DE202006009115U1

DE202006009115U1 - Linsenmodul mit der Möglichkeit zur automatischen Scharfeinstellung

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Publication number: DE202006009115U1
Application number: DE202006009115U
Authority: DE
Original assignee: E PIN INTERNAT TECH CO; E-PIN INTERNATIONAL TECH Co Ltd
Current assignee: E PIN INTERNAT TECH CO; E-PIN INTERNATIONAL TECH Co Ltd
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2016-06-10

Abstract

Linsenmodul mit der Möglichkeit zur automatischen Scharfeinstellung, das einen rechteckigen Sockel (10), zwei leitende Platten (20), eine Isolierscheibe (30), vier Magneten (40), einen Linsenhalter (50), eine Linse (60), eine Spule (70), eine Feder (80) und eine rechteckige Abdeckung (90) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
– dass der Sockel (10) als rechteckiger Rahmen ausgeführt ist, an dessen vier Ecken jeweils eine Stütze (11) aufrecht angeordnet ist, mit denen die rechteckige Abdeckung (90) mit dem Sockel (10) zu einer Baueinheit zusammenfügbar ist, wobei sich in der Mitte des rechteckigen Sockels (10) eine Mittelbohrung (12) befindet, die einen optischen Weg für die Linse (60) zur Verfügung stellt, und wobei an der Innenseite des rechteckigen Sockels (10) mehrere Positionierzapfen (13) ausgebildet sind;
– dass die beiden leitenden Platten (20) durch das Zusammenwirken von Positionierlöchern (21) mit den jeweiligen Positionierzapfen (13) oben am rechteckigen Sockel (10) derart befestigt sind, dass eine elektrische Isolierung zustande...

