(57)【要約】【課題】より小型にすることができ且つ高速応答時間を有するレンズモジュールを提供する。【解決手段】ボイスコイルモータレンズモジュール２０は、レンズ又はレンズアッセンブリを支持するためのレンズホルダ２９を有する。このレンズホルダ２９は、磁石ヨーク３３により支持された１つ以上の永久磁石３１により発生される永久磁界と相互作用するコイル３０を支持する。レンズホルダ２９の軸方向最大移動は、磁石ヨーク３３によって制限される。【選択図】図３
2008197669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ等のレンズモジュールにおいて、
磁石ヨーク(33)、磁界を発生する永久磁石手段(31)、レンズを支持するためのレンズホルダ(29)、コイル(30)、及びスプリング手段(27)を収容する２部分ケーシング(21,22)を備え、
前記ケーシングは、上部ケース(22)及び下部ケース(21)と、これら２つのケースをインターロックするための手段とを有し、
前記磁石ヨーク(33)は、外壁(38)と、正円筒状の内壁(39)と、これら内壁及び外壁をその上端で接合する上壁(40)とを伴う環状形態であり、その下端は開いたままであり、内壁(39)の軸方向高さは、外壁(38)の軸方向高さより短く、
前記永久磁石手段は、前記外壁(38)の内面に固定された少なくとも１つの永久磁石(31)を備え、
前記レンズホルダ(29)は、光学軸を画成する貫通孔(58)を有し、この貫通孔(58)は、レンズを受け容れるように構成され、更に、前記レンズホルダ(29)は、軸方向上端(41)と、軸方向下端と、半径方向外面とを有し、この半径方向外面は、少なくとも１つの段(59)と、前記軸方向下端に向けて配置された周囲方向に延びるフランジ(34)とを含み、前記レンズホルダ(29)は、そのレンズホルダの円筒上部が前記磁石ヨーク(33)の内壁(39)の内面に直面し、且つその内壁(39)の軸方向下端が前記段(59)に当接して、前記磁石ヨーク(33)を通る前記レンズホルダ(29)の軸方向移動を制限するように、前記磁石ヨーク(33)へと挿入することができ、
前記スプリング手段は、２つの導電性スプリング(27)を備え、その各々は、前記レンズホルダ(29)の軸方向下端に取り付けられた弓型の内側リム(53)と、前記下部ケース(21)に取り付けられた外側リム(52)とを有し、更に、電源に接続するための端子(25)を有し、前記内側及び外側のリム(53,52)は、少なくとも１つの蛇行フィンガー(54)により各々相互接続され、更に、前記スプリング(27)は、前記レンズホルダ(29)が停止位置にあるときには応力を受けず、一方、前記レンズホルダ(29)が完全に延びた位置にあるときには応力を受け、
前記コイル(30)は、前記レンズホルダ(29)と共に移動するようにそれに固定され、そのリード線(56)は、前記スプリング(27)の内側リム(53)に各々電気的に接続され、更に、前記コイル(30)は、前記磁石手段と、前記磁石ヨーク(33)の内壁(39)との間に少なくとも部分的に位置され、
前記磁石ヨーク(33)は、前記上部及び下部ケース(22,21)間に保持され、前記外壁(38)は、前記スプリング(27)の外側リム(52)を前記下部ケース(21)へ押し付け、前記外壁(38)の軸方向下端と前記スプリング(27)との間には絶縁部材(28)が配置されて、それらの間の直接的な接触を防止し、
前記レンズホルダ(29)は、前記コイル(30)を付勢することにより前記スプリング(27)の押しやる作用に抗して前記停止位置から前記完全に延びた位置へ移動するようにされた、レンズモジュール。
【請求項２】
前記レンズホルダ(29)と、前記磁石ヨーク(33)の内壁(39)の下端との間には、前記完全に延びた位置におけるそれらの間の直接的な接触を防止するためにクッション(32)が配置される、請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項３】
前記下部ケース(21)には停止クッション(26)が配置されて、前記停止位置において前記レンズホルダ(29)が前記停止クッション(26)に載せられるようにした、請求項１又は２に記載のレンズモジュール。
【請求項４】
前記レンズホルダ(29)の円筒上部は、複数の軸方向に延びるリブ(61)を有する、請求項１から３のいずれかに記載のレンズモジュール。
【請求項５】
前記コイル(30)が付勢されないときに前記レンズホルダ(29)を前記停止位置に保持するために、前記レンズホルダ(29)と前記下部ケース(21)との間に磁気ラッチが設けられる、請求項１から４のいずれかに記載のレンズモジュール。
【請求項６】
前記磁気ラッチは、前記磁石ヨーク(33)の内壁(39)により形成された開口内で前記レンズホルダ(29)を傾斜させるように構成された、請求項５に記載のレンズモジュール。
【請求項７】
前記磁気ラッチは、磁石素子(71)及びスチール素子(73)を含む、請求項５又は６に記載のレンズモジュール。
