KR20200030129A - 폴디드 카메라에 대한 감소된 높이 페널티 - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 2018 년 2 월 5 일에 출원된 미국 가특허출원 제 62/626,306 호, 2018 년 4 월 17 일에 출원된 미국 가특허출원 제 62/658,819 호, 2018 년 5 월 17 일에 출원된 미국 가특허출원 제 62/672,754 호 및 2018 년 5 월 27 일에 출원된 미국 가특허출원 제 62/677,012 호를 우선권 주장하며, 상기 출원들의 내용은 전체로서 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 명세서에 개시된 실시 예는 일반적으로 디지털 카메라, 특히 얇은 폴디드 광학 카메라에 관한 것이다.
최근에는 휴대폰(특히 스마트폰), 태블릿 및 랩톱과 같은 모바일 장치가 보편화되어 왔다. 이러한 장치 중 다수는 예컨대 메인 후방 카메라(예컨대, 장치의 후면에 있는 카메라로서, 사용자와는 반대쪽에 있고 일반 사진 촬영에 자주 사용되는 카메라) 및 보조 전방 카메라(즉, 장치의 앞면에 위치한 카메라로서, 화상 회의에 종종 사용되는 카메라)를 포함하는 하나 또는 두 개의 컴팩트 카메라를 포함한다.
비교적 본래 콤팩트하지만, 이들 카메라의 대부분의 디자인은 디지털 스틸 카메라의 전통적인 구조와 유사한데, 예컨대 이미지 센서의 상부에 배치된 렌즈 어셈블리(또는 여러 광학 요소들의 트레인(train))을 포함한다. 렌즈 어셈블리("렌즈 모듈" 또는 단순히 "렌즈"라고도 함)는 들어오는 광선을 굴절 및 벤딩하여, 센서에서 장면의 이미지를 생성한다. 이들 카메라의 크기는 주로 센서의 크기와 광학 장치의 높이에 의해 결정된다. 이들은 일반적으로 렌즈의 초점 길이("f")와 그 시야(FOV)와 강하게 결부된다. 특정 크기의 센서 상에서 특정 FOV를 이미지화해야 하는 렌즈는 특정 초점 길이를 갖는다. FOV를 일정하게 유지하면, 센서의 크기가 커질수록 초점 길이와 광학장치 높이가 더 커진다.
전통적인 카메라의 조립 공정은 렌즈, 센서 보드 서브-어셈블리 및 액츄에이터와 같은 몇 가지 서브-어셈블리를 다루는 작업이 포함될 수 있다. 렌즈는 예컨대 플라스틱 또는 금속으로 제조된 렌즈 배럴을 포함할 수 있고, 플라스틱 또는 유리로 제조될 수 있는 몇 개의(3 내지 7) 렌즈 요소를 포함한다. 센서 보드 서브-어셈블리는 당 업계에 공지된 바와 같이, 이미지 센서, 인쇄 회로 기판(PCB) 및 카메라 작동에 필요한 전자 장치를 포함할 수 있다. 액츄에이터는 광학적 요구(예컨대, 포커싱(특히, 오토 포커싱(AF)) 및/또는 광학 이미지 안정화(OIS)) 및 카메라의 다른 부분의 기계적 보호를 위해 렌즈를 이동시키는데 사용된다. 공지된 기술에서, 렌즈는 렌즈 광축을 따라 일측으로부터 액츄에이터에 삽입되어 부착되고(예컨대, 접착), 센서 보드는 광축을 따라 반대측으로부터 액츄에이터에 부착(예컨대, 접착)된다.
"폴디드 카메라 모듈"(또는 단순히 "폴디드 카메라")은 공지되어 있으며, 다양한 "호스트" 장치(예컨대, 스마트폰, 태블릿, 랩톱, 스마트 TV 등)에의 통합을 위해 제안되어 왔다. 폴디드 카메라에서, 광 경로 폴딩 요소(OPFE), 예컨대 프리즘 또는 미러(또는 총체적으로 "반사 요소"라고 지칭됨)는 제 1 광 경로 또는 방향(예컨대, 스마트폰의 후면에 수직인 방향)으로 도달하는 광을, 제 2 광 경로 또는 방향(예컨대, 스마트폰 후면에 평행한 방향)으로 틸트 또는 폴딩시킨다. 폴디드 카메라가 듀얼-애퍼처 카메라의 일부인 경우, 이는 하나의 렌즈 어셈블리(예컨대, 텔레 렌즈)를 통해 폴디드 광 경로를 제공한다. 이러한 카메라는 본 명세서에서 "폴디드-렌즈 듀얼-애퍼처 카메라" 또는 "폴디드 렌즈를 갖는 듀얼-애퍼처 카메라"로 지칭된다. 일반적으로, 폴디드 카메라는 멀티-애퍼처 카메라에 포함될 수 있는데, 예컨대 트리플-애퍼처 카메라의 2 개의 "난-폴디드(non-folded)"(직립형) 카메라 모듈, 또는 3 개 이상의 카메라를 갖는 멀티-애퍼처 카메라와 함께 포함될 수 있다.
스마트폰 카메라에서 AF 및 OIS를 위해 사용되는 액츄에이터는 공지되어 있다. 일반적으로 사용되는 액츄에이터는 보이스 코일 모터(VCM) 기술을 기반으로 한다. VCM 기술에서, 영구 자석(또는 고정 자석)과 코일이 작동 힘을 생성하기 위해 사용된다. 코일은 고정된 자석의 자기장 부근에 위치한다. 코일에 전류를 인가하면, 로렌츠 힘이 코일에 생성되고, 그 반작용으로 동일한 반력(counter-force)이 자석에 가해진다. 자석 또는 코일은 광학 요소에 강성으로(rigidly) 부착되어, 작동 어셈블리를 구성한다. 그 다음, 작동 어셈블리는 자기 로렌츠 힘에 의해 이동된다. VCM은 또한 "VCM 엔진"으로 지칭될 수 있으며, 이러한 VCM(또는 VCM 엔진)을 포함하는 액츄에이터는 "VCM 액츄에이터" 또는 단순히 "액츄에이터"로 지칭될 수 있다. 액츄에이터는 엔벨롭 두께를 갖는 엔벨롭(때로는 "실드부"라고도 함)에 의해부분적으로 또는 전체적으로 둘러싸일 수 있다.
(액츄에이터/VCM에 의해 작동하는) 이동하는 렌즈 메커니즘을 갖는 폴디드 카메라에서, 적어도 하나의 에어 갭이 이동을 가능하게 하기 위해 필요하다. 엔벨롭 및 메커니즘을 보호하기 위해 추가되는 다른 선택적인 상부 및 하부 구성요소 또는 부품(예컨대, 플레이트)은 액츄에이터의 전체 높이를 증가시킨다. 폴디드 카메라의 낮은 높이는 카메라를 포함하는 호스트 장치를 최대한 얇게 만드는데 중요하다. 카메라의 높이는 산업 디자인에 의해 여러 번 제한된다. 대조적으로, 렌즈, 센서 및 OPFE의 가용 높이를 증가시키면, 광학적 특성이 보다 향상될 수 있다.
엔벨롭 및 기타 선택적인 상단 및/또는 하단 부품이 폴디드 카메라 높이에 추가된다. 따라서, 높이는 감소될 필요가 있는 "페널티(penalty)"를 가진다.
VCM에서는, 자기력에 더하여, 기계적 레일이 광학 요소에 대한 이동 경로를 설정하는 것으로 알려져 있다. 기계적 레일은 광학적 요구에 의해 필요한 바와 같이, 렌즈의 이동(움직임)을 원하는 경로로 유지한다. 기계식 레일의 일 예는 당 업계에서 "스프링-가이드 레일(spring-guided rail)"로 알려져 있으며, 여기서 스프링 또는 스프링 세트가 동작 방향을 설정하는데 사용된다. 스프링-가이드 레일을 포함하는 VCM은 "스프링-가이드 VCM"이라고 지칭된다. 예컨대, 미국 특허 출원 제 20110235196 호는 포커스를 생성하기 위하여 렌즈 요소가 선형 스프링 레일 내에서 시프트되는 것을 개시한다. 예컨대, 국제 특허 출원 PCT/IB2016/052179는 폴디드 카메라에서, 스프링-가이드 VCM의 통합 및 사용을 개시한다. 본 명세서는 포커스 및 OIS를 생성하도록 시프트되는 렌즈 요소, 및 OIS를 생성하도록 회전 방식으로 시프트되는 광 경로 폴딩 요소(OPFE)를 교시한다. 또한, PCT/IB2016/052179는 액츄에이터가 폴디드 카메라 높이에 추가되지 않는 폴디드 액츄에이터에서의 AF + OIS를 교시한다.
기계적 레일의 또 다른 예는 당해 기술 분야에서 "볼-가이드 레일(ball-guided rail)"로 알려져 있다(미국 특허 제8810714호 참조). 볼-가이드 레일의 경우, 렌즈는 그루브("슬릿"이라고도 함)에 갇혀 있는 볼 세트에 의해 원하는 방향으로 이동하도록 구속된다. 볼-가이드 레일을 포함하는 VCM은 "볼-가이드 VCM"이라고 지칭된다. 볼-가이드 VCM은 스프링-가이드 VCM보다 몇 가지 이점을 가진다. 이는 (1) 스프링-가이드 VCM에서는, 자기력이 볼-가이드 VCM에서 존재하지 않는 스프링 기계적 힘에 반대해야 하기 때문에, 낮은 전력 소모, (2) VCM을 포함하는 카메라의 수명 주기 동안 발생할 수 있는 드롭에서의 높은 신뢰성을 포함한다. 미국 특허 제8810714호의 작동 방법은 예시적인 난-폴디드 렌즈를 위해 설계된 것이고, 이 경우 렌즈 광축은 촬영되는 객체를 직접 향하게 되고, 폴디드 카메라에서 사용될 수 없다.
