部を有するハウジング１０１を備え得る。ここで、方向「上」は、ボデイ１１０から最も遠いハウジングの端部を指し、方向「底」は、ボデイ１１０に最も近いハウジングの端部を指している。
【００１５】
レンズホルダー１０５はハウジング１０１内に配置され得る。またレンズ１０４はレンズホルダー１０５内に配置され得る。レンズホルダー１０５は、レンズホルダー１０５とハウジング１０１の間に配置された駆動機構１０３ａと駆動機構１０３ｂによって移動させられ得る。電圧が駆動機構１０３ａに印加されると、たとえば、駆動機構１０３ａに隣接しているレンズホルダー１０５の部分が、光軸１１６に沿って変位するようになり得る。ほぼ等しい電圧が駆動機構１０３ａと１０３ｂに印加されると、レンズホルダー１０５が、光軸１１６に沿って直線的な様式で移動し得る。移動の量は、少なくとも部分的に、駆動機構に印加される電圧レベルに基づき得る。小さい電圧レベルは、レンズホルダーの小さい移動を生じさせる傾向があり得る。また、より大きい電圧レベルは、レンズホルダーのより大きい移動を生じさせる傾向があり得る。駆動機構間の電圧レベルの等しくない分布は、レンズホルダー１０５のいずれかの側の不均一な移動のために光軸１１６に対して「傾斜」しているレンズホルダー１０５をもたらす。
【００１６】
一つ以上の実施形態において、底部スプリング１０７は複数の別々の部分で構成され得、そのおのおのは別々の電気的信号を一つ以上の駆動機構へ伝導することが可能である。図１に描かれた例において、二つの駆動機構が説明され、スプリング１０７は、少なくとも二つの電気的伝導素子、符号付けされたスプリング１０７ａと１０７ｂで構成され得る。もちろん、本例はスプリング１０７の二つの電気的伝導素子を説明しているが、請求の主題の要旨は、この点で限定されるものではなく、底部スプリング１０７について多数の電気的伝導素子を利用する他の実施形態も可能である。
【００１７】
また、一つ以上の実施形態において、上部スプリング１０２は、レンズホルダー１０５とハウジング１０１の間に配置され得る。カメラ本体１１０から離れる光軸１１６に沿ったレンズホルダー１０５の移動は、上部スプリング１０２によって復元力がレンズホルダー１０５に付与されることをもたらし得る。同様に、カメラ本体１１０に向かう光軸に沿ったレンズホルダー１０５の移動は、底部スプリング１０７によって復元力がレンズホルダー１０５に付与されることをもたらし得る。上述したように、スプリング１０７は複数の別々の素子で構成され得、個々の素子は、レンズホルダー１０５の異なる部分に別々の力を付与することが可能であり得る。一つ以上の実施形態において、レンズホルダー１０５のねじり運動に抵抗することが可能であり得るようにレンズホルダー１０５の異なる部分に別々の力が付与され得るような上部スプリング１０２が実施され得る。スプリング１０２と１０７は、図３と４と関連して、より詳しく以下に説明される。
【００１８】
一つ以上の実施形態において、底部スプリング１０７ａと１０７ｂは、オートフォーカスユニット１１２ａからおよび／または振動補償ユニット１１２ｂから電気的信号を受信し得る。これらの信号は、スプリング１０７ａと１０７ｂを介して駆動機構１０３ａと１０３ｂにそれぞれ電気的接続部１０６ａと１０６ｂを介して分配され得る。ある実施形態において、電気的接続部１０６ａと１０６ｂはワイヤーで構成され得るけれども、請求の主題の要旨はこの点で限定されない。電気的接続部１０６ａと１０６ｂはハウジング１０１を貫通しておらず、したがって、ワイヤーこすれと、その結果の摩耗と裂けと、そのようなこすれに関連する不信頼性の危険が低減することに注意されたい。
【００１９】