Description

Die Erfindung betrifft ein Linsenmodul mit der Möglichkeit zur automatischen Scharfeinstellung, insbesondere ein Linsenmodul, bei dem eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Linse unter Einwirkung der elektromagnetischen und der federnden Kraft zur automatischen Scharfeinstellung erfolgt.
Stand der Technik
In Digitalkameras und Foto-Handys ist jeweils ein Linsenmodul vorgesehen, auf dem eine Scharfstelleinrichtung montiert ist, die beim Fokussieren stufenlos oder zweistufig [fokal und afokal] einstellbar ist. Das neuste Linsenmodul muss klein, dünn, schmal und kompakt gestaltet sein, wobei es Präzision und Zuverlässigkeit aufweisen muss. Das herkömmliche Linsenmodul weist eine komplizierte Konfiguration auf und nimmt viel Platz ein, was für die Kompaktheit ungünstig ist. Beim Stand der Technik kommt ein Federblatt zum Einsatz, das gegenüber der elektromagnetischen Kraft einen Ausgleichszustand bildet.
Es kommt jedoch häufig vor, dass das Federblatt aufgrund der äußeren Einflüsse, wie z.B. Erschütterungen, Rückkehr zur Ausgangsstelle, usw., verformt ist. Nach längerem Einsatz können die Stabilisierung und die Präzision der Bewegung des Linsenhalters beeinträchtigt werden. Dies sind als nicht optimal anzusehen.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Linsenmodul mit der Möglichkeit zur automatischen Scharfeinstellung zu schaffen, der durch einfache Maßnahmen die oben genannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Linsenmodul mit der Möglichkeit zur automatischen Scharfeinstellung, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Linsenmodul mit der Möglichkeit zur automatischen Scharfeinstellung geschaffen, bei dem ein Linsenhalter, eine Linse und eine Spule zu einer synchron beweglichen Linseneinheit zusammenfügbar sind, wobei eine Feder federnd zwischen dem ringförmigen Außenvorsprung und der rechteckigen Abdeckung vorgesehen ist. Außerdem stehen die vier Magneten um die Feder herum und aufrecht an der Innenseite der vier Stützen des rechteckigen Sockels. Auf diese Weise kann die Linseneinheit eine einfache Konfiguration, kleine Abmessungen und die stabile Bewegung zur Fokussierung aufweisen.
Ausführungsbeispiel
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Linsenmoduls mit der Möglichkeit zur automatischen Scharfeinstellung;
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Linsenmoduls mit der Möglichkeit zur automatischen Scharfeinstellung;
3 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Linsenmoduls gemäß 1; und
4A bis 4H die Vorgehensweise zum Zusammenbau von erfindungsgemäßen Bauteilen;
Bezugnehmend auf die 1 bis 3 weist ein erfindungsgemäßes Linsenmodul 1 einen rechteckigen Sockel 10, zwei leitende Platten 20, eine Isolierscheibe 30, vier Magneten 40, einen Linsenhalter 50, eine Linse 60, eine Spule 70, eine Feder 80 und eine rechteckige Abdeckung 90 auf. Der Linsenhalter 50, die Linse 60 und die Spule 70 sind zu einer synchron beweglichen Linseneinheit 2 zusammenfügbar, wie in 2 dargestellt ist. Hierdurch findet eine Auf- und Abbewegung der Linseneinheit 2 zwischen dem rechteckigen Sockel 10 und der rechteckigen Abdeckung 90 zur Scharfeinstellung statt.
In den 4A bis 4H ist die Vorgehensweise zum Zusammenbau von erfindungsgemäßen Bauelementen dargestellt. Wie in 4A gezeigt, ist der Sockel 10 als rechteckiger Rahmen ausgeführt, an dessen vier Ecken jeweils eine Stütze 11 aufrecht angeordnet ist. Unter Verwendung der vier Stützen 11 ist die rechteckige Abdeckung 90 mit dem Sockel 10 zu einer Baueinheit zusammenfügbar. In der Mitte des rechteckigen Sockels 10 befindet sich eine Mittelbohrung 12, die einen optischen Weg für die Linse 60 zur Verfügung stellt. An der Innenseite des rechteckigen Sockels 10 sind mehrere Positionierzapfen 13 und Isoliervorsprünge 14 ausgebildet. Wie aus 4B ersichtlich, sind die beiden leitenden Platten 20 durch das Zusammenwirken von Positionierlöchern 21 mit den jeweiligen Positionierzapfen 13 oben am rechteckigen Sockel 10 derart befestigt, dass eine elektrische Isolierung zustande kommt, wobei die beiden leitende Platten 20 mit je einer vorspringenden Zunge 22 versehen ist, die beide an unterschiedliche elektrische Pole angeschlossen sind. Außerdem bilden die beiden leitenden Platten 20 mittig eine der Mittelbohrung 12 des rechteckigen Sockels 10 angepasste Mittelbohrung 23. Wie in 4C gezeigt, liegt die Isolierscheibe 30 auf den beiden leitenden Platten 20, indem die Positionierlöcher 31 der Isolierscheibe 30 mit den jeweiligen Positionierzapfen 13 zusammenwirken, wobei eine Mittelbohrung 32 der Isolierscheibe 30 nach den Mittelbohrungen 12, 23 ausgerichtet ist. Gemäß 4D sind die vier Magneten 40 symmetrisch angeordnet und im Wesentlichen ballig ausgebildet, wobei sie an der Innenseite der vier Stützen 11 des rechteckigen Sockels 10 aufrecht stehen. Außerdem werden sie mit der Innenfläche der rechteckigen Abdeckung 90 in der Lage gehalten. Als Alternative dazu können die vier Magneten 40 an den vier Ecken der Innenfläche der rechteckigen Abdeckung 90 befestigt sein, um einen einfachen Zusammenbau zu ermöglichen. Wie aus den 4E, 4F, 4G und 4H ersichtlich, ist die Reihenfolge zum Zusammenbau der weiteren Bauelemente nicht zwingend. Der Linsenhalter 50 