구조 및 선형 볼-가이드 VCM의 설계에 관해서도, 폴디드 카메라에서의 높이 및 길이 페널티를 감소하는 것이 필요하며, 이는 매우 이로울 것이다.
본 명세서에 개시된 실시 예들은 높이 감소된 렌즈 액츄에이터(예컨대, VCM 디자인) 및 그러한 액츄에이터를 갖는 폴디드 카메라에 관한 것이다. "렌즈"라는 용어는 여러 개의 광학 요소들의 트레인 및 그 렌즈 요소들을 수용하는 렌즈 하우징을 포함하는 렌즈 어셈블리를 지칭할 수 있다. 렌즈는 고정된 유효 초점 길이(EFL), 클리어 애퍼처(CA)[이들 모두는 국제 특허 출원 PCT/IB2018/050988에서 정의되며, 이는 전체로서 본 명세서에 참고로 포함된다], 및 높이[이는 렌즈의 최상점 및 최하점을 따른 거리이다]로 특징지어진다. 렌즈 요소는 플라스틱, 유리 및 당 업계에 공지된 다른 재료로 제조될 수 있다.
액츄에이터 및 폴디드 카메라의 높이는 주로 렌즈 직경(높이) 및 "페널티"로 결정된다. 본 명세서에서, 렌즈 직경에 추가되는 임의의 높이는 본 명세서에서 "페널티"로 간주된다. 보다 구체적으로, 페널티는 상부 (또는 상단) 높이 페널티와 하부 (또는 하단) 높이 페널티의 합계이고, "상부", "하부" 및 "페널티"라는 용어는 아래에서 자세히 설명된다.
다양한 실시 예에서, 본 명세서에 개시된 높이 감소된 렌즈 액츄에이터는 하단 개구, 상단 개구, 또는 하단 개구와 상단 개구 모두를 갖는 엔벨롭을 구비할 수 있다. 그러한 액츄에이터를 포함하는 폴디드 카메라는 "감소된 높이 페널티"를 가지며, 높이 페널티의 감소는 렌즈와 엔벨롭의 최외측(예컨대, 상단 또는 하단) 사이의 거리를 감소시킬 수 있는 하단 개구, 상단 개구, 또는 하단 개구와 상단 개구 모두에 의해 초래된다. 엔벨롭은 렌즈 액츄에이터를 둘러쌀 수 있다(예컨대, 이는 렌즈 액츄에이터 주위로 폴딩 또는 벤딩된 시트, 또는 함께 납땜되거나 접착된 몇 개의 부품으로 제조된다). 언급한 바와 같이, 엔벨롭은 엔벨롭 두께를 갖는다. "엔벨롭 두께"라는 용어는 엔벨롭을 형성하는 재료(예컨대, 스테인리스 스틸, 플라스틱, 구리 등)의 두께를 지칭한다. 엔벨롭이 다른 부품으로 만들어지는 경우, "엔벨롭 두께"라는 용어는 각 부품의 두께를 지칭한다.
본 명세서에서, 광 경로 폴딩 요소(OPFE)는 반사 평면을 포함하는 광학 요소이며, OPFE는 광을 하나의 축으로부터 제 2 축으로 폴딩할 수 있으며, 두개의 광축은 서로 실질적으로 수직이고, 반사 평면은 두개의 광축에 대해 45도만큼 기울어 져 있다.
다양한 실시 예에서, 광 경로 폴딩 요소(OPFE)와 이미지 센서 사이의 광 경로 내에 위치된 이동가능한 렌즈로서, 상기 OPFE는 제 1 방향으로부터 제 2 방향으로 광을 폴딩하고, 상기 렌즈는 상기 제 2 방향과 평행한 렌즈 광축, 실질적으로 상기 제 1 방향으로 정렬된 렌즈 높이, 제 1 렌즈 표면, 및 상기 제 1 렌즈 표면에 정반대로 대향하는 제 2 렌즈 표면를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 표면은 상기 제 1 방향에 수직인 평면 내에 있고; 및 적어도 일부 섹션에서 렌즈를 둘러싸는 엔벨롭으로서, 상기 엔벨롭은 상기 제 1 방향을 따라, 상기 렌즈의 제 1 측에 위치된 제 1 개구를 갖는 제 1 엔벨롭 섹션, 및 상기 렌즈의 정반대로 대향된 제 2 측에 개구가 위치하지 않는 제 2 엔벨롭 섹션을 포함하고, 상기 제 1 렌즈 표면은 상기 제 1 엔벨롭 섹션의 외부면으로부터 제 1 에어 갭 만큼 상기 제 1 방향을 따라 이격되고, 상기 제 2 렌즈 표면은 상기 제 2 엔벨롭 섹션의 내부면으로부터 제 2 에어 갭 만큼 상기 제 1 방향을 따라 이격되고, 상기 제 2 엔벨롭 섹션은 제 2 엔벨롭 두께를 갖고, 상기 폴디드 카메라는 실질적으로 상기 제 1 방향으로 정렬되며, 상기 렌즈 높이, 상기 제 1 에어 갭, 상기 제 2 에어 갭, 및 상기 제 2 엔벨롭 섹션 두께의 합과 실질적으로 동일한 카메라 높이를 갖고;를 포함하는 폴디드 카메라를 제공한다.
다양한 실시 예에서, 광 경로 폴딩 요소(OPFE)와 이미지 센서 사이의 광 경로 내에 위치된 이동가능한 렌즈로서, 상기 OPFE는 제 1 방향으로부터 제 2 방향으로 광을 폴딩하고, 상기 렌즈는 상기 제 2 방향과 평행한 렌즈 광축, 실질적으로 상기 제 1 방향으로 정렬된 렌즈 높이, 제 1 렌즈 표면, 및 상기 제 1 렌즈 표면에 정반대로 대향하는 제 2 렌즈 표면를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 렌즈 표면은 상기 제 1 방향에 수직인 평면 내에 있고; 및 렌즈를 둘러싸는 엔벨롭으로서, 상기 엔벨롭은 상기 제 1 방향을 따라, 상기 렌즈의 제 1 측에 위치된 제 1 개구를 갖는 제 1 엔벨롭 섹션, 및 상기 렌즈의 정반대로 대향된 제 2 측에 위치된 제 2 개구를 갖는 제 2 엔벨롭 섹션을 포함하고, 상기 제 1 렌즈 표면은 상기 제 1 엔벨롭 섹션의 외부면으로부터 제 1 에어 갭 만큼 상기 제 1 방향을 따라 이격되고, 상기 제 2 렌즈 표면은 상기 제 2 엔벨롭 섹션의 외부면으로부터 제 2 에어 갭 만큼 상기 제 1 방향을 따라 이격되고, 상기 폴디드 카메라는 실질적으로 상기 제 1 방향으로 정렬되며, 상기 렌즈 높이, 상기 제 1 에어 갭, 및 상기 제 2 에어 갭의 합과 실질적으로 동일한 카메라 높이를 갖고;를 포함하는 폴디드 카메라를 제공한다.
상기 또는 하기의 폴디드 카메라의 일부 실시 예에서, 제 1 및 제 2 에어 갭 각각은 10 내지 50㎛의 범위일 수 있다. 일부 예시적인 실시 예에서, 제 1 및 제 2 에어 갭 각각은 10 내지 100㎛의 범위일 수 있다. 일부 예시적인 실시 예에서, 제 1 및 제 2 에어 갭 각각은 10 내지 150㎛의 범위일 수 있다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 렌즈는 포커싱을 위해 이동 가능할 수 있다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 렌즈는 광학 이미지 안정화를 위해 이동 가능할 수 있다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 렌즈는 포커싱 및 광학 이미지 안정화를 위해 단일 평면에서 두 방향으로 이동 가능할 수 있고, 상기 단일 평면은 상기 제 1 방향에 수직이다.
일부 예시적인 실시 예에서, 폴디드 카메라는 약 600㎛ 이상만큼 상기 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 갖는다. 일부 예시적인 실시 예에서, 폴디드 카메라는 400㎛ 이상만큼 상기 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 갖는다. 일부 예시적인 실시 예에서, 폴디드 카메라는 300㎛ 이상만큼 상기 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 갖는다.
일부 예시적인 실시 예에서, 폴디드 카메라는 듀얼-카메라에 직립형 카메라와 함께 포함될 수 있다.
일 실시 예에서, 적어도 하나의 방향으로 렌즈를 이동시키는 렌즈 액츄에이터를 포함하는 폴디드 카메라로서, 상기 렌즈 액츄에이터는 적어도 일부 섹션에서 상기 렌즈를 둘러싸며, 엔벨롭 두께를 갖는 엔벨롭을 포함하고, 상기 렌즈는 렌즈 높이를 가지며, 광 경로 폴딩 요소와 이미지 센서 사이의 광 경로내에 위치되며, 적어도 하나의 방향으로 이동 가능하고, 상기 폴디드 카메라는 상기 렌즈 높이, 상기 렌즈로부터 상기 엔벨롭까지의 제 1 에어 갭 크기, 상기 렌즈로부터 상기 엔벨롭까지의 제 2 에어 갭 크기, 및 상기 엔벨롭 두께 두배의 합보다 적은 높이를 갖는 폴디드 카메라를 제공한다.