また、画像キャプチャコンポーネント１１４が一つ以上の実施形態におけるカメラ１００に含まれ得る。一つの例において、画像はレンズ１０４を介して伝達され、画像キャプチャコンポーネント１１４によって感知され得る。取得画像を表わすデジタルデータは、オートフォーカスユニット１１２ａおよび／または振動補償ユニット１１２ｂに提供され得る。オートフォーカス動作において、オートフォーカスユニット１１２ａは画像データし得る。それは、一つ以上の実施形態における画像キャプチャコンポーネント１１４によって絶えず更新され得、焦点距離の調整が画質を改善するに望ましいことを決め得る。オートフォーカスユニット１１２ａは、駆動機構１０３ａと１０３ｂのおのおのにほぼ等しい電圧レベルを提供し得、駆動機構１０３ａと１０３ｂは、これに応答して、光軸１１６に平行な方向にレンズホルダー１０５を変位させ得る。この処理は、ある実施形態において、焦点距離の追加調整が望ましいかどうかを決定するために一つ以上の追加画像が取得され分析され得る点において反復的であってよい。追加調整をおこなう決定がなされると、更新電圧レベルが駆動機構１０３ａと１０３ｂに分配され得、処理が説明されたように繰り返し得る。
【００２０】
振動補償動作において、振動補償ユニット１１２ｂは、画像キャプチャコンポーネント１１４から画像データのストリームを受信し得、振動状況が存在するかどうかを分析し得、そのような状況が存在するならば、駆動機構に調整をおこなう。ある例において、適切な振動補償動作が駆動機構１０３ｂによりも駆動機構１０３ａに大きい電圧値を印加することを要すると仮定すると、この例において、レンズホルダー１０５が光軸１１６に対していくらか傾斜されることになる。駆動機構１０３ａと１０３ｂに印加された等しくない電圧レベルは、レンズホルダー１０５の二つの側が異なる量および／または異なる方向に移動し、それによって、傾斜運動を作り出すことをもたらす。もちろん、これは、単に振動を補償するようにレンズホルダーを移動させる例であり、請求の主題の要旨はこの点で限定されない。
【００２１】
一つ以上の実施形態において、駆動機構１０３ａと１０３ｂは、複数対のボイスコイルと磁石を備え得る。たとえば、図２の代表的実施形態により詳細に示されるように、ボイスコイルはレンズホルダー１０５に固定または他の方法で接触させられ得る。磁石は、磁石とボイスコイルの間に空間が存在するようにレンズホルダーカバーに固定され得る。電流がボイスコイルに印加されると、コイルを流れる電流によって確立された電磁場が、コイルしたがってレンズホルダーを磁石に対して変位させる。
【００２２】
別の実施形態では、駆動機構１０３ａと１０３ｂは圧電デバイスを備え得る。圧電デバイスは、デバイスを両端への電圧の印加に応じてその形状を変え得る。ある実施形態において、圧電デバイスは、電圧の印加に応じて光軸に沿ったその長さを変更し、それにより、光軸に平行な方向にレンズホルダーを移動させ得る。他の実施形態では、駆動機構は、電圧の印加に応じてその長さを変更する電気ポリマーデバイスを備え得る。さらに他の実施形態は、駆動機構用モータを利用し得る。しかしながら、これらは、単に一つ以上の実施形態で実行され得る可能な駆動機構のタイプの例であり、請求の主題の要旨はこの点で限定されない。
【００２３】
少なくともいくつかの実施形態において、図２に関連して説明される実施形態に限定されないがそれを含め、複数の駆動機構が提供され得る。そのような駆動機構は、レンズホルダーの適切な動作をより正確に特定するために個々に通電され得る。たとえば、一つの駆動機構（コイル／磁石対）に特定の電圧レベルで通電し、第二の駆動機構に別の電圧レベルで通電するか、第二の駆動機構にまったく通電しないことが可能である。もちろん、これらは、単にレンズホルダーに連結された駆動機構に選択的に通電する可能な方法の例であり、請求の主題の要旨はこの点で限定されない。
【００２４】
図２は、図１に採用されたレンズアクチュエーター２００の代表的実施形態の分解斜視図である。レンズホルダー１０３はハウジング１０１の内部に配置される。ある実施形態におけるハウジング１０１は上部と底部を備え得る、それらははめ合わさってレンズホルダー１０３のフレームおよび／またはケーシングを形成し得る。ハウジング１０１は複合の部品から作られているように図２に描かれているが、請求の主題の要旨はそのように限定されるものではなく、ハウジング１０１が単一の部品で構成される、および／または図２に示されたものとは異なる複合の部品で構成される他の実施形態も可能である。