【請求項８】
前記磁気ラッチは、前記下部ケース(21)に固定された磁石素子(71)であって、前記レンズホルダ(29)のコンポーネントを磁気的に引き付ける磁石素子を備えた、請求項５又は６に記載のレンズモジュール。
【請求項９】
前記レンズホルダ(29)のコンポーネントは、磁気、弾力性及び導電性材料のものである前記スプリング(27)の１つである、請求項８に記載のレンズモジュール。
【請求項１０】
前記スプリング(27)は、ステンレススチールのものである、請求項９に記載のレンズモジュール。
【請求項１１】
前記レンズモジュールは、更に、前記レンズホルダ(29)の軸方向上端に取り付けられた内側リム(75)、及び前記上部ケース(22)に取り付けられた外側リム(76)を有する頂部スプリング(68)を備えた、請求項１から１０のいずれかに記載のレンズモジュール。
【請求項１２】
前記頂部スプリング(68)の外側リム(76)は、前記磁石ヨーク(33)により前記上部ケース(22)に固定される、請求項１１に記載のレンズモジュール。
【請求項１３】
前記頂部スプリング(68)の外側リム(76)は、前記上部ケース(22)の内面の峰に押し付けられ、この峰は空所(70)を生成し、前記レンズホルダ(29)が前記完全に延びた位置へ移動するときに、前記頂部スプリング(68)は、前記上部ケース(22)の他の部分に接触せずに、この空所へと変形可能である、請求項１２に記載のレンズモジュール。
【請求項１４】
前記下部ケース(21)のフィンガ(81)は、前記レンズホルダ(29)の半径方向外面における溝(80)と嵌合して、前記レンズホルダ(29)を軸方向にガイドすると共に、前記停止位置において前記レンズホルダ(29)に横方向支持を与える、請求項１から１３のいずれかに記載のレンズモジュール。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの磁石は、４つの弓形磁石(31)である、請求項１から１４のいずれかに記載のレンズモジュール。
【請求項１６】
前記磁石ヨーク(33)の外壁(38)は、面取りされたコーナー(74)をもつ実質的な方形であり、それらのコーナー(74)には４つの磁石(31)が配置される、請求項１５に記載のレンズモジュール。
【請求項１７】
前記下部ケース(21)の突起(49)は、前記磁石ヨーク(33)の上壁(40)の内面に対して磁石(31)を保持する、請求項１６に記載のレンズモジュール。
【請求項１８】
前記磁石ラッチは、前記下部ケース(21)の直径方向に対向した位置に配置された２つの磁石素子(71)であって、前記レンズホルダ(29)に固定された２つのスチール素子(73)を引き付ける磁石素子(71)を備え、前記素子(71,73)の対間の磁気吸引力により傾斜が生じる、請求項６に記載のレンズモジュール。
【請求項１９】
磁気強度の異なる磁石素子(71)の使用により不等の磁気吸引が生じる、請求項１８に記載のレンズモジュール。
【請求項２０】
前記不等の磁気吸引は、前記素子(71,73)の対間の分離距離の差によって生じる、請求項１８に記載のレンズモジュール。
【請求項２１】
前記不等の磁気吸引は、前記素子(71,73)の対のうちの一対の素子(71,73)間の不整列によって生じる、請求項１８に記載のレンズモジュール。
【請求項２２】
前記レンズホルダ(29)の傾斜は、前記磁気ラッチのコンポーネントの非対称的な配置によって生じる、請求項６に記載のレンズモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズモジュールに係る。
【背景技術】
【０００２】
レンズモジュール、特に、自動焦点のレンズモジュールは、映像を映像平面に収束するための単一レンズ又はレンズアッセンブリ（ここでは単にレンズと称される）が取り付けられるレンズホルダを有している。使用中、映像平面は、ＣＭＯＳ又はＣＣＤデバイスのような映像センサとなるが、実際には、レンズモジュールが裸で製造され、これは、レンズをもたず、且つカメラのモジュールメーカーにより取り付けられる映像センサをもたないことを意味する。レンズモジュールは、アクチュエータにより短いまっすぐな経路に沿って駆動されるように構成されたレンズホルダを有する。既知のアクチュエータは、ＤＣモータ、ステッパモータ、ボイスコイルモータ、超音波モータ、及び圧電アクチュエータを含む電気歪アクチュエータを含む。
【０００３】
小型カメラモジュールが移動電話やラップトップコンピュータやコンピュータモニタのような益々多くの装置に組み込まれてきているので、小型レンズモジュールが強く要望される。同時に、低価格及び小型サイズが要望される。
【０００４】