일 실시 예에서, 적어도 하나의 방향으로 렌즈를 이동시키는 렌즈 액츄에이터를 포함하는 폴디드 카메라로서, 상기 렌즈 액츄에이터는 적어도 일부 섹션에서 상기 렌즈를 둘러싸며, 엔벨롭 두께를 갖는 엔벨롭을 포함하고, 상기 렌즈는 렌즈 높이를 가지며, 광 경로 폴딩 요소와 이미지 센서 사이의 광 경로내에 위치되며, 적어도 하나의 방향으로 이동 가능하고, 상기 폴디드 카메라는 상기 렌즈 높이, 상기 렌즈로부터 상기 엔벨롭의 외부면까지의 제 1 에어 갭 크기, 상기 렌즈로부터 상기 엔벨롭까지의 제 2 에어 갭 크기, 및 상기 엔벨롭 두께의 합보다 적은 높이를 갖는 폴디드 카메라를 제공한다.
다양한 실시 예에서, 제 2 방향에 평행한 렌즈 광축 및 상기 제 2 방향에 실질적으로 수직인 제 1 방향과 실질적으로 정렬된 렌즈 높이를 갖는 렌즈를 이동시키는 렌즈 액츄에이터로서, 상기 액츄에이터는 적어도 일부 섹션에서 렌즈를 둘러싸는 엔벨롭을 포함하고, 상기 엔벨롭은 상기 제 1 방향을 따라, 상기 렌즈의 제 1 측에 위치된 제 1 개구를 갖는 제 1 엔벨롭 섹션, 및 상기 렌즈의 정반대로 대향된 제 2 측에 개구가 위치하지 않는 제 2 엔벨롭 섹션을 포함하고, 상기 제 1 렌즈 표면은 상기 제 1 엔벨롭 섹션의 외부면으로부터 제 1 에어 갭 만큼 상기 제 1 방향을 따라 이격되고, 상기 제 2 렌즈 표면은 상기 제 2 엔벨롭 섹션의 내부면으로부터 제 2 에어 갭 만큼 상기 제 1 방향을 따라 이격되고, 상기 제 2 엔벨롭 섹션은 제 2 엔벨롭 두께를 갖고, 상기 폴디드 카메라는 실질적으로 상기 제 1 방향으로 정렬되며, 상기 렌즈 높이, 상기 제 1 에어 갭, 상기 제 2 에어 갭, 및 상기 제 2 엔벨롭 섹션 두께의 합과 실질적으로 동일한 카메라 높이를 갖는 렌즈 액츄에이터를 제공한다.
다양한 실시 예에서, 제 2 방향에 평행한 렌즈 광축 및 상기 제 2 방향에 실질적으로 수직인 제 1 방향과 실질적으로 정렬된 렌즈 높이를 갖는 렌즈를 이동시키는 렌즈 액츄에이터로서, 상기 액츄에이터는 적어도 일부 섹션에서 렌즈를 둘러싸는 엔벨롭을 포함하고, 상기 엔벨롭은 상기 제 1 방향을 따라, 상기 렌즈의 제 1 측에 위치된 제 1 개구를 갖는 제 1 엔벨롭 섹션, 및 상기 렌즈의 정반대로 대향된 제 2 측에 위치된 제 2 개구를 갖는 제 2 엔벨롭 섹션을 포함하고, 상기 제 1 렌즈 표면은 상기 제 1 엔벨롭 섹션의 외부면으로부터 제 1 에어 갭 만큼 상기 제 1 방향을 따라 이격되고, 상기 제 2 렌즈 표면은 상기 제 2 엔벨롭 섹션의 외부면으로부터 제 2 에어 갭 만큼 상기 제 1 방향을 따라 이격되고, 상기 폴디드 카메라는 실질적으로 상기 제 1 방향으로 정렬되며, 상기 렌즈 높이, 상기 제 1 에어 갭, 및 상기 제 2 에어 갭의 합과 실질적으로 동일한 카메라 높이를 갖는 액츄에이터를 제공한다.
상기 또는 하기의 액츄에이터의 일부 예시적인 실시 예에서, 제 1 및 제 2 에어 갭 각각은 10 내지 50㎛의 범위일 수 있다. 일부 예시적인 실시 예에서, 제 1 및 제 2 에어 갭 각각은 10 내지 100㎛의 범위일 수 있다. 일부 예시적인 실시 예에서, 제 1 및 제 2 에어 갭 각각은 10 내지 150㎛의 범위일 수 있다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 렌즈는 포커싱을 위해 이동 가능할 수 있다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 렌즈는 광학 이미지 안정화를 위해 이동 가능할 수 있다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 렌즈는 포커싱 및 광학 이미지 안정화를 위해 단일 평면에서 두 방향으로 이동 가능할 수 있고, 상기 단일 평면은 상기 제 1 방향에 수직이다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 또는 하기의 액츄에이터는 약 600㎛ 이상만큼 상기 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 갖는다. 일부 실시 예에서, 상기 폴디드 카메라는 400㎛ 이상만큼 상기 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 갖는다. 일부 실시 예에서, 상기 폴디드 카메라는 300㎛ 이상만큼 상기 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 갖는다.
다양한 실시 예에서, 광 경로 폴딩 요소와 이미지 센서 사이의 광 경로 내에 위치되며, 렌즈 높이 및 광축을 갖는 렌즈를 포함하는 폴디드 카메라로서, 상기 폴디드 카메라는 500㎛ 이상만큼 상기 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 갖는 폴디드 카메라를 제공한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 폴디드 카메라는 400㎛ 이상만큼 상기 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 가질 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 상기 폴디드 카메라는 250㎛ 이상만큼 상기 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 가질 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 상기 폴디드 카메라는 듀얼-카메라에 직립형 카메라와 함께 포함될 수 있다.
일 실시 예에서, 오토-포커스(AF) 및 광학 이미지 안정화(OIS)를 위한 렌즈 광축을 갖는 렌즈를 작동시키기 위한 액츄에이터로서, 상기 액츄에이터는 OIS 코일 평면을 갖는 OIS 코일 및 AF 코일 평면을 갖는 AF 코일을 포함하는 고정 서브-어셈블리; 및 상기 고정 서브-어셈블리에 대해 이동 가능하며, 상기 렌즈를 유지하는 렌즈 홀더를 포함하는 렌즈 작동 서브-어셈블리를 포함하고, 상기 OIS 코일 평면은 상기 AF 코일 평면에 수직이고, 상기 렌즈 광축은 상기 OIS 코일 평면과 상기 AF 코일 평면 사이에 위치하는 액츄에이터를 제공한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 고정 서브-어셈블리는 복수의 상부 스텝핑 요크를 더 포함하고, 상기 렌즈 작동 서브-어셈블리는 상기 복수의 상부 스텝핑 요크에 결합된 복수의 스텝핑 자석을 더 포함하고, 상기 복수의 스텝핑 요크 및 상기 복수의 스텝핑 자석은 스텝핑을 위해 상기 렌즈 광축에 수직인 방향으로 스텝핑 력을 생성하도록 작동 가능하다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 또는 하기의 액츄에이터는 고정 서브-어셈블리와 상기 렌즈 상부 작동 서브-어셈블리 사이에 위치된, AF 및 OIS를 위한 중간 작동 서브-어셈블리를 더 포함한다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 고정 서브-어셈블리는 위치 센싱을 수행하기 위해 상기 스텝핑 자석들 중 하나와 함께 사용되는 OIS 홀 센서 바를 더 포함한다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 복수의 스텝핑 요크들 중 일부 요크들은 제 1 표면 상에 위치되고, 상기 복수의 스텝핑 요크들 중 다른 요크들은 제 2 표면 상에 위치되고, 상기 제 1 및 제 2 표면은 평행하다.
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 액츄에이터는 폴디드 카메라에 포함될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 렌즈 광축을 갖는 렌즈; 제 1 방향으로부터 제 2 방향으로 광을 폴딩하기 위한 광 경로 폴딩 요소로서, 상기 제 2 방향은 상기 렌즈 광축과 실질적으로 정렬되고; 이미지 센서; 및 오토포커스(AF) 및 광학 이미지 안정화(OIS)를 위해 상기 렌즈를 작동시키는 액츄에이터로서, 상기 액츄에이터는 AF 평면내에 위치하며, AF 방향으로 렌즈를 이동시키도록 작동하는 AF 코일을 포함하는 AF 보이스 코일 모터(VCM), 및 OIS 평면내에 위치하며, OIS 방향으로 렌즈를 이동시키도록 작동하는 OIS 코일을 포함하는 OIS VCM을 포함하고, 상기 AF 평면 및 상기 OIS 평면은 서로 수직이고, 상기 2 개의 VCM은 상기 제 1 및 제 2 방향에 의해 정의되는 평면의 대향 측면에 위치하는 폴디드 카메라를 제공한다.