【００２５】
続く説明では、カメラ本体から最も遠いハウジング１０１の端部が方向「上」として示され、それと通って画像が画像キャプチャコンポーネントに入射する端部が方向「底」として示され得る。しかしながら、これらは単に、説明をより簡単にするために使用される任意の標識であり、請求の主題の要旨は、文字どおりの「上」および「底」標識および／または方向に限定されない。
【００２６】
図２は、それを通って光が図１に描かれた画像キャプチャコンポーネント１１４に達する開口を備えるハウジング１０１の上面と底面を描いている。この代表的実施形態におけるレンズアクチュエーター２００は、底面が本体に接触するようにカメラ本体に固定および／または他の方法で連結され得る。また、ここに記述される実施形態は、スタンドアローンであるか携帯電話または他の携帯デジタルデバイスに実装されたデジタルカメラを論じているけれども、請求の主題によるアクチュエーターが標準アナログ「フィルム」カメラまたは広範囲の撮像デバイスのいずれかと関連して利用され得る他の代表的実施形態も可能である。
【００２７】
図２に描かれた代表的実施形態において、駆動機構１０３ａと１０３ｂはおのおの、磁石と対になったボイスコイルを備えている。たとえば、コイル２０１ａと磁石２０２ａは駆動機構１０３ａを構成し、コイル２０１ｂと磁石２０２ｂは駆動機構１０３ｂを構成している。一つ以上の実施形態におけるボイスコイル２０１と２０１  ｂはレンズホルダー１０５に固定され得る。図２に描かれるように、レンズホルダー１０５は、複数のコイルが位置づけられ得る複数の凸部を備え得る。磁石２０２ａと２０２ｂはハウジング１０１の内部に、磁石の平面がそれぞれのボイスコイルの縦軸に垂直になるように配置され得る。図２に描かれた代表的実施形態はボイスコイルと磁石の間に一対一関係を示すけれども、他の構成を使用する他の実施形態も可能である。たとえば、多数の別々の磁気部品ではなく、磁石２０２ａと２０２ｂは、二つ以上のボイスコイルに対応する単一の磁石で構成され得る。しかしながら、これらは単にボイスコイルと磁石の例形態であり、請求の主題の要旨はこれらの点で限定されない。
【００２８】
磁石２０２ａと２０２ｂは、それぞれ、ボイスコイル２０１ａと２０２ｂに隣接するが接触せずに位置づけられ得、その結果、コイル２０１のおのおのを流れる電流によって誘導される磁場が磁石２０２ａと２０２ｂの磁場と相互作用する。磁石２０２ａと２０２ｂの磁場とボイスコイル２０１ａと２０２ｂを流れる電流によって誘導される磁場との間の上述した相互作用は、力が光軸に沿ってかかって磁石からボイスコイルを引き離し、結果としてボイスコイルが光軸に沿って変位されることをもたらす。ボイスコイル２０１ａと２０２ｂの移動は、ボイスコイル２０１ａと２０１ｂが接触しているレンズホルダー１０５の移動ということになる。
【００２９】
この代表的実施形態おけるレンズホルダー１０５は、その内部に実質的円柱形状を備え得、円柱の内部の適所にレンズを保持するのにさらに適し得る。（図２に図示しない）レンズ１０４がレンズホルダー１０５内に配置され得る。レンズホルダー１０５は広範な材料のいずれかで作られ得る。ある実施形態では、レンズホルダー１０５は、たとえばプラスチックなどの非磁性材料で構成される。
【００３０】
ある代表的実施形態におけるボイスコイル２０１ａと２０１ｂは、電気導電性ワイヤーの多数の巻きで構成され得る。電気的信号は、コイルワイヤーの一端でカメラ中の一つ以上の回路から受信され得、コイルワイヤーの他の端は、ある実施形態では、アース電圧に連結され得る。前に論じたように、また以下により完全に論じるように、ボイスコイルは個々に通電され、多次元のレンズホルダー１０５の移動を可能にする。
【００３１】
一つ以上の実施形態では、たとえば、ハウジング１０１やレンズホルダー１０５などのボイスコイル２０１ａと２０１ｂと磁石２０２ａと２０２ｂ以外の素子は、プラスチックなどの非磁性材料で構成され得、コイル１０５と磁気素子１０６の磁場と干渉しない。もちろん、これらは単に例材料であり、請求の主題の要旨はこれらの点で限定されない。