ボイスコイルモータ駆動のレンズモジュールは、価格に利点があり、又、サイズの減少につれて、ある限定された範囲の動きにわたり満足な性能を発揮する。近年の開発が、例えば、シコー・エンジニアリング・カンパニー・リミテッドによる日本特許出願ＪＰ２００６−５８６６２号及びＪＰ２００５−１２８４０５号に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在のボイスコイルモータ駆動モジュールに伴う１つの問題は、レンズのサイズを維持しながらモジュールの全サイズを更に減少することが困難なことであり、特に、休止位置から力を得るためのモジュールの応答時間のような性能を高めることが強く要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明の目的は、より小型にすることができ且つ高速応答時間を有するレンズモジュールを提供することである。
【０００７】
従って、本発明は、その１つの態様において、カメラ等のレンズモジュールであって、磁石ヨーク、磁界を発生する永久磁石手段、レンズを支持するためのレンズホルダ、コイル、及びスプリング手段を収容する２部分ケーシングを備え、このケーシングは、上部ケース及び下部ケースと、これら２つをインターロックするための手段とを有し、磁石ヨークは、外壁と、正円筒状の内壁と、これら内壁及び外壁をその上端で接合する上壁とを伴う環状形態であり、その下端は開いたままであり、内壁の軸方向高さは、外壁の軸方向高さより短く、永久磁石手段は、外壁の内面に固定された少なくとも１つの永久磁石を備え、レンズホルダは、光学軸を画成する貫通孔を有し、この貫通孔は、レンズを受け容れるように構成され、更に、レンズホルダは、軸方向上端と、軸方向下端と、半径方向外面とを有し、この半径方向外面は、少なくとも１つの段と、軸方向下端に向けて配置された周囲方向に延びるフランジとを含み、レンズホルダは、そのレンズホルダの円筒上部が磁石ヨークの内壁の内面に直面し、且つその内壁の軸方向下端が前記段に当接して、磁石ヨークを通るレンズホルダの軸方向移動を制限するように、磁石ヨークへと挿入することができ、スプリング手段は、２つの導電性スプリングを備え、その各々は、レンズホルダの軸方向下端に取り付けられた弓型の内側リムと、下部ケースに取り付けられた外側リムとを有し、更に、電源に接続するための端子を有し、内側及び外側のリムは、少なくとも１つの蛇行フィンガーにより各々相互接続され、更に、スプリングは、レンズホルダが停止位置にあるときには応力を受けず、一方、レンズホルダが完全に延びた位置にあるときには応力を受け、コイルは、レンズホルダと共に移動するようにそれに固定され、そのリード線は、スプリングの内側リムに各々電気的に接続され、更に、コイルは、磁石手段と、磁石ヨークの内壁との間に少なくとも部分的に位置され、磁石ヨークは、上部及び下部ケース間に保持され、外壁は、スプリングの外側リムを下部ケースへ押し付け、外壁の軸方向下端とスプリングとの間には絶縁部材が配置されて、それらの間の直接的な接触を防止し、レンズホルダは、コイルを付勢することによりスプリングの押しやる作用に抗して停止位置から完全に延びた位置へ移動するようにされた、レンズモジュールを提供する。
【０００８】
好ましくは、レンズホルダと、磁石ヨークの内壁の下端との間には、完全に延びた位置におけるそれらの間の直接的な接触を防止するためにクッションが配置される。
好ましくは、下部ケースには停止クッションが配置されて、停止位置においてレンズホルダが停止クッションに載せられる。
好ましくは、レンズホルダの円筒上部は、複数の軸方向に延びるリブを有する。
【０００９】
好ましくは、コイルが付勢されないときにレンズホルダを停止位置に保持するために、レンズホルダと下部ケースとの間に磁気ラッチが設けられる。
好ましくは、磁気ラッチは、磁石ヨークの内壁により形成された開口内でレンズホルダを傾斜させるように構成される。
好ましくは、磁気ラッチは、磁石素子及びスチール素子を含む。
【００１０】
好ましくは、磁気ラッチは、下部ケースに固定された磁石素子であって、レンズホルダのコンポーネントを磁気的に引き付ける磁石素子を備えている。
好ましくは、レンズホルダのコンポーネントは、磁気、弾力性及び導電性材料のものであるスプリングの１つである。
好ましくは、スプリングは、ステンレススチールのものである。
【００１１】
好ましくは、レンズモジュールは、更に、レンズホルダの軸方向上端に取り付けられた内側リム、及び上部ケースに取り付けられた外側リムを有する頂部スプリングを備えている。
好ましくは、頂部スプリングの外側リムは、磁石ヨークによって上部ケースに固定される。
好ましくは、頂部スプリングの外側リムは、上部ケースの内面の峰に押し付けられ、この峰は空所を生成し、レンズホルダが完全に延びた位置へ移動するときに、頂部スプリングは、上部ケースの他の部分に接触せずに、この空所へと変形可能である。
【００１２】
好ましくは、下部ケースのフィンガーは、レンズホルダの半径方向外面における溝と嵌合して、レンズホルダを軸方向にガイドすると共に、停止位置においてレンズホルダに横方向支持を与える。
好ましくは、少なくとも１つの磁石は、４つの弓形磁石である。