본 명세서에 개시된 실시 형태의 비-제한적인 예가 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 아래에 설명된다. 둘 이상의 도면에서 나타내는 동일한 구조, 요소 또는 부품은 일반적으로 모든 도면들에서 동일한 번호로 표시된다. 도면 및 설명은 본 명세서에 개시된 실시 예를 나타내고 명료하게 하기 위한 것이지 어떠한 방식으로도 제한을 가하는 것으로 간주되어서는 안된다. 도면들에서:
도 1a는 본 명세서에 개시된 폴디드 카메라의 실시 예를 도시한다;
도 1b는 도 1a의 폴디드 카메라의 절개선 A-A 및 B-B를 따른 단면을 도시한다;
도 1c는 본 명세서에 개시된 다른 폴디드 카메라를 도시한다;
도 1d는 도 1c의 폴디드 카메라의 라인 B'-B'를 따라 절개된 측단면을 도시한다;
도 2a는 본 명세서에 개시된 폴디드 카메라의 구성요소들을 개략적으로 도시한다;
도 2b는 본 명세서에 개시된 하단 개구를 갖는, 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 실시 예를 상부 사시도로 도시한다;
도 2c는 상부 엔벨롭을 구비하지 않은 도 2b의 액츄에이터 실시 예를 상부 사시도로 도시한다;
도 2d는 도 2b의 액츄에이터 실시 예를 하부 사시도로 도시한다;
도 2e는 섹션 C-C 및 D-D 사이의 섹션을 따른 전방 단면도로 도 2b의 액츄에이터 실시예를 도시한다;
도 2f는 도 2b 내지 도 2e에서와 같은 렌즈 액츄에이터를 포함하는 높이 감소된 폴디드 카메라의 실시 예를 도시한다;
도 2g는 도 2f의 폴디드 카메라 실시 예의 절단선 D'-D'를 따른 측면 절개도를 도시한다;
도 3a는 본 명세서에 개시된 상단 개구를 갖는 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 실시 예를 상부 사시도로 도시한다.
도 3b는 상부 엔벨롭을 구비하지 않은 도 3a의 액츄에이터 실시 예를 도시한다;
도 3c는 도 3a의 액츄에이터 실시 예를 하부 사시도로 도시한다;
도 3d는 도 3b의 액츄에이터 실시 예를 하부 사시도로 도시한다;
도 3e는 도 3a의 섹션 A-A 및 B-B 사이의 섹션을 따른 전방 단면도로 도 3a 내지 도 3d의 액츄에이터 실시 예를 도시한다;
도 4a는 본 명세서에 개시된 상단 개구 및 하단 개구를 갖는 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 실시 예를 도시한다;
도 4b는 분리된 상부 엔벨롭을 갖는 도 4a의 액츄에이터 실시 예를 하부 사시도로 도시한다;
도 4c는 상단 개구 및 하단 개구를 갖는 도 4a의 액츄에이터 실시 예를 하부 사시도로 도시한다;
도 4c는 도 4a의 섹션 H-H 및 I-I 사이의 단면도로 액츄에이터 실시 예를 도시한다;
도 5a는 도 4a 내지 도 4c의 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 분해도를 도시한다;
도 5b는 도 4a 내지 도 4c의 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 또 다른 분해도를 도시한다;
도 6은 본 명세서에 개시된 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터에서의 전자 서브-어셈블리의 분해도를 도시한다;
도 7은 본 명세서에 개시된 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 베이스 서브-어셈블리의 분해도를 도시한다;
도 8은 본 명세서에 개시된 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 렌즈 서브-어셈블리의 분해도를 도시한다;
도 9는 본 명세서에 개시된 높이 감소된 렌즈 액츄에이터의 OIS/AF 플레이트 서브-어셈블리의 분해도를 도시한다;
도 10a는 본 발명의 일부 양태에 따른 폴디드 카메라 렌즈 서브-어셈블리의 실시 예 및 다양한 부품들의 분해도를 도시한다;
도 10b는 일측 뷰로부터 렌즈 광축에 대한 AF 및 OIS 코일의 포지셔닝을 도시한다;
도 10c는 또 다른 뷰로부터 렌즈 광축에 대한 AF 및 OIS 코일의 포지셔닝을 도시한다;
도 10d는 추가된 상단 개구를 갖는 도 10a의 렌즈 서브-어셈블리 내의 엔벨롭을 도시한다;
도 10e는 추가된 하단 개구를 갖는 도 10a의 렌즈 서브-어셈블리 내의 하부 플레이트를 도시한다;
도 11a 및 도 11b는 렌즈 서브-어셈블리 내의 제 1 VCM 액츄에이터의 2 가지 관점에서의 분해도를 도시한다;
도 11c 및 11d는 중간 섀시 내의 레일 및 베이스 내의 레일을 각각 도시한다;
도 12a 및 도 12b는 렌즈 서브-어셈블리 내의 제 2 VCM 액츄에이터의 2 가지 관점에서의 분해도를 도시한다;
도 12c 및 12d는 중간 섀시 내의 레일 및 베이스 내의 레일을 각각 도시한다;
도 13a 및 도 13b는 작동과 관련된 렌즈 서브-어셈블리의 부품들을 도시한다;
도 14a 및 도 14b는 상부 작동 서브-어셈블리를 분해 사시도 및 조립된 도면을 각각 도시한다;
도 14c 및 14d는 도 14a, 도 14b 및 프리즘의 상부 작동 서브-어셈블리의 광축을 따른 단면도로 2 개의 상이한 실시 예를 도시한다;
도 15는 전술한 또는 아래에 개시된 액츄에이터를 구비한 직립형 카메라 및 폴디드 카메라를 포함하는 듀얼-카메라의 실시 예를 도시한다.
도 1a는 본 명세서에 개시된 폴디드 카메라의 실시 예를 도시한다;
도 1b는 도 1a의 폴디드 카메라의 절개선 A-A 및 B-B를 따른 단면을 도시한다;
도 1c는 본 명세서에 개시된 다른 폴디드 카메라를 도시한다;
도 1d는 도 1c의 폴디드 카메라의 라인 B'-B'를 따라 절개된 측단면을 도시한다;
도 2a는 본 명세서에 개시된 폴디드 카메라의 구성요소들을 개략적으로 도시한다;
도 2b는 본 명세서에 개시된 하단 개구를 갖는, 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 실시 예를 상부 사시도로 도시한다;
도 2c는 상부 엔벨롭을 구비하지 않은 도 2b의 액츄에이터 실시 예를 상부 사시도로 도시한다;
도 2d는 도 2b의 액츄에이터 실시 예를 하부 사시도로 도시한다;
도 2e는 섹션 C-C 및 D-D 사이의 섹션을 따른 전방 단면도로 도 2b의 액츄에이터 실시예를 도시한다;
도 2f는 도 2b 내지 도 2e에서와 같은 렌즈 액츄에이터를 포함하는 높이 감소된 폴디드 카메라의 실시 예를 도시한다;
도 2g는 도 2f의 폴디드 카메라 실시 예의 절단선 D'-D'를 따른 측면 절개도를 도시한다;
도 3a는 본 명세서에 개시된 상단 개구를 갖는 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 실시 예를 상부 사시도로 도시한다.
도 3b는 상부 엔벨롭을 구비하지 않은 도 3a의 액츄에이터 실시 예를 도시한다;
도 3c는 도 3a의 액츄에이터 실시 예를 하부 사시도로 도시한다;
도 3d는 도 3b의 액츄에이터 실시 예를 하부 사시도로 도시한다;
도 3e는 도 3a의 섹션 A-A 및 B-B 사이의 섹션을 따른 전방 단면도로 도 3a 내지 도 3d의 액츄에이터 실시 예를 도시한다;
도 4a는 본 명세서에 개시된 상단 개구 및 하단 개구를 갖는 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 실시 예를 도시한다;
도 4b는 분리된 상부 엔벨롭을 갖는 도 4a의 액츄에이터 실시 예를 하부 사시도로 도시한다;
도 4c는 상단 개구 및 하단 개구를 갖는 도 4a의 액츄에이터 실시 예를 하부 사시도로 도시한다;
도 4c는 도 4a의 섹션 H-H 및 I-I 사이의 단면도로 액츄에이터 실시 예를 도시한다;
도 5a는 도 4a 내지 도 4c의 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 분해도를 도시한다;
도 5b는 도 4a 내지 도 4c의 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 또 다른 분해도를 도시한다;
도 6은 본 명세서에 개시된 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터에서의 전자 서브-어셈블리의 분해도를 도시한다;
도 7은 본 명세서에 개시된 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 베이스 서브-어셈블리의 분해도를 도시한다;
도 8은 본 명세서에 개시된 높이 감소된 폴디드 렌즈 액츄에이터의 렌즈 서브-어셈블리의 분해도를 도시한다;
도 9는 본 명세서에 개시된 높이 감소된 렌즈 액츄에이터의 OIS/AF 플레이트 서브-어셈블리의 분해도를 도시한다;
도 10a는 본 발명의 일부 양태에 따른 폴디드 카메라 렌즈 서브-어셈블리의 실시 예 및 다양한 부품들의 분해도를 도시한다;
도 10b는 일측 뷰로부터 렌즈 광축에 대한 AF 및 OIS 코일의 포지셔닝을 도시한다;
도 10c는 또 다른 뷰로부터 렌즈 광축에 대한 AF 및 OIS 코일의 포지셔닝을 도시한다;
도 10d는 추가된 상단 개구를 갖는 도 10a의 렌즈 서브-어셈블리 내의 엔벨롭을 도시한다;
도 10e는 추가된 하단 개구를 갖는 도 10a의 렌즈 서브-어셈블리 내의 하부 플레이트를 도시한다;
도 11a 및 도 11b는 렌즈 서브-어셈블리 내의 제 1 VCM 액츄에이터의 2 가지 관점에서의 분해도를 도시한다;
도 11c 및 11d는 중간 섀시 내의 레일 및 베이스 내의 레일을 각각 도시한다;
도 12a 및 도 12b는 렌즈 서브-어셈블리 내의 제 2 VCM 액츄에이터의 2 가지 관점에서의 분해도를 도시한다;
도 12c 및 12d는 중간 섀시 내의 레일 및 베이스 내의 레일을 각각 도시한다;
도 13a 및 도 13b는 작동과 관련된 렌즈 서브-어셈블리의 부품들을 도시한다;
도 14a 및 도 14b는 상부 작동 서브-어셈블리를 분해 사시도 및 조립된 도면을 각각 도시한다;
도 14c 및 14d는 도 14a, 도 14b 및 프리즘의 상부 작동 서브-어셈블리의 광축을 따른 단면도로 2 개의 상이한 실시 예를 도시한다;
도 15는 전술한 또는 아래에 개시된 액츄에이터를 구비한 직립형 카메라 및 폴디드 카메라를 포함하는 듀얼-카메라의 실시 예를 도시한다.