【００３２】
また、一つ以上の実施形態において、上部スプリング１０２は、レンズホルダー１０３の一端に配置され、レンズホルダー１０３とハウジング１０１の上部の内部との間に位置づけられ得る。上部スプリング１０２は、レンズホルダー１０５に復元力を提供してレンズホルダーの増強された制御と制限された移動を可能にし得る。底部スプリング１０７はまた、レンズホルダー１０５に復元力を提供してレンズホルダー１０５の移動を制限および制御し得る。ここに使用されるように、「スプリング」との用語は、応力の除去後にその通常形状を回復することが可能である任意の部品を指す。
【００３３】
同時に、上部スプリング１０２と底部スプリング１０７は、通電されれば、コイル２０１ａと２０１ｂの変位の反対方向に復元力をレンズホルダー１０５に提供し得る。上部および／または底部スプリング１０２と１０７は、ある実施形態ではコイルスプリングで構成され得る。別の実施形態では、上部および／または底部スプリング１０２と１０７は板ばねで構成され得、それらの例は、図３と４と関連してより完全に以下で論じられる。スプリング１０２と１０７は、レンズホルダー１０５の移動と制御の適切な制限を提供する任意の形態で構成され得る。スプリング１０２と１０７の内径は、スプリング１０２と１０７がレンズ１０４の光学的機能に干渉しないようにレンズホルダー１０５の内径と実質的に同じまたはそれよりも大きくてよい。
【００３４】
一つ以上の実施形態において、底部スプリング１０７は複数の電気的伝導素子で構成され得る。図２の例では、底部スプリング１０７はスプリング部１０７ａと１０７ｂを備え得る。底部スプリング１０７の複数の電気的伝導素子はボイスコイル２０１ａと２０１ｂに独立の電流を供給し得る。たとえば、スプリング部１０７ａは、オートフォーカスユニット１１４ａからおよび／または振動補償ユニット１１４ｂからボイスコイル２０１ａへ電気的信号を伝導し得、スプリング部１０７ｂは、ユニット１１４ａと１１４ｂの一方または両方からボイスコイル２０１ｂへ異なる電気的信号を伝導し得る。前述したように、ボイスコイルは、ワイヤーの多数の巻き線で構成され得る。一つの代表的実施形態において、巻き線ワイヤーの一端は、底部スプリング１０７の複数の電気的伝導素子の一つに接続され得、巻き線ワイヤーの他端は、アース電圧に連結され得る上部スプリング１０２に接続され得る。このように、オートフォーカスユニット１１４ａおよび／または振動補償ユニット１１４ｂなどの制御回路は、複数の駆動機構のおのおのを個々に制御し得る。さらに、底部スプリング１０７は、レンズホルダーに復元力を提供するその機能を保持し、ワイヤーがハウジングに突き通される必要がないので、ワイヤー擦れに関する上述した問題が回避され得る。したがって、より優れた性能が、少ないコストと高い信頼性をもって達成され得る。
【００３５】
図２は、ボイスコイルと磁石からなる駆動機構を描いているけれども、請求の主題の要旨はこの点で限定されない。たとえば、他のタイプの駆動機構は、電圧などのエネルギーのある形態の入力に応じて、その長さなどのその形状を変え得る任意のデバイスを含み得る。前述したように、電圧の印加に応じて形状の変化を経験し得る例のタイプの材料は、圧電デバイスと電気ポリマーデバイスを含んでいる。
【００３６】
また前に論じたように、すべての駆動機構１０３が実質的に同じ量のエネルギー（たとえば図２の例のコイル磁石組み合わせの場合の電流）で通電されると、駆動機構の形状または変位の実質的に同じ量の変化が起こり、それにより、駆動機構に対応するレンズホルダーのすべての部分が実質的に同じ量だけ変位されるようにし得る。レンズホルダー１０５の結果の運動は、光軸１１６に沿った実質的な直線運動になり得る。そのような直線運動はオートフォーカスの動作に有利であり得る。
【００３７】