ist ringförmig ausgebildet, wobei er eine Mittelbohrung 51, einen ringförmigen Innenvorsprung 52 und einen ringförmigen Außenvorsprung 53 aufweist. Die Linse 60 ist in der Mittelbohrung 51 des Linsenhalters 50 gehalten. Die Positionierung der Linse 60 in der Mittelbohrung 51 des Linsenhalters 50 kann durch Schraubenverbindung erfolgen, wie in 3 dargestellt ist. Die Spule 70 ist außen auf die Linse 60 aufgesetzt und kommt auf dem ringförmigen Innenvorsprung 52 zur Auflage. Die Spule 70 und der Linsenhalter 50 können mit Klebstoff fest verbunden sein. Auf diese Weise können der Linsenhalter 50, die Linse 60 und die Spule 70 zu einer synchron beweglichen Linseneinheit 2 zusammenfügbar sein, wie in 2 dargestellt ist. Des Weiteren befindet sich die Linseneinheit 2 auf der Isolierscheibe 30, und zwar in der Weise, dass die Linse 60 und die Mittelbohrungen 12, 23, 32 alle eine gleiche Mittelachse aufweisen. Die Feder 80 ist außen um die Spule 70 herum angeordnet und kommt auf dem ringförmigen Außenvorsprung 53 des Linsenhalters 50 zur Auflage. So befindet sich die Feder 80 federnd zwischen dem ringförmigen Außenvorsprung 53 und der Innenfläche der rechteckigen Abdeckung 90. Gemäß 1 sind die vier Ecken der rechteckigen Abdeckung 90 entsprechend dem rechteckigen Sockel 10 abgekantet, damit sich die rechteckige Abdeckung 90 zwischen den vier Stützen 11 des Sockels 10 befinden und mit ihnen zu einer Baueinheit, nämlich einem Linsenmodul 1 zusammengefügt werden kann. Gleichzeitig werden die Magneten 40 zwischen der Innenfläche der rechteckigen Abdeckung 90 und der Isolierscheibe 30 geklemmt, ohne eine unerwünschte Verschiebung zu erlauben. Ferner weist die rechteckige Abdeckung 90 zwei symmetrisch zueinander angeordnete Durchgangsbohrungen 92 auf, sodass sich von dem vorderen und dem hinteren Ende der im Inneren der rechteckigen Abdeckung 90 befindlichen Spule 70 erstreckende Leitungen 71 durch die Durchgangsbohrungen 92 hindurch hindurchgeführt, über die Außenfläche der rechteckigen Abdeckung 90 gezogen und dann an den beiden leitenden Platten 20 unterschiedlicher Pole angeschweißt werden können. Damit wird ermöglicht, dass die elektrische Verbindung zwischen der Spule 70 und den leitenden Platten 20 beim Fokussiervorgang der Linseneinheit 2 aufrechterhalten wird. Außerdem wird vermieden, dass die Linseneinheit 2 abgebrochen wird, da sich die Linseneinheit 2 für eine lange Zeitspanne auf- und abwärts bewegt.
Die Feder 80 kann als Druckfeder ausgeführt sein. Im Zusammenbauzustand sind die rechteckige Abdeckung 90 und der rechteckige Sockel 10 zu einer Baueinheit zusammengefügt. Dabei befindet sich die Feder 80 in zusammengedrückter Stellung. Gleichzeitig wird der Linsenhalter 50 nach unten derart gedrückt, dass die Linseneinheit 2 in unterste Anschlagstellung gebracht wird. Hierdurch ergibt sich die afokale Stellung. Außerdem können das vordere und das hintere Ende der Spule 70 die unterschiedlichen Pole und Stromstärke verändern. Unter Verwendung der Nord- und Südpole der Magneten 40 kann auf- und abwärts gerichtete, elektromagnetische Kraft in unterschiedlicher Stärke entstehen, was die Auf- und Abbewegung der Linseneinheit 2 zwischen der Innenwand der rechteckigen Abdeckung 90 und der Isolierscheibe 30 zur Fokussierung bewirkt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann nur eine nach oben oder nach vorne gerichtete, elektromagnetische Kraft gewählt, wenn die elektromagnetische Kraft zwischen der Spule 70 und den Magneten 40 entsteht. Auf diese Weise kann die Linseneinheit 2 einer elektromagnetischen Kraft nicht ausgesetzt sein und somit in afokaler Stellung bleiben, indem kein Strom die Spule 70 durchfließt, wenn sich die Linseneinheit 2 in afokaler Stellung befindet. Um einen Fokussiervorgang durchzuführen, kann ein die Spule 70 durchfließender Strom angelegt werden, sodass eine gewisse elektromagnetische Kraft entsteht, mit der sich die Linseneinheit 2 nach oben bewegt. Hierdurch ergibt sich die fokale Stellung. Beim Ausgleich zwischen der auf die Linseneinheit 2 aufgebrachten, elektromagnetischen Kraft und der Druckkraft der Feder 80 wird die Linseneinheit 2 an einer eingestellten Stellung angehalten. Zur Bewegung der Linseneinheit 2 von einer afokalen Stellung nach oben [oder nach vorne] zu einer fokalen Stellung wird die elektromagnetische Kraft benötigt, während die Rückkehr der Linseneinheit 2 von einer fokalen Stellung nach unten [oder nach hinten] zu einer afokalen Stellung durch die Rückstellkraft der Feder 80 erfolgen kann. Hierdurch ergibt sich eine praktische Einstellung der unterschiedlichen Fokussierung. Unter Verwendung des Schaltungsaufbaus ist die Linseneinheit 2 beim Fokussieren stufenlos oder zweistufig [fokal und afokal] einstellbar.
Im Vergleich mit der herkömmlichen Konfiguration weist das erfindungsgemäße Linsenmodul 1 weniger Bauteile auf.
Außerdem wird eine Feder 80 auf dem ringförmigen Außenvorsprung 53 des Linsenhalters 50 zur Auflage gebracht, wobei vier Magneten 40 an der Innenseite der vier Stützen 11 des rechteckigen Sockels 10 aufrecht angeordnet sind. Daher wird die Konfiguration vereinfacht, wobei die gesamte Baugröße kleiner wird, was einen Beitrag zur Herabsetzung von Abmessungen des ganzen Linsenmoduls 1 leistet.