好ましくは、磁石ヨークの外壁は、面取りされたコーナーをもつ実質的な方形であり、それらのコーナーには４つの磁石が配置される。
【００１３】
好ましくは、下部ケースの突起は、磁石ヨークの上壁の内面に対して磁石を保持する。
好ましくは、磁石ラッチは、下部ケースの直径方向に対向した位置に配置された２つの磁石素子であって、レンズホルダに固定された２つのスチールボールを引き付ける磁石素子を備え、ボールの対間の磁気吸引力により傾斜が生じる。
好ましくは、磁気強度の異なる磁石素子の使用により不等の磁気吸引が生じる。
【００１４】
好ましくは、不等の磁気吸引は、素子の対間の分離距離の差によって生じる。
好ましくは、不等の磁気吸引は、素子の対のうちの一対の素子間の不整列によって生じる。
好ましくは、レンズホルダの傾斜は、磁気ラッチのコンポーネントの非対称的な配置によって生じる。
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の１つの好ましい実施形態を一例として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
好ましいレンズモジュール２０は、図１に組立状態で示され、そして図２に分解状態で示されている。モジュール２０の外観は、１０ｘ１０ｘ５．２ｍｍのずんぐりした方形ボックスのようなものである。モジュール２０は、下部ケース２１及び上部ケース２２を伴う２部分ケーシングを有する。上部ケース２２は、捕捉されるべき映像からの光が通過し得る中央孔２３を有する。各側部には、上部及び下部ケースの接合縁の欠切により付加的な開口２４が形成されている。これら側部開口の１つを通して、モジュール２０を電源に接続するために２つの端子２５が突出している。
【００１７】
図２の分解図を参照すれば、モジュール２０のコンポーネントは、底部からスタートして命名される。底部には、下部ケース２１がある。下部ケース２１の床に固定されているのは、下部クッション２６である。下部ケースに固定又は配置されているのは、２つの下部スプリング２７である。スプリング２７の下縁の頂部には絶縁部材２８が配置される。スプリング２７の内縁によってレンズホルダ２９が支持される。コイル３０がレンズホルダ２９を取り巻き、レンズホルダ２９のフランジに載せられる。永久磁界を発生する４つの弓形磁石３１がハウジング即ち磁石ヨーク３３内に取り付けられ、下部ケース２１の各コーナーに位置される。上部ケース２２は、磁石ヨーク３３に押し付けられ、そして各コーナーに１つづつ、４つの脚３５を有し、これらは、下部ケース２１のコーナーから上方に延びる４つの脚３６に嵌合され、これにより、磁石ヨーク３３を閉じる。上部ケース２２の天井の周りには磁石ヨーク３３により峰６９に上部スプリング６８が押し付けられ、レンズホルダ２９の上端４１に取り付けられる。峰６９は、空所７０を形成し、レンズホルダ２９が移動するときに上部ケース２２の天井又は内面に当たることなく上部スプリング６８がその空所へと変形することができる。上部スプリング６８は、図１０に示されており、レンズホルダ２９に係合する内側リム７５と、上部ケース２２に係合する外側リム７６とを有する。これら内側リム及び外側リム７５、７６は、４つの蛇行するフィンガー又はリーフ７７により相互接続される。
【００１８】
磁石素子７１と称される２つの小さな永久磁石が下部ケース２１のくぼみ７２へ取り付けられる。磁石素子７１は、好ましくは、図示されたように、面に沿った中間で、ひいては、２つの磁石３１間の中間で、モジュールの光学軸を横切って互いに直径方向に対向して配置される。磁石素子７１は、レンズホルダ２９の下部において孔７８に取り付けられた２つのスチール素子７３に整列するように配置される。磁石素子７１及びスチール素子７３は、モジュールがアクティブでないとき、即ちコイルが付勢されないときに、レンズホルダ２９を休止位置、即ち停止位置に保持するための磁気ラッチを形成する。この停止位置では、下部ストリング２７には応力がかからず、即ちそれらの自然状態にあり、磁気ラッチはレンズホルダ２９を支持し、それを穏やかに下部クッション２６と接触するように押しやり、従って、装置がアクティブでないときに手荒い扱いによりレンズやスプリングにダメージが及ぶのを防止し又は最小限にする。上部スプリング６８も、停止位置では応力がかからない。
【００１９】