도 1a는 폴디드 카메라(100)의 일 실시 예를 도시한다. 폴디드 카메라(100)는 렌즈(104)를 이동시키는 렌즈 액츄에이터(102), OPFE(예컨대, 프리즘, 거울 등)(106) 및 이미지 센서(108)를 포함한다. 카메라(100)는 촬영된 객체 또는 장면(110)을 이미지화하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 제 1 방향("입사 광축"이라고도 함)(112)을 따라 객체 또는 장면(110)의 방향으로부터 들어오는 광은 OPFE(106)로 입사하고, 제 2 방향("렌즈 광축"이라고도 함)으로 폴딩되고, 렌즈 액츄에이터(102)로 입사한 다음, 이미지 센서(108)에 도달한다. 렌즈(104)는 하나의 렌즈 배럴 또는 복수의 렌즈 배럴 내에 유지될 수 있는 여러 개의 렌즈 요소를 포함할 수 있다. 렌즈(104)는 고정 초점 길이 또는 변하는(가변) 초점 길이( "줌 렌즈")를 가질 수 있다. 렌즈(104)는 예컨대 포커스(또는 오토포커스-AF) 또는 광학 이미지 안정화(OIS)의 목적으로 이동(작동)될 수 있다. 렌즈(104)의 작동은 에어 갭이 렌즈와 엔벨롭(122)(도 1b 참조)과 같은 다른 정지 부품 사이에 유지되어야 함을 나타낸다. 폴디드 카메라(100)는 (PCT/IB2017/052383에서와 같이) OPFE(106)를 위한 작동 메커니즘, 미광 및 기계적 손상을 방지하기 위한 이미지 센서(108)용 하우징(간략화를 위해 도시되지 않음), 및 단순함을 위해 도시되지 않은 다른 구성들과 같은 다른 부품들을 포함할 수 있다. 이러한 폴디드 카메라의 동작에 대한 보다 상세한 설명은 공동 소유된 특허 출원 PCT/IB2015/056004, PCT/IB2016/052179 및 PCT/IB2017/058403에서 발견될 수 있으며, 이들 모두는 본원에 참고로 포함된다.
도 1b는 도 1a에 도시된 절개선 A-A 내지 B-B을 따른 렌즈 액츄에이터(102)의 단면을 도시한다. 렌즈 액츄에이터(102)는 엔벨롭(122)의 상단(상부) 섹션(또는 "측면")(126)의 외부면(140)과 엔벨롭(122)의 하단(하부) 섹션(130)의 외부면(128) 사이에서 액츄에이터 높이(HA)(102)를 갖는다. 상기 상단 및 하부 엔벨롭 섹션들은 제 1 방향(112)에 수직인 표면들을 갖는(즉, 제 1 방향(112)과 수직 정렬된 평면을 갖는) 평면 부재일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "상단" 또는 "상부"라는 용어는 Y를 따라 객체 또는 장면(110)에 근접하고 대향하는 렌즈 액츄에이터(및 폴디드 카메라)의 측면을 지칭하는 반면, "하단", "아래" 또는 "하부"라는 용어는 Y를 따라 이미지화된 객체 또는 장면으로부터 가장 멀리 있고 멀리서 대향하는(facing away) 렌즈 액츄에이터(및 폴디드 카메라)의 측면을 지칭한다. 높이 HA(102)는 아래에 기술되는 바와 같이, Y 축을 따라 또는 제 1 광축(112)에 평행하게 측정된다. 본원에 사용된 "높이", "부품 높이", "모듈 높이", "액츄에이터 높이" 또는 "카메라 높이"는 Y 축을 따른, 즉 렌즈 광축(114)에 수직이며 객체를 대향하는 입사 광축(112)에 평행한 축을 따라 각 대상의 치수를 지칭한다.
액츄에이터 높이(HA)(102)는 렌즈(104)의 렌즈 높이(HL), 상부 높이 페널티(134) 및 하부 높이 페널티(136)의 합이다. 상부 높이 페널티(134)는 렌즈의 최상부 표면(138)과 외부 상단 표면(140) 사이의 거리로 정의된다. 하부 높이 페널티(136)는 렌즈의 최하부(하단) 표면(124)과 외부 하단 표면(128) 사이의 거리로 정의된다. 즉, 상부 높이 페널티(134)는 상부 엔벨롭 섹션(126)의 두께, 및 렌즈(104)와 상부 엔벨롭 섹션(126) 사이에 필요한 (예컨대, AF 및/또는 OIS를 위해 렌즈의 작동 및 이동을 가능하게 하는) 상부 에어 갭(142) 크기의 합이다. 하부 높이 페널티(136)는 하부 엔벨롭 섹션(130)의 두께, 및 렌즈(104)와 하부 엔벨롭 섹션(130) 사이에 필요한 (예컨대, AF 및/또는 OIS를 위해 렌즈의 작동 및 이동을 가능하게 하는) 하부 에어 갭(144) 크기의 합이다. 이어서, 높이 HA(102)는 Y 방향(즉, HL)으로의 렌즈의 가장 큰 치수 + 필요한 에어 갭(142, 144) + 상부 및 하부 엔벨롭 섹션들(126, 130)의 두께의 합이다. 즉, 렌즈 액츄에이터 높이(HA)(102)는 Y 방향을 따른 액츄에이터(120)의 최대 치수이다.
도 1c는 카메라(100)과 유사한 또 다른 폴디드 카메라(150)를 도시한다. 카메라(150)는 렌즈를 유지하는 렌즈 액츄에이터(102)를 갖는 렌즈 액츄에이터 섹션, 이미지 센서를 포함하며 높이(HS)를 갖는 이미지 센서 홀더 섹션(152), 및 OPFE(106)을 포함하며 높이HP를 갖는 프리즘 홀더 섹션(154)을 포함한다. 추가적으로, 적외선(IR) 필터(156)는 렌즈(104)와 이미지 센서(108) 사이에 위치될 수 있다. 도 1d는 도 1c에 도시된 라인 B'-B'를 따른 카메라(150)의 측면 절개도를 도시한다. 카메라(150)에서, 폴디드 카메라 높이 HFC는 HP, HS 및 HA(102)의 최대 값에 의해 제한된다. 따라서, HFC는 렌즈 액츄에이터 높이 HA(102)에 의해 제한될 수 있고, HA(102)에서의 감소는 HFC의 감소를 초래할 수 있다. 바꾸어 말하면, 폴디드 카메라 높이는 렌즈 액츄에이터 높이에 의해 결정(및 렌즈 액츄에이터 높이와 같을 수도 있다)될 수 있다.
도 2a는 본 명세서에 개시된 폴디드 카메라의 요소들(200)을 예시적인 좌표 시스템(XYZ)에서 개략적으로 도시한다. 폴디드 카메라(200)는 상단 개구(203), 렌즈(204), OPFE(206) 및 이미지 센서(208)를 갖는 높이 감소된 렌즈 액츄에이터(202)를 포함한다(도 2 내지 도 9 참조).
OPFE(206)는 Y 방향에 평행한 제 1 방향(입사 광축)(212)을 따라 객체 또는 장면(210)으로부터 들어오는 광을, 이미지 센서(208)를 향하여 Z 방향에 평행한 제 2 방향(렌즈 광축)(214)으로 폴딩한다.
도 2b 내지 도 2e는 렌즈 액츄에이터(202)의 다양한 도면을 제공한다. 도 2b는 렌즈 액츄에이터(202)의 상부 사시도를 도시하고, 도 2c는 상부 엔벨롭 섹션(216)이 없는 렌즈 액츄에이터(202)의 상부 사시도를 도시한다. 도 2d는 분리된 상부 엔벨롭 섹션(216)을 갖는 렌즈 액츄에이터(202)의 하부 사시도를 도시한다. 화살표(260)는 상부 엔벨롭 섹션(216)이 설치되는 방향을 도시한다. 도 2e는 도 2a에서의 섹션 C-C 및 D-D 사이의 단면도로 렌즈 액츄에이터(202)를 도시한다. 상단 개구(203)는 렌즈 액츄에이터(102)의 상부 높이 페널티(134)보다 작은 상부 높이 페널티(234)를 가능하게 한다. 상부 높이 페널티(에어-갭)(234)는 렌즈 상부 표면(238)과 상부 엔벨롭 섹션(216)의 외부 상부 표면(224) 사이에서 측정된다. 상부 높이 페널티(에어-갭)(234)는 제 1 방향(Y 축)을 따라 측정된 렌즈 상부 표면(238)과 외부 상부 표면(224) 사이의 에어-갭의 크기와 동일하다. 제 2 에어 갭(232)은 에어 갭(234)에 대해 렌즈(204)의 정반대로 대향하는 측에 위치된다. 에어 갭(232)은 렌즈(204)와 하부 엔벨롭 섹션(220)의 내부 표면(236) 사이에 있고, 하부 엔벨롭 섹션(220)에 대해 렌즈(204)의 이동을 가능하게 한다. 일부 실시 예에서, HA(202)는 렌즈 높이(HL), 2 개의 에어 갭(234, 232)의 크기, 및 하부 엔벨롭 섹션(220)의 두께를 합한 것과 동일하다. 예시적으로, 에어 갭(234 및/또는 232)의 크기는 50-150㎛일 수 있고, 하부 엔벨롭 섹션(220)의 두께는 100-150㎛이고, 렌즈 액츄에이터 높이(HA)(202)는 HL + 250㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 다른 모든 치수가 동일하면, 폴디드 카메라(200)의 렌즈 액츄에이터 높이(HA)(202)는 폴디드 카메라(100)의 렌즈 액츄에이터 높이(HA)(102)보다 작을 것이다.