同様に、一つ以上の駆動機構１０３が等しくない量のエネルギー（たとえば図２の例のコイル磁石組み合わせの場合の異なる電流）で通電されると、駆動機構の形状または変位の異なる量の変化が起こり、それにより、駆動機構に対応するレンズホルダーのさまざまな部分が異なる量だけ変位されるようにし得る。レンズホルダー１０５の結果の運動は、光軸１１６に対する傾斜運動になり得る。そのような傾斜運動は振動補償動作に有利であり得る。
【００３８】
少なくともここに説明される代表的実施形態のいくつかはレンズアクチュエーターの実施形態をデジタルカメラに用いることについて論じるけれども、請求の主題の要旨はこの点で限定されない。たとえば、請求の主題によるレンズアクチュエーターの実施形態は、スチルカメラ、ビデオカメラ、動画カメラ、および／または他のデジタルおよび／またはアナログカメラを含め、これらに限定されないが、さまざまな光学デバイスに有用性を見つけ得る。
【００３９】
図３は、上部スプリング１０２の代表的実施形態を描く図である。この代表的実施形態に関する上部スプリング１０２は単一デバイスで構成され得るけれども、請求の主題の要旨はこの点で限定されない。たとえば、上部スプリング１０２が一つ以上の部品で構成される他の実施形態も可能である。また、ここに説明される代表的実施形態は上部スプリングの使用を説明するけれども、他の実施形態は上部スプリングを使用しなくてもよい。一つ以上の実施形態において、上部スプリング１０２は板ばねで構成され得、電気的伝導および弾性材料で構成され得る。弾性は、スプリングがレンズホルダーに復元力を提供するその機能をおこなうのを支援し得る。電気的伝導性は、一つ以上の駆動機構に対する共通接点として上部スプリング１０２が機能することを可能にする。たとえば、ボイスコイルと磁石を利用する実施形態におけるボイスコイル巻き線のおのおのの一端は、上部スプリング１０２にはんだ付けされ得る。たとえば、図３に見られるように、上部スプリング１０２は、たとえばＰＣＢへの接続を可能にする伸張部を備え得る。
【００４０】
図４は、複合の電気的伝導素子１０７ａ〜１０７ｄで構成されている底部スプリング１０７の代表的実施形態を描く図である。図４に描かれるように、底部スプリング１０７は複数の部品で構成され得る。しかしながら、さまざまな部品はスプリング機能をおこなうように一緒に動作する。一つ以上の実施形態において、複数の電気的伝導素子の一つ以上は、レンズホルダーに復元力を提供し得る。複数の素子はおのおの、一つの代表的実施形態では、板ばねの一部で構成され得る。さらに、複数の電気的伝導素子のおのおのは、制御回路から上述した駆動機構１０３などの一つ以上の駆動機構へ電気的信号を伝導し得る。複合の電気的伝導素子を設けることによって、その一つ以上がレンズホルダーに復元力を提供することが可能であり、駆動機構の個々の制御が可能になる。駆動機構を制御するためにハウジング１０１を通り抜けるワイヤーがないことは、コスト低減のほかに信頼性向上をもたらし得る。
【００４１】
一つ以上の実施形態において、底部スプリング１０７は、一つ以上の電気的伝導および弾性材料で構成され得る。弾性は、複数の素子がレンズホルダーに復元力を提供するそれらの機能をおこなうのを支援し得る。電気伝導性は、一つ以上の駆動機構向けの電気的信号の複合の個々の経路として底部スプリング１０７がさらに機能することを可能にする。さまざまな駆動機構は、図４に描かれるように電気的伝導素子にリード線をはんだ付けすることによって複数の電気的伝導素子の一つ以上に接続され得、図４には可能なはんだ位置４０１が示されている。もちろん、これらは単に駆動機構が底部スプリング１０７にどのように連結されるかの例であり、請求の主題の要旨はこれらの点で限定されない。さらに図４に描かれるように、底部スプリング１０７の複数の電気的伝導素子のおのおのは、プリント回路基板との電気的伝導素子の連結を可能にする伸張部を備え得るけれども、重ねて、請求の主題の要旨はこの点で限定されない。
【００４２】