図３及び４は、モジュールを組立状態で示す断面図である。図３において、レンズホルダ２９は、休止位置即ち停止位置にあって、レンズホルダ２９は、下部ケース２１に固定された下部クッション２６に載せられている。図４において、レンズホルダ２９は、レンズモジュールが非常に接近した物体に焦点を合わせるときのように、完全に延びた位置で示されている。この位置では、レンズホルダ２９は、レンズホルダ２９と磁石ヨーク３３との間の緩衝器又はクッションとして働くようにレンズホルダ２９の外面の段５９に安住された上部クッション３２を押すように示されている。任意であるが、上部及び下部クッションは、低密度材料、好ましくは、発泡ゴムのようなエラストマ材料のリングである。動作中に、レンズホルダ２９は、図３及び４に示す垂直の光学軸に沿って移動して、休止位置から上部ケースに向かって上方に移動し映像を収束させる。完全に延びた位置では、レンズホルダ２９は、上部ケース２２に最も接近した位置にある。従って、使用中に、レンズ又はレンズホルダ２９がケースから延びることはなく、常にレンズを保護状態に維持する。完全に延びた位置では、レンズホルダ２９は、磁石ヨーク３３の内壁３９の下縁に接近し、それらの間の接触を緩和し又は防止するために上部クッション３２が設けられている。従って、レンズホルダ２９の最大移動は、レンズホルダ２９と、磁石ヨーク３３、より詳細には、磁石ヨーク３３の内壁３９の下縁との間の距離だけで決定される。移動距離に影響するのは若干の部品だけであるから、小型で高精度のものとすることができる。通常の距離は、０．３ｍｍであるが、この設計は、大直径コイル３０を使用することにより移動の範囲を０．２ｍｍないし０．５ｍｍの間で制御することができ、これは、好ましくはＮｄＦｅＢのような希土類磁石のような高強度磁石である小型のコーナー磁石３１を使用すると共に、停止位置において張力下にないスプリング２７、６８も使用することにより、可能となる。
【００２０】
図５、２及び１１に見られるように、磁石ヨーク３３は、外壁３８及び内壁３９をもつ環状形態である。外壁３８は、実質的に方形で、傾斜又はカットオフされたコーナー７４を有する。内壁３９は、円形で、外壁３８と同心的である。磁石ヨーク３３の上端は、内壁と外壁との間に延びる上壁４０により閉じられる。磁石ヨーク３３は、環状で、底部に向かって開いており、外側の下縁３７が絶縁リング２８に載せられる。外壁３８の軸方向高さは、内壁３９の軸方向高さより大きい。磁石３１は、傾斜コーナー７４のエリアにおいて磁石ヨーク３３の外壁３８の内面に取り付けられ、上壁４０の内面に当接する。下部ケース２１の小さなポスト４９は、磁石３１を軸方向に位置させる上で助けとなる。
【００２１】
図３に示すように、コイル３０は、内壁と外壁との間に配置され、小さなエアギャップ４２を横切って磁石３１に対向する。コイル３０は、フランジ３４に載せられたレンズホルダ２９の半径方向外面に取り付けられる。レンズホルダ２９それ自身は、磁石ヨーク３３の内壁３９の半径方向内面との密接隙間ばめである。レンズホルダ２９の上部外面は、磁石ヨーク３３の円形内壁３９により形成された孔内をスライドする。摩擦を減少するために、レンズホルダ２９の上部は、多数の軸方向に延びる峰６１を有し、従って、衝撃や振動や他の理由で、レンズホルダが傾斜した場合に、レンズホルダと内壁３９の内面との間の接触は、１つ又は２つの線接触だけとなり、広面積接触にはならない。しかしながら、レンズホルダ２９の上端が上部スプリング６８により支持されているので、この実施形態では、レンズホルダ２９が磁石ヨーク３３にタッチする激しい衝撃だけが予想される。
【００２２】
コイル３０が載せられるレンズホルダ２９のフランジ３４は、２つの直径方向に対向する孔又は欠切部５７を有する。これら欠切部５７は、コイルの端即ちリード線２７をフランジ３４に通して下部スプリング２７の各々に終端させるためのアクセスを与える。下部スプリング２７は、導電性であり、端子２５をコイル３０に接続する接続部としても働く。
【００２３】
下部ケース２１は、図５に示すように、中央開口４５も有し、これを通して、レンズからの収束映像が、モジュールの下に取り付けられるべき映像センサに投射される。下部ケース２１のコーナーには、上方に延びる脚３６が上部ケース２２からの脚３５に嵌合するように配置されている。上部脚３５は、下部脚３６を受け容れるための溝６６を有する。周囲の段４７は、下部スプリング２７のための座部を形成する。下部ケース２１の突起４８は、スプリング２７を配置する上で助けとなる。下部ケース２１の内面に形成された突起４９は、磁石３１のための支持ストッパを形成する。
【００２４】
上部ケース２２は、図６に示すように、中央開口２３と、各コーナーから下方に延びる４つの脚３５とを伴うフラットな上面を有し、各脚３５は、上述したように、下部ケース２１の脚３６に係合し、２つのケース２１、２２をインターロックする。磁石ヨーク３３は、介在する絶縁体２８を通して下部スプリング２７を下部ケース２１に押し付ける。
【００２５】
図７は、下部スプリング２７の一方を示す。他方のスプリングは、鏡像である。スプリング２７は、半円形の見掛けを有し、２つのスプリングを並置すると、それらの間に小さなギャップのみをもつ完全な円を形成する。スプリング２７は、２つの細い蛇行するフィンガー５４により一緒に接合された広い外縁即ちリム５２及び広い内縁即ちリム５３を有する。これらスプリングは、ベリリウム銅のような弾力性の導電性材料で作られる。外側リム５２は、端子２５を形成する一体的延長部を有する。又、スプリング２７の内側リム５３は、外側に延びるタブ５５も有し、これには、コイル３０からのリード５６が、任意であるがスポット溶接により、固定される。スプリング２７をレンズホルダ２９の軸方向下端に固定するのに接着剤が使用される。２つのスプリング２７の内側リム５３は、レンズホルダ２９が載せられる支持カラーを形成する。溝６３は、下部スプリング２７の内側リム５３を配置し、そして内側リム５３に横方向支持を与える上で役立つ。