도 2f는 폴디드 카메라(200)와 유사하며 본 명세서에 개시된 폴디드 카메라(250)의 또 다른 실시 예를 도시한다. 카메라(250)는 렌즈 액츄에이터 높이(HA)(202)를 가지며 렌즈(204)를 이동시키는 렌즈 액츄에이터(202)를 포함한다. 이미지 센서(208)는 이미지 센서 홀더(252) 내에 유지된다. OPFE(206)는 프리즘 홀더(254)내에 유지된다. 추가적으로, 일부 실시 예에서, IR 필터(256)는 선택적으로 렌즈(204)와 이미지 센서(208) 사이에 위치된다. 도 2g는 도 2f에 도시된 라인 D'-D'을 따른 카메라(250)의 측면 절개도를 도시한다. 카메라(250)에서, 폴디드 카메라 높이 HFC는 HA(202), HP 및 HS의 최대치에 의해 제한된다. 따라서, 감소된 HA(202)는 HFC의 감소로 이어질 수 있다.
대안적으로, 소정의 폴디드 카메라 높이에 대해, 보다 우수한 광학 특성을 갖는 더 높은 렌즈(즉, 큰 HL를 갖는 렌즈)가 개구가 없는 디자인에 비해, 개구를 갖는 디자인에 사용될 수 있다. 명백하게, 카메라(250)의 디자인은 동일한 광학적 특성에 대해 더 낮은 카메라 높이를 갖거나, 동일한 카메라 높이에 대해 보다 우수한 광학적 특성을 가짐으로써, 카메라(150)의 디자인에 비해 이점을 갖는다.
도 3a 내지 도 3e는 렌즈 액츄에이터(302)의 제 2 실시 예의 다양한 도면을 제공하는데, 여기서 렌즈 액츄에이터 엔벨롭(314)는 하단 뚜껑(306)내에 하단 개구(304)를 갖는다. 렌즈 액츄에이터(302)는 렌즈 액츄에이터(202)와 유사하며, 유사한 방식으로 폴디드 카메라(200)와 같은 폴디드 카메라내에 설치될 수 있다. 도 3a는 렌즈(310)를 작동시키는 렌즈 액츄에이터(302)를 상부 사시도로 도시하고, 도 3b는 상부 엔벨롭 섹션이 없는 렌즈 액츄에이터(302)를 상부 사시도로 도시한다. 도 3c는 렌즈 액츄에이터(302)를 하부 사시도로 도시한다. 도 3d는 상부 엔벨롭 섹션이 없는 렌즈 액츄에이터(302)를 하부 사시도로 도시하고, 도 3e는 도 3a의 섹션들 E-E 및 F-F 사이의 단면도로 렌즈 액츄에이터(302)를 도시한다. 하단 개구(304)는 하부 높이 페널티(에어 갭)를 허용하는데, 이는 제 1 방향(Y 축)을 따라 측정된 렌즈의 하부 표면(324)과 하부 엔벨롭 섹션(306)의 외부 바닥 표면(328) 사이의 에어 갭과 동일하다. 즉, 하부 높이 페널티(336)는 도 1의 하부 높이 페널티(136)보다 작다. 제 2 에어 갭(332)은 에어 갭(336)에 대해 렌즈(310)의 정반대로 대향하는 측에 위치된다. 에어 갭(232)은 렌즈(310)와 상부 엔벨롭 섹션(360)의 내부 표면(362) 사이에 존재하며, 상부 엔벨롭 섹션(360)에 대해 렌즈(310)의 이동을 가능하게 한다. 일부 실시 예에서, HA(302)는 HL, 2 개의 에어 갭(332, 336)의 크기, 및 상부 엔벨롭 섹션(360)의 두께를 합한 것과 동일하다. 예시적으로, 각각의 에어 갭(332, 336)의 높이는 50-150㎛일 수 있고, 상부 엔벨롭 섹션(360)의 두께는 100-150㎛일 수 있고, HA(302)는 렌즈 높이 HL + 250㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 다른 모든 치수는 동일하면, 카메라(300)의 렌즈 액츄에이터 높이(HA)(302)는 카메라(100)의 렌즈 액츄에이터 높이(HA)(102)보다 작을 것이다. 렌즈 액츄에이터(202)와 유사하게, 렌즈 액츄에이터(302)는 폴디드 카메라의 높이(HFC)가 렌즈 액츄에이터의 높이(HA)(302)와 동일하게 되도록, 폴디드 카메라에서 OPFE와 이미지 센서 사이에 결합될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 렌즈(410)를 작동시키는 폴디드 렌즈 액츄에이터(402)의 제 3 실시 예의 다양한 도면을 제공하는데, 여기서 렌즈 액츄에이터 엔벨롭(414)은 하단 개구 및 상단 개구 모두를 갖는다. 도 4a는 렌즈 액츄에이터(402)를 상부 사시도로 도시하고, 도 4b는 분리된 상부 엔벨롭 섹션(416)을 갖는 렌즈 액츄에이터(402)를 하부 사시도로 도시하고, 도 4c는 렌즈 액츄에이터(402)를 도 4a의 섹션 G-G 및 H-H 사이의 단면도로 도시한다. 화살표(460)는 상부 엔벨롭 섹션(216)이 설치되는 방향을 도시한다. 렌즈 액츄에이터(402)는 렌즈 액츄에이터(202)의 개구(203)와 같이 개구(403)를 갖는 상부 엔벨롭 섹션(416), 및 렌즈 액츄에이터(302)의 개구(304)와 같이 개구(404)를 갖는 하부 엔벨롭 섹션(406)을 포함한다. 두개의 개구들(403, 404)이 렌즈(410)의 정반대로 대향된 측면상에 위치된다. 따라서, 렌즈 액츄에이터(402)는 렌즈 액츄에이터(202)의 상단 개구(203)와 렌즈 액츄에이터(302)의 하단 개구(304)에 의해 제공되는 이점들을 결합하여, 액츄에이터(102, 202, 302)의 렌즈 액츄에이터 높이보다 작은 최종 렌즈 액츄에이터 높이(HA)(402)를 가질 수 있다. 일부 실시 예에서, 렌즈 액츄에이터 높이(HA)(402)는 렌즈 높이와 2 개의 에어 갭(418, 432)의 크기를 합한 것과 같다. 예시적으로, 각각의 에어 갭(418, 432)의 크기는 50-150㎛일 수 있고 렌즈 액츄에이터 높이 HA(402)는 HL + 100㎛ 또는 250㎛ 또는 300㎛와 동일할 수 있다. 렌즈 액츄에이터(202)와 마찬가지로, 렌즈 액츄에이터(402)는 폴디드 카메라에서 OPFE와 이미지 센서 사이에 결합될 수 있어, 폴디드 카메라의 높이(HFC)가 렌즈 액츄에이터 HA의 높이(402)와 동일하게 될 수 있다.
도 5a, 도 5b, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9는 VCM 액츄에이션을 이용한 하나의 예시적인 렌즈 액츄에이터 설계를 도시한다. 이러한 설계는 렌즈 액츄에이터(202, 302, 402)의 엔벨롭 디자인과 함께 사용될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 각각 VCM(502)의 하부 분해 사시도 및 상측 분해 사시도를 도시한다. VCM(502)은 엔벨롭(506), OIS/AF 플레이트 서브-어셈블리(508), 4 개의 상부 볼(510), 렌즈 캐리어 서브-어셈블리(512), 렌즈(514), 4 개의 하부 볼(516), 전자 서브-어셈블리(530), 베이스 서브-어셈블리(540) 및 하부 플레이트(522)를 포함한다. VCM(502)은 예컨대 포커싱 및 광학 이미지 안정화를 위해, 상기 임의 렌즈들을 2 개의 직교 방향으로 작동시킬 수 있다.
도 6은 전자 서브-어셈블리(530)의 분해도를 도시한다. 전자 서브-어셈블리(530)는 OIS 홀 바 센서(602), OIS 코일(604), AF 홀 바 센서(606), 제 1 강성(rigid) 프린트 기판 회로(608), 제 2 강성 PCB(610) 및 플렉스 PCB(612)를 포함한다. 상기 또는 하기의 임의의 렌즈들의 이동(움직임) 제어는 홀 바 센서(602, 606)에 의해 가능하게 되는 위치 센싱을 이용하여 폐 루프 모드로 수행될 수 있다.
도 7은 베이스 서브-어셈블리(540)의 분해도를 도시한다. 베이스 서브-어셈블리(540)는 AF VCM(704), AF 스텝핑 요크(702) 및 베이스(706)를 포함한다.