図４に描かれる代表的実施形態は複合の部品で構成されているけれども、底部スプリング１０７が単一の部品で構成される他の実施形態も可能である。そのような実施形態では、複数の電気的伝導素子は、さまざまな駆動機構を個々に制御する能力を維持するために非伝導材料を経由して別のものに連結され得る。
【００４３】
図５は、レンズの位置を調整する方法の代表的実施形態の流れ図である。ブロック５１０において、一つ以上の電気的信号が、レンズホルダーに接触している一つ以上の駆動機構にスプリングの複数の電気的伝導素子の一つ以上を介して選択的に印加される。ブロック５２０において、一つ以上の駆動機構への一つ以上の電気的信号の選択的印加に応じてレンズホルダーの運動が少なくとも部分的に作り出され得る。請求の主題による実施形態は、ブロック５１０〜５２０すべて、それよりも少なく、またはそれよりも多く有し得る。さらに、ブロック５１０〜５２０の順序は単に代表的順序であり、請求の主題の要旨はこの点で限定されない。
【００４４】
前の説明では、請求の主題のさまざまな相が説明された。説明の目的のために、請求の主題の完全な理解を提供するために特定の数、システムおよび／または構成が述べられた。しかしながら、請求の主題が特定の詳細なしで実行され得ることは、この開示の利益を得るこの分野で熟練者には明らかであろう。他の例では、請求の主題を不明りょうにしないようによく知られている特徴は省略および／または単純化された。ある特徴がここに例証および／または説明されたが、多くの修正、代替、変更および／または同等物はこの分野の熟練者には思い浮かぶであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、請求の主題の本当の要旨の範囲内にあるような修正および／または変更をすべて含みように意図されていると理解すべきである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ハウジングと、
レンズホルダーと、
前記レンズホルダーに接触している複数の駆動機構と、
前記レンズホルダーと前記ハウジングの間に配置されたスプリングを備え、前記スプリングは、前記レンズホルダーに復元力を提供するものであり、前記スプリングは、前記複数の駆動機構の一つ以上に連結された複数の電気的伝導素子で構成され、前記複数の駆動機構は、一つ以上の電気的信号の、前記スプリングの前記複数の電気的伝導素子の対応の一つ以上への印加に応じて少なくとも部分的に前記レンズホルダーの運動を作り出すものである、装置。
［２］前記スプリングは板ばねで構成され、前記複数の電気的伝導素子の一つ以上は、プリント回路基板への電気的接続部を提供する伸張部を備えている、［１］の装置。
［３］前記レンズホルダーと前記ハウジングの間に配置された追加電気的コネクターをさらに備え、前記複数の駆動機構のおのおのは、前記追加電気的コネクターと、前記スプリングの前記複数の電気的伝導素子の一つに電気的に接続されている、［１］の装置。
［４］前記追加電気的コネクターは、前記ハウジングと前記レンズホルダーの間に配置された追加スプリングを備え、前記追加電気的コネクターは、前記レンズホルダーに追加復元力を提供するものである、［３］の装置。
［５］前記複数の駆動機構は、前記一つ以上の電気的信号の、前記スプリングの前記複数の電気的伝導素子の対応の一つ以上への印加に応じて少なくとも部分的に個々に動作されるものであり、前記複数の駆動機構は、前記一つ以上の電気的信号に応じて少なくとも部分的に前記レンズホルダーの直線的および／または傾斜運動を作り出すものである、［３］の装置。
［６］前記複数の駆動機構の一つ以上が、一つ以上のコイルと一つ以上の磁石をおのおの備えている、［５］の装置。
［７］前記複数の駆動機構の一つ以上が、一つ以上の圧電部品で構成されている、［５］の装置。
［８］前記複数の駆動機構の一つ以上が、一つ以上の電気活性ポリマー部品で構成されている、［６］の装置。
［９］レンズホルダーに接触している複数の駆動機構の一つ以上に、スプリングの複数の電気的伝導素子の一つ以上を介して一つ以上の電気的信号を選択的に印加することと、