【００２６】
レンズホルダ２９は、図８では斜視図で示され、そして図９では下からの斜視図で示されている。レンズホルダ２９は、基本的に管状で、周囲方向に延びる外側フランジ３４を伴い、これにコイル３０が載せられる。フランジ３４は、レンズホルダ２９の底部に向かって配置され、そして２つのギャップ５７を有し、これを通してコイル３０からのリード線５６がスプリング２７へと下方に延ばされる。レンズホルダ２９は、光学軸を形成する貫通開口５８を有する。貫通開口５８は、レンズ（図示せず）を受け入れる。レンズホルダ２９の上部の外面は、主として正円筒形であり、多数の、好ましくは６個の、軸方向に延びるリブ６１を有する。リブ６１は、レンズホルダ２９が使用中に傾斜するか又は横方向に動いた場合に、磁石ヨーク３３の内壁３９に対して低摩擦ガイドを形成する。リブ６１と、磁石ヨーク３３の内壁３９との間には若干の間隙がある。又、レンズホルダ２９のフランジ３４も、２つのギャップ８０を有する。下部ケース２１の突起８１は、ギャップ８０内に位置される。従って、特に、停止位置にあるが動作中であるときには、レンズホルダ２９の下部が横及び回転移動しないように支持される。
【００２７】
コイル３０は、図２に示すように、レンズホルダの外面に直接取り付けることのできる銅線の多数の巻回で形成されたリングであるが、レンズホルダの外面に押し付けられ且つフランジ３４に載せられる自立リングであるのが好ましい。自立リングとして、コイル３０は、絶縁材料において結合することができ、そして線の巻回を一緒に保持して堅牢なコイルを形成する樹脂が含浸されるのが好ましい。リード線５６として知られたコイル３０の端は、スプリング２７に接続される。コイル３０は、接着剤でレンズホルダ２９に固定されるのが好ましい。
【００２８】
図２及び３に示すように、絶縁材料のリング２８が下部ケース２１においてスプリング２７の頂部に配置され、磁石ヨーク３３が、スプリング２７を短絡することなく、スプリング２７の外側リム５２を下部ケース２１に押し付けるのを許す。磁石ヨーク３３は、磁気材料で作られ、耐腐食性のためにはステンレススチールが好ましい。
【００２９】
使用中に、多数のレンズが一緒に固定されたアッセンブリであるか又は単に単一レンズであるレンズは、レンズホルダのボアに固定される。レンズモジュールは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ映像センサのような映像センサアッセンブリに配置され、そしてレンズアッセンブリは、映像センサコントローラからの制御信号に基づいてレンズホルダを移動することにより移動される。レンズホルダの位置は、コイルに電流を通流することにより制御される。永久磁石は、固定磁界を与えるので、コイルに通流する電流は、コイルに磁力を発生させ、これは、次いで、スプリングにより作用される力に抗してレンズホルダに力を付与する。コイルに流れる電流が大きいほど、発生される力が大きく、レンズホルダの移動が大きくなる。コイルに電流が流れない状態では、レンズホルダは、休止位置又は停止位置として知られている位置で磁気ラッチにより下部クッションに押し付けられる。休止位置において磁気ラッチにより加えられる力は、クッションに対するレンズホルダの希望の保持力を与えるように調整することができる。コイルの電流が増加するにつれて、レンズホルダは、最大移動に達するまで上部ケースに向かって移動され、その点において、レンズホルダの上部クッションが磁石ヨークの内壁の下縁に押し付けられる。
【００３０】
レンズホルダを移動する力は、磁石とコイルとの間に生成される磁気力に依存する。磁石がパワフルである程、又はコイルの巻回数が多い程、又はコイルに流れる電流が大きい程、大きな力が生じる。スプリングの強さや、コイル及びレンズを含むレンズホルダアッセンブリの質量は、レンズを移動するに必要な力に影響すると共に、レンズを移動する速度にも影響する。レンズホルダアッセンブリが軽い程、応答時間が速い程、ひいては、カメラモジュールの動きが素早い程、焦点が合わせ易い。
【００３１】
好ましい実施形態は、レンズホルダを停止位置に支持するためのクッションと、レンズホルダを完全に延びた位置に支持するためのクッションとを有するが、レンズを完全に延びた位置に支持するためのクッションは任意であり、低コストの態様では使用されないことを想起されたい。というのは、レンズホルダが完全に延びた位置にあるとき、即ちクローズアップ写真を撮影するときには激しい振動又は衝撃の発生が極めて稀と考えられるからである。
【００３２】