도 8은 렌즈 캐리어 서브-어셈블리(512)의 분해도를 도시한다. 렌즈 캐리어 서브-어셈블리(512)는 0IS VCM 자석(804), OIS 센싱 자석(802) 및 렌즈 캐리어(806)를 포함한다.
도 9는 OIS/AF 플레이트 서브-어셈블리(508)의 분해도를 도시한다. OIS/AF 플레이트 서브-어셈블리(408)는 AF 모터 자석(902), OIS 스텝핑 요크(904) 및 OIS/AF 플레이트(906)를 포함한다.
도 10 내지 도 14는 VCM 액츄에이션을 사용하는 또 다른 예시적인 렌즈 액츄에이터 설계를 도시한다. 도 10a는 본 발명의 일부 양태에 따른 VCM 액츄에이션을 이용하는 렌즈 액츄에이터(1004)의 분해도를 도시하고, 렌즈 액츄에이터(1004)는 렌즈 및 다른 기계 부품에 대한 보호 기능을 하는 엔벨롭(1014), 렌즈 광축(1012)을 갖는 렌즈(1016), 렌즈 캐리어(홀더)(1018), 복수의(예컨대, 4 개의) 스텝핑 자석들(1020a, b, c, d), 4 개의 상부 볼(1024), AF 자석(1026), 중간 섀시(1028), 4 개의 하부 볼(1030), 베이스(1032), 복수의(예컨대, 4 개의) 상부 스텝핑 요크(1034a, b, c, d), AF 홀 센서 바(1036), AF 코일(1038), OIS 코일(1040), 상기 전기적 부품들간의 전기적 연결 및 전기적 부품들의 배치를 위한 플랫폼으로 기능하는 PCB(1042), OIS 홀 센서 바(1044), 및 카메라 하단의 기계적 보호 기능을 하는 하부 플레이트(1048)를 포함한다. 일부 실시 예에서, 스텝핑 요크의 일부는 제 1 표면 상에 위치될 수 있고, 다른 스텝핑 요크는 제 2 표면 상에 위치될 수 있으며, 제 1 및 제 2 표면은 평행하다.
도 10b 및 도 10c는 2 개의 상이한 뷰로부터 렌즈 광축(1012)에 대한 AF 코일(1038) 및 OIS 코일(1040)의 포지셔닝을 도시한다. 각 코일은 두 개의 긴 치수(일반적으로 1-5mm 길이)와 하나의 짧은 치수(일반적으로 0.1-0.5mm 두께)를 갖도록, 스타디움 형태를 갖는다. 각각의 코일은 10 내지 30 옴의 예시적인 저항을 갖는 전형적으로 수십 수백 번의 권선(예컨대, 50 내지 250의 비-제한적 범위에서)을 갖는다. 이제부터, 코일의 긴 치수가 있는 평면은 각각의 "코일 평면"으로 간주될 것이다. 도시된 예에서, OIS 코일(1040)의 "OIS 코일 평면"은 XZ 평면에 평행하며, 즉 그것의 두 개의 긴 치수는 XZ 평면에 있고, 짧은 치수는 Y 축을 따른다. 도시된 예에서, AF 코일(1038)의 "AF 코일면"은 YZ 평면에 평행하며, 즉 그것의 두 개의 긴 치수는 YZ 평면에 있고, 짧은 치수는 X 축을 따른다. 따라서, 이 예에서, OIS 코일 평면은 AF 코일 평면에 수직이다. 일 실시 예에서, OIS 코일(1040)은 OIS 자석(1022)과 대향한다(도 10a 참조). OIS 자석은 고정(즉, 영구 자석) 자석이다. 자석(1022)은 그것이 변화하는 자기장 극성을 갖도록 제조(예컨대, 소결, 절단)될 수 있다: 양의 X 사이즈에서, OIS 자석(1022)은 음의 Y 방향을 향하는 자기장을 가지는 반면, 음의 X 측에서, OIS 자석(1022)은 양의 Y 방향을 향하는 자기장을 갖는다. OIS 코일(1040)에서 전류의 구동시, 로렌츠 힘은 OIS 코일(1040) 상의 OIS 자석(1022)의 자기장에 의해 음 또는 양의 Y 방향으로 생성된다. 결과적으로, OIS 자석(1022)에는 Y 방향으로 동일한 힘이 가해진다. XZ 평면에 OIS 코일(1040)을 갖는 것은, 작동 중에 OIS 자석이 OIS 코일(1022)로부터 일정 거리에 유지된다는 이점을 갖는다. 즉, OIS를 위한 로렌츠 힘은 상이한 AF 위치에 대해 균일하고, OIS 위치 판독은 OIS 동작에 대해 선형이며, 상이한 AF 위치에 대해 균일하다.
도 10b의 실시 예에서, 렌즈 광축(1012)은 Z 방향에 있다. OIS 및 AF 평면 각각은 렌즈 광축(1012)과 평행하다. 또한, 제 1 광축(1010) 및 제 2 (렌즈) 광축(1012)에 의해 정해지는 평면에 비해, OIS 코일 및 AF 코일은 이러한 평면의 반대 측 상에 위치한다. 이러한 특징은 두 개의 VCM의 자기 간섭을 감소시키는 이점을 갖는다.
일 실시 예에서, AF 코일(1038)은 AF 자석(1026)을 대향한다. AF 자석은 고정(즉, 영구 자석) 자석이다. AF 자석(1026)은 그것이 변화하는 자기장 극성을 갖도록 제조(예컨대, 소결, 절단)될 수 있다: 양의 Z 사이즈에서, AF 자석(1026)은 음의 X 방향을 향하는 자기장을 가지는 반면, 음의 Z 측에서, AF 자석은 양의 X 방향을 향하는 자기장을 갖는다. AF 코일(1038)에서의 전류의 구동시, 로렌츠 힘은 AF 코일(1038)상의 AF 자석(1026)의 자기장에 의해 음 또는 양의 Z 방향으로 생성된다. 결과적으로, 동일한 힘이 Z 축 방향으로 AF 자석(1026)에 가해진다. YZ 평면에 AF 코일(1038)을 갖는 것은, 작동 중에, AF 자석이 OIS 코일(1040)로부터 일정한 거리에 유지된다는 이점을 갖는다. 즉, AF를 위한 로렌츠 힘은 상이한 OIS 위치에 대해 균일하고, AF 위치 판독은 AF 동작에 대해 선형이며, 상이한 OIS 위치에 대해 균일하다.
도 10d는 추가된 상단 개구(1062)를 가지며, VCM(1004)의 엔벨롭(1014)과 유사한 엔벨롭(1014')을 도시한다. 도 10e는 추가된 하단 개구(1064)를 가지며, VCM(1004)에서의 하부 플레이트(1048)와 유사한 하부 플레이트(1048')를 도시한다. 개구(1062, 1064)는 전술한 개구(203, 304)와 유사한 방식으로 VCM(1004)의 높이를 감소하는 것을 가능하게 한다. 상단 및 하단 개구의 이점에 관한 실시 예(202, 302, 402)의 모든 설명은 VCM(1004)의 설명에 적용 가능하고, VCM(1004)에서 사용될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 렌즈 액츄에이터(1004)에 포함된, 2개 관점으로부터의 제 1 VCM 액츄에이터(1100)의 분해도를 도시한다. 일 실시 예에서, VCM 액츄에이터(1100)는 AF를 위해 사용될 수 있다. 다른 예에서, VCM 액츄에이터(1100)는 OIS를 위해 사용될 수 있다. VCM 액츄에이터(1100)에서, 상부 작동 서브-어셈블리(1110)는 액츄에이터 축(1012)에 평행한 방향으로 AF 고정 서브-어셈블리(1120)에 대해 이동 가능하다. 상부 작동 서브-어셈블리(1110)는 렌즈(1016), 렌즈 홀더(1018), 중간 섀시(1028), AF 자석(1026)과 4 개의 스텝핑 자석(1020a, b, c, d), OIS 자석(1022), alc 4 개의 상부 볼(1024)을 포함한다. 중간 섀시(1028) 및 AF 자석(1026)은 중간 작동 서브-어셈블리(1130)를 형성한다. AF 고정 서브-어셈블리(1120)는 하부 스텝핑 요크(1050), OIS 홀 센서 바(1044), 프린트 회로 기판((1042), OIS 코일(1040), AF 코일(1038), AF 홀 센서 바(1036), 4 개의 상부 스텝핑 요크(1034a, b, c, d), 및 베이스(1032)(이것들 중 일부만이 도면에 도시된다)를 포함한다. 중간 작동 서브-어셈블리(1130)는 광학 축(1012)에 평행한 방향으로 AF 고정 서브-어셈블리(1120)에 대해 이동 가능하고, 광학 축(1012)에 수직인 방향으로 렌즈 작동 서브-어셈블리(1210)에 대해 이동 가능하다.
도 11c 및 도 11d는 중간 섀시(1028) 내의 4 개의 레일(1052) 및 베이스(1032) 내의 4 개의 레일(1054)을 각각 도시한다. 레일들(1052) 중 하나가 도 11d에서 보이지 않지만, 당업자라면 그 위치가 다른 보이는 레일과 대칭임을 이해할 수 있다.