Claims

Linsenmodul mit der Möglichkeit zur automatischen Scharfeinstellung, das einen rechteckigen Sockel (10), zwei leitende Platten (20), eine Isolierscheibe (30), vier Magneten (40), einen Linsenhalter (50), eine Linse (60), eine Spule (70), eine Feder (80) und eine rechteckige Abdeckung (90) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Sockel (10) als rechteckiger Rahmen ausgeführt ist, an dessen vier Ecken jeweils eine Stütze (11) aufrecht angeordnet ist, mit denen die rechteckige Abdeckung (90) mit dem Sockel (10) zu einer Baueinheit zusammenfügbar ist, wobei sich in der Mitte des rechteckigen Sockels (10) eine Mittelbohrung (12) befindet, die einen optischen Weg für die Linse (60) zur Verfügung stellt, und wobei an der Innenseite des rechteckigen Sockels (10) mehrere Positionierzapfen (13) ausgebildet sind; – dass die beiden leitenden Platten (20) durch das Zusammenwirken von Positionierlöchern (21) mit den jeweiligen Positionierzapfen (13) oben am rechteckigen Sockel (10) derart befestigt sind, dass eine elektrische Isolierung zustande kommt, wobei die beiden leitenden Platten (20) mittig eine der Mittelbohrung (12) des rechteckigen Sockels (10) angepasste Mittelbohrung (23) bilden; – dass die vier Magneten (40) symmetrisch angeordnet und im Wesentlichen ballig ausgebildet sind, wobei sie an der Innenseite der vier Stützen (11) des rechteckigen Sockels (10) aufrecht stehen; – dass der Linsenhalter (50) ringförmig ausgebildet ist, wobei er eine Mittelbohrung (51), einen ringförmigen Innenvorsprung (52) und einen ringförmigen Außenvorsprung (53) aufweist; – dass sich die Linse (60) in der Mittelbohrung (51) des Linsenhalters (50) befindet; – dass die Spule (70) außen auf die Linse (60) aufsetzbar ist und auf dem ringförmigen Innenvorsprung (52) zur Auflage kommt, wobei sich von dem vorderen und dem hinteren Ende der Spule (70) erstreckende Leitungen (71) an unterschiedliche Pole der beiden leitenden Platten (20) angeschlossen sind; – dass die Feder (80) außen um die Spule (70) herum angeordnet ist und auf dem ringförmigen Außenvorsprung (53) des Linsenhalters (50) zur Auflage kommt, sodass sich die Feder (80) federnd zwischen dem ringförmigen Außenvorsprung (53) und der Innenfläche der rechteckigen Abdeckung (90) befindet; und – dass die rechteckige Abdeckung (90) mit dem rechteckigen Sockel (10) zu einer Baueinheit zusammenfügbar ist, wodurch der Linsenhalter (50), die Linse (60) und die Spule (70) zu einer synchron beweglichen Linseneinheit (2) zusammenfügbar sind, wobei eine axiale Bewegung der Linseneinheit (2) stattfindet, indem eine elektromagnetische Kraft unter Interaktion zwischen der Spule (70) und den Magneten (40) erzeugt wird, während eine stabile, axiale Rückkehr der Linseneinheit (2) unter Einwirkung der Rückstellkraft der Feder (80) zustande kommt, was eine praktische Fokussierung bewirkt.
Linsenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (60) durch Schraubenverbindung in der Mittelbohrung (51) des Linsenhalters (50) befestigbar ist.
Linsenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (70) mit Klebstoff am ringförmigen Innenvorsprung (52) des Linsenhalters (50) befestigbar ist.
Linsenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rechteckige Abdeckung (90) an ihren vier Ecken mit je einer Fase (91) versehen ist, damit die rechteckige Abdeckung (90) zwischen den vier Stützen (11) des Sockels (10) vorgesehen und mit dem Sockel (10) zu einer Baueinheit zusammenfügbar ist.
Linsenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rechteckige Abdeckung (90) zwei symmetrisch zueinander angeordnete Durchgangsbohrungen (92) aufweist, sodass die sich von dem vorderen und dem hinteren Ende der im Inneren der rechteckigen Abdeckung (90) befindlichen Spule (70) erstreckende Leitungen (71) durch die Durchgangsbohrungen (92) hindurch hindurchgeführt, über die Außenfläche der rechteckigen Abdeckung (90) gezogen und dann an den beiden leitenden Platten (20) angeschweißt werden können.
Linsenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linseneinheit (2) beim Fokussieren stufenlos oder zweistufig [fokal und afokal] einstellbar ist.