コイルに流れる電流に対して非常に迅速な応答時間を与えるために、スプリング２７は、停止位置においてレンズホルダに圧力を及ぼさないように設計されるのが望ましい。これは、停止位置における保持の問題を招くことがある。これを克服するために、レンズホルダの下部に磁気部片を取り付けることができ、この磁気部片は、永久磁界と反応して、レンズホルダを停止位置に保持する上で役立つ磁気吸引力を生じさせる。実際には、停止保持力を助けるために、他の部品が磁気特性を有してもよい。例えば、ベリリウム銅のスプリングに代わって、導電性弾力性及び磁気材料のスプリングを使用して、停止位置で、スプリングがレンズホルダに対して僅かなスプリング力しか及ぼさないか又は全くスプリング力を及ぼさないが、スプリングを通して作用する磁気力がレンズホルダを停止位置に保持する上で助けとなるか又は完全に保持するようにしてもよい。
【００３３】
停止位置において弛緩するようにスプリングを配置することで、レンズホルダを移動するためのスプリングの全範囲を利用することができる。これは、スプリングを用途に対してより微細に同調できることを意味する。
【００３４】
図１２ないし１９は、ボイスコイルモータレンズモジュールの第２の実施形態を示す。図１２は、８．５ｘ８．５ｘ５．８ｍｍの大きさの組み立てられたレンズモジュール２０を示す。図１３の断面図は、レンズホルダ２９を停止位置で示す。
【００３５】
モジュール２０は、下部ケース２１及び上部ケース２２を有する２部分ケーシングを備え、これは、永久磁石手段を伴う磁石ヨーク３３と、レンズホルダ２９と、コイル３０と、スプリング手段とを収容する。コイル３０が付勢されないときにレンズホルダ２９を停止位置に保持するために磁気ラッチも設けられる。先の実施例と同様に、レンズホルダ２９と下部ケース２１との間には下部クッション２６が配置され、これには停止位置においてレンズホルダ２９が載せられる。
【００３６】
使用中、コイルが付勢されたときには、レンズホルダが、図示されたように、上部ケース２２に向かって上方に移動して、やがて、完全に延びた位置に到達し、ここで、レンズホルダ２９は、磁石ヨーク３３の内壁３９の軸方向下端に接触する。衝撃を緩和すると共に、軸方向移動において内壁３９の下端とレンズホルダ２９との間の直接接触を回避するために、レンズホルダ２９に上部クッション３２が設けられる。上部クッション３２は、レンズホルダ２９の半径方向外面に形成された段５９に安住され、特に、内壁３９に当接する。従って、レンズホルダ２９の移動は、磁石ヨーク３３との接触で制限される。
【００３７】
コイル３０（図１４に示す）は、レンズホルダの半径方向外面に取り付けられ、そして周囲方向に延びるフランジ３４に安住される。コイル３０は、レンズホルダ２９に固定されて、２つの部品が１つとして移動するようにする。図１３に示すように、コイル３０は、磁石手段と内壁３９との間のギャップにおいて磁石ヨーク３３へと延び、小さなエアギャップ４２にわたって磁石手段に対向する。
【００３８】
図１４に戻ると、レンズホルダ２９の外面の上部は、実質的に正円筒形であり、多数の軸方向に延びるリブ６１が磁石ヨーク３３の内壁３９とで厳密な公差即ち間隙を形成している。レンズホルダ２９が使用中に傾斜すると、リブ６１は、低摩擦のこすり面を形成する。
【００３９】
スプリング手段は、２つの下部ストリング２７を備え、これは、レンズホルダ２９の軸方向下端に取り付けられた内側リム５３と、下部ケース２１に取り付けられて磁石ヨーク３３及び介在絶縁部材２８によりそこに保持された外側リム５２とを有する。少なくとも１つの、そしてここに示すように２つの、蛇行するフィンガー５４が、内側リム及び外側リムを接合する。外側リム５２は、コントローラ等を経て電源に接続するために横方向延長部の形態の一体的端子２５を有する。端子２５は、フレキシブルな回路板に接続するのが好ましい。レンズホルダ２９の下端の突起６４は、内側リム５３を位置付け、そしてその内側リム５３が互いに接触するのを防止する。又、それらは、内側リムに横方向支持を与える。内側リム５３は、レンズホルダにのり付けされるのが好ましい。
【００４０】
フランジ３４は、コイル３０からのリード線５６を通してタブ５５において内側リム５３に各々接続するための一対の欠切部５７を有する。
【００４１】
この実施形態では、磁石ヨーク３３の外壁３８及び内壁３９は、正円筒状である。磁石手段は、単一のリング磁石でもよいし、図１７に示すように、外壁３８の内面に一緒に取り付けられてリングを形成する多数の弓形磁石３１でもよい。
【００４２】
下部ケースの突起４９は、ヨーク３３の上壁４０に対して磁石３１（１つ又は複数）を支持する。下部ケース２１のコーナー突起即ち脚３６は、上部ケース２２の対応する突起３５と嵌合して、モジュール２０を保持する。上部ケース及び下部ケースのコーナー突起は、一緒にのり付けされるのが好ましいが、上部ケースのコーナー突起から延びるフィンガー５０は、下部ケース２１の突起３６におけるくぼみ７９へ押し込まれるように構成されて示されている。この圧力ばめは、ある用途では充分である。下部スプリング２７の外側リム５２におけるコーナータブ５１がくぼみ７９に入れられ、組み立ての助けとなる。フィンガー５０は、もし必要であれば、下部スプリング２７を下部ケース２１へ更にクランプするように構成できる。