前記一つ以上の駆動機構への前記一つ以上の電気的信号の選択的印加に応じて少なくとも部分的に前記レンズホルダーの運動を作り出すことを有している、方法。
［１０］前記スプリングの複数の電気的伝導素子の前記一つ以上を介して一つ以上の駆動機構に一つ以上の電気的信号を前記選択的に印加することは、前記スプリングの前記複数の電気的伝導素子の前記一つ以上を介して前記一つ以上の電気的信号を、一つ以上のコイルと磁石、圧電部品、および／または電気活性ポリマー部品に選択的に印加することを有している、［９］の方法。
［１１］前記運動を前記作り出すことは、前記一つ以上の電気的信号の選択的印加に応じて少なくとも部分的に前記レンズホルダーの直線的および／または傾斜運動を作り出すことを有している、［９］の方法。
［１２］レンズホルダーの運動を作り出すための手段であって、独立動作可能な複数の素子で構成されている前記運動を作り出すための手段と、
前記レンズホルダーに復元力を提供するための手段であって、独立動作可能な前記複数の素子に複数の電気的信号を伝導するための手段を備えている前記復元力を提供するための手段と、
独立動作可能な前記複数の素子に前記複数の電気的信号の一つ以上を選択的に印加するための手段を備えている、装置。
［１３］前記レンズホルダーの運動を作り出すための前記手段は、前記レンズホルダーの直線的および／または傾斜運動を作り出すための手段を備えている、［１２］の装置。
［１４］レンズアクチュエーターを備え、前記レンズアクチュエーターは、
ハウジングと、
レンズホルダー内に配置されたレンズと、
前記レンズホルダーに接触している複数の駆動機構と、
前記レンズホルダーと前記ハウジングの間に配置されたスプリングを備え、
前記スプリングは、前記レンズホルダーに復元力を提供するものであり、前記スプリングは、前記複数の駆動機構の一つ以上に連結された複数の電気的伝導素子で構成され、前記複数の駆動機構は、一つ以上の電気的信号の、前記スプリングの前記複数の電気的伝導素子の対応の一つ以上への印加に応じて少なくとも部分的に前記レンズホルダーの運動を作り出すものであり、さらに、
前記レンズを介して伝送される画像を受信する画像キャプチャコンポーネントと、
受信画像を解析してレンズの適切な補正移動を決定する制御ユニットを備え、前記制御ユニットは、前記一つ以上の電気的信号を、前記スプリングの前記複数の電気的伝導素子の対応の一つ以上へ印加して、前記複数の駆動機構が前記レンズの前記補正移動を作り出すことを可能にするものである、撮像デバイス。
［１５］前記ハウジングは上部と底部を備えており、前記スプリングは、前記レンズホルダーと前記ハウジングの底部の間に配置されており、前記スプリングは、複数の電気的伝導素子を構成する板ばねを備えており、前記複数の電気的伝導素子の一つ以上は、プリント回路基板への電気的接続部を提供する伸張部を備えている、［１４］の撮像デバイス。
［１６］前記レンズホルダーと前記ハウジングの上部の間に配置された上部電気的コネクターをさらに備えており、前記複数の駆動機構のおのおのは、前記上部電気的コネクターと、前記スプリングの前記複数の電気的伝導素子の一つに電気的に接続されている、［１５］の撮像デバイス。
［１７］前記上部電気的コネクターは、前記レンズホルダーに追加復元力を提供する追加スプリングを備えている、［１６］の撮像デバイス。
［１８］前記複数の駆動機構のおのおのは、前記一つ以上の電気的信号の、前記スプリングの前記複数の電気的伝導素子の対応の一つ以上への印加に応じて少なくとも部分的に個々に動作されるものであり、前記補正運動は、前記レンズホルダーの直線的および／または傾斜運動を有している、［１７］の撮像デバイス。
［１９］前記複数の駆動機構は、一つ以上のコイルと磁石、圧電部品、および／または電気活性ポリマー部品で構成される、［１４］の撮像デバイス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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