【００４３】
図１９において下部ケースには４つの孔７２が示されている。これらの孔７２は、磁石又は磁石素子７１の小さな断片を受け入れるのに使用できる。これらの磁石素子７１は、レンズホルダ２９に同様に配置された磁石又は磁石素子７３に結合される。或いは又、磁石素子７１は、スプリング２７が、通常のベリリウム銅ではなく、例えば、ステンレススチールのような磁気材料である場合にはスプリング２７と直接反応するか、或いはレンズホルダアッセンブリの他の磁性又は磁石コンポーネントと直接反応してもよい。これは、コイル３０が付勢されないときにレンズホルダ２９を停止位置に保持するための磁気ラッチを形成する。
【００４４】
磁石素子７１及びスチール素子７３を適当に配置することにより、磁気ラッチを使用して、レンズホルダを所定の仕方で慎重に傾斜させ、軸方向リブ６１が磁石ヨークをこするようにすることができる。これは、レンズホルダを安定化させると共に、レンズホルダが下部スプリングのみで懸架される場合に生じ得る小さな横方向振動の発生を防止する。
【００４５】
これは、１つ、２つ又は３つの磁石素子を使用するか、２つの隣接素子の吸引力が他の２つより低い４つの磁石素子を使用するか、又は一方の吸引力が他方より低い２つの直径方向に対向した磁石素子を使用することにより達成できる。
【００４６】
吸引力の差は、異なる強度の磁石を使用するか、又は吸引されるコンポーネント間の距離を変え、即ち一方の素子を他方より低くセットするか、又はスチール素子を磁石素子に置き換えることにより生じさせることができる。
【００４７】
更に別の変形態様は、例えば、上部クッションが内壁の下縁と作用する段階において、レンズホルダを磁石ヨークに引き付けるように構成された位置で、レンズホルダに付加的な磁石素子を追加することである。これは、磁気ラッチに関連したものでよい。
【００４８】
ボイスコイルモータレンズモジュールの種々の態様を一例として説明したが、当業者であれば、幾つかの変形や修正が容易に明らかであろう。本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって限定される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるレンズモジュールの斜視図である。
【図２】図１のモジュールの分解図である。
【図３】図１のモジュールの断面図である。
【図４】図３と同様であるが、別の位置に部品をもつモジュールの断面図である。
【図５】図１のモジュールの一部分である下部ケースの斜視図である。
【図６】図１のモジュールの一部分である上部ケースの斜視図である。
【図７】図１のモジュールの一部分である下部スプリングの平面図である。
【図８】図１のモジュールの一部分であるレンズホルダの斜視図である。
【図９】図８のレンズモジュールの下側の斜視図である。
【図１０】図１のモジュールの一部分である上部スプリングの斜視図である。
【図１１】図１のモジュールの一部分である磁石ヨークの斜視図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態によるレンズモジュールの斜視図である。
【図１３】図１２のモジュールの断面図である。
【図１４】図１２のモジュールのコイル、レンズホルダ及びスプリングアッセンブリの斜視図である。
【図１５】図１４のアッセンブリの下から見た斜視図である。
【図１６】図１２のモジュールの磁石ヨークの斜視図である。
【図１７】図１６の磁石ヨークの下から見た斜視図である。
【図１８】図１２のモジュールの上部ケースの下から見た斜視図である。
【図１９】図１２のモジュールの下部ケースの斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
２０：レンズモジュール
２１：下部ケース
２２：上部ケース
２３：中央孔
２４：開口
２５：端子
２６：下部クッション
２７：下部スプリング
２８：絶縁部材
２９：レンズホルダ
３０：コイル
３１：弓形磁石
３２：クッション
３３：磁石ヨーク
３４：フランジ
３５、３６：脚
３８：外壁
３９：内壁
４０：上壁
４２：エアギャップ
５２、５３：リム
５４：蛇行するフィンガー
５５：タブ
５６：リード線
５９：段
６６：溝
６８：上部スプリング
６９：峰
７０：空所
７１：磁石素子
７２：くぼみ
７３：スチール素子
７５、７６：リム
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【外国語明細書】
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