VCM 액츄에이터(1100)에서, 4 개의 레일들(1052) 각각은 레일(1054)들 각각의 하나의 레일을 대향하고 있고, 하부 볼들(1030) 중 하나의 볼이 레일들 사이에 있다. 레일 및 볼 구조는 AF 고정 서브-어셈블리(1120)에 대한 상부 작동 서브-어셈블리(1110)의 움직임(이동)을 광축(1012)에 평행한 방향으로 구속한다. 또한, 상부 작동 서브-어셈블리(1110)는 자석들(1020)과 상부 스텝핑 요크(1034)(이하 참조)의 자기력으로 인해, Y 방향으로 AF 고정 서브-어셈블리(1120) 쪽으로 당겨지고(pulled), 볼(1030)은 상부 작동 서브-어셈블리(1110)와 AF 고정 서브-어셈블리(1120) 사이의 거리를 Y 방향으로 일정하게 유지한다. 본 명세서에서, 이동하는 부품에 대한 "일정 거리"라는 용어는 이동 방향에 수직한 방향에서의 부품들간의 거리가 ± 10㎛, ± 30㎛, ± 50㎛, 또는 심지어 ± 100㎛의 공차로 일정한 것을 지칭한다.
도 12a 및 도 12b는 렌즈 서브-어셈블리(1004)에서의 제2 VCM 액츄에이터(1200)의 상측 분해 사시도 및 하측 분해 사시도를 도시한다. VCM 액츄에이터(1200)는 OIS 고정 서브-어셈블리(1220)에 대해 이동 가능한 렌즈 작동 서브-어셈블리(1210)를 포함한다. VCM 액츄에이터(1200)는 OIS를 위해 사용될 수 있다. 렌즈 작동 서브-어셈블리(1210)는 렌즈(1016), 렌즈 홀더(1018), 4 개의 스텝핑 자석(1020) 및 OIS 자석(1022)(이는 또한 상부 작동 서브-어셈블리(1110)의 일부이기도 하다)을 포함한다. OIS 고정 서브-어셈블리(1220)는 렌즈 홀더(1018), 중간 섀시(1028), AF 자석(1026), AF 고정 서브-어셈블리(1120) 및 4 개의 하부 볼(1030)을 포함한다.
도 12c 및 도 12d는 렌즈 캐리어(1018) 내의 4 개의 레일들(1056) 및 중간 섀시(1028) 내의 4 개의 레일들(1058)을 각각 도시한다. VCM 액츄에이터(1200)에서, 4 개의 레일들(1056) 각각은 레일(1058)들 각각의 하나의 레일을 대향하고 있고, 상부 볼들(1024) 중 하나의 볼이 레일들 사이에 있다. 레일 및 볼 구조는 OIS 고정 작동 서브-어셈블리(1220)에 대한 렌즈 작동 서브-어셈블리(1210)의 움직임(이동)을 광학 축(1012)에 수직인 방향으로 구속한다. 또한, 렌즈 작동 서브-어셈블리(1210)는 자석들(1020a, b, c, d)와 스텝핑 요크(1034a, b, c, d)의 자기력에 의해, Y 방향으로 OIS 고정 서브-어셈블리(1220) 쪽으로 당겨지고, 상부 볼들(1024)은 렌즈 작동 서브-어셈블리(1210)와 OIS 작동 서브-어셈블리(1220) 사이의 거리가 Y 방향으로 일정하도록 유지한다.
일부 실시 예에서, 렌즈 작동 서브-어셈블리는 중간 작동 서브-어셈블리가 그 사이에 유지된 상태에서 고정 서브-어셈블리를 향해 당겨진다.
AF를 위한 액츄에이터(1100)의 사용시, AF 코일(1038) 내의 전류는 AF 자석(1026) 상에 힘을 생성하여, 중간 섀시(1028)를 렌즈 광축(1012)에 평행한 방향, 예컨대 양 또는 음의 Z 방향을 따라 구동시킨다. 중간 섀시(1028)는 렌즈 작동 서브-어셈블리(1210)를 유지하고, AF 방향으로 이동하는 동안 렌즈 작동 서브-어셈블리(1210)를 함께 이동시키고, 그 결과 렌즈(1016)가 광학적 요구로 필요한 바와 같이, 이미지 센서(1006) 상에 초점을 맞추도록 작동한다. AF 이동은 중간 섀시(1028)에 위치된 4 개의 각각의 레일(1052) 및 베이스(1032)에 위치된 4 개의 양립가능한(compatible) 레일(1054) 내측의 4 개의 하부 볼들(1030)의 롤링 및/또는 슬라이딩에 의해 유도된다.
OIS를 위한 액츄에이터(1200)의 사용시, OIS 코일(1040) 내의 전류는 OIS 자석(1022)에 힘을 생성하여, 렌즈 광축(1012)에 직각이며 X 축(예시적인 좌표계 XYZ에 도시됨)에 평행한 방향으로 렌즈 캐리어(1018)를 구동시킨다. 이러한 이동 중에, (렌즈(1016)를 유지하는) 렌즈 캐리어(1018)는 임의의 OIS 방향의 렌즈와 함께 이동한다. OIS를 위한 이동은 렌즈 캐리어(1018) 상에 위치된 4 개의 레일(1056) 및 중간 섀시(1028) 상에 위치된 또 다른 4 개의 양립가능한 레일(1058) 내측의 4 개의 상부 볼(1024)의 롤링 및/또는 슬라이딩에 의해 유도된다.
렌즈 캐리어(1018) 상에 위치된 4 개의 스텝핑 자석(1020a, 1020b, 1020c, 1020d)은 AF 고정 서브-어셈블리(1120) 상에 위치된 4 개의 스텝핑 요크(1034a, 1034b, 1034c, 1034d)와 관련되어(associated), 광축(1012)에 수직인 방향의 화살표로 표시된 스텝핑 힘을 생성한다. 스텝핑 자석(1020a-d) 및 스텝핑 요크(1034a-d)는 도 13a에 도시되고, 도 13a는 VCM(1100)의 분해도를 도시하고, 도 13b에서 음의 Y 방향으로 향하는 힘 방향을 함께 갖는 자석 및 요크만을 도시한다. 일 실시 예에서, 렌즈 작동 서브-어셈블리(1210)는 OIS 고정 서브-어셈블리(1220)가 그 사이에 위치하는 동안, AF 고정 서브-어셈블리(1120) 쪽으로 당겨진다. 렌즈 작동 서브-어셈블리(1210)와 OIS 고정 서브-어셈블리(1220) 사이에 위치한 상부 볼들(1024)은 2 개의 서브-어셈블리들 사이의 접촉을 방지한다. 유사하게, OIS 고정 서브-어셈블리(1220)와 AF 고정 서브-어셈블리(1120) 사이에 위치된 하부 볼들(1030)은 2 개의 서브-어셈블리 사이의 접촉을 방지한다. 동시에, 4 개의 스텝핑 자석(1020)과 4 개의 스텝핑 요크(1034) 사이에 생성된 당김 힘은 액츄에이터(1100)를 하나의 유닛으로 유지하고, 모든 이동하는 부품이 분리되는 것을 방지한다. 일부 예에서, 3 개의 스텝핑 자석은 스텝핑만을 위해 사용되고, 4 번째 자석은 스텝핑 및 센싱을 위해 사용된다.
도 14a 및 도 14b는 상부 작동 서브-어셈블리(1110)의 분해 사시도 및 조립된 도면을 각각 도시한다. 일부 실시 예에서, 렌즈 캐리어(1018)는 광이 OPFE로부터 렌즈(1016)로 통과하게 하는 개구(1402)를 갖는다. 개구(1402)는 벽들(1404a, b, c, d)에 의해 둘러싸인다. 일 실시 예에서, 중간 섀시(1028)는 벽들(1406a, b, c, d)를 포함한다. 벽(1406b)은 기계적 강도를 부가하고 레일들 사이를 연결하는데 사용될 수 있다. 도 14c 및 14d는 상부 작동 서브-어셈블리(1110) 및 프리즘(1410)의 광축을 따른 단면에서의 2 개의 상이한 실시 예를 도시한다. 도 14c 및 14d에 도시된 실시 예는 벽들(1406b, 1404b)의 2 개의 상대적 위치를 나타낸다. 도 14c의 실시 예에서, 벽(1406b)은 벽(1404b) 아래(-Y 방향으로)에 위치된다.
대조적으로, 도 14d의 실시 예에서, 벽(1406b')은 벽(1406b)을 대체하고, 벽(1404b) 옆에(-Z 방향으로) 위치된다. 거리(1408)는 프리즘(1410)으로부터 상부 작동 서브-어셈블리(1110)의 최소 거리를 나타낸다. 거리(1408)는 기계적 요구에 의해 필요한 바와 같이, 광학적 요구 및 조립 공차에 의해 요구되는 바와 같이, AF를 위한 상부 작동 서브-어셈블리(1110)의 스트로크에 의해 결정된다. 거리(1408)는 두 구성에서 일정하다(도 14c, 도 14d). 따라서, 도 14c의 구성은, 광축 방향(-Z 방향)을 따른 더 짧은 액츄에이터, 즉 폴디드 카메라(1000) 길이에서의 감소(도 10a)를 가능하게 하기 때문에, 이점을 가진다.
도 15는 직립형 카메라(1502) 및 폴디드 카메라(1504)를 포함하는 듀얼 카메라(1500)를 도시한다. 폴디드 카메라(1504)는 전술한 임의의 액츄에이터/VCM과 같은 렌즈 액츄에이터, 예컨대 액츄에이터/VCM(102, 202, 302, 402, 502 또는 1004)을 포함할 수 있다.
이러한 개시사항은 제한된 수의 실시 예를 설명하지만, 그러한 실시 예의 많은 변형, 수정 및 다른 응용이 행해질 수 있음을 이해할 것이다. 일반적으로, 본 개시사항은 본 명세서에 설명된 특정 실시 예에 의해 제한되지 않고 첨부된 청구 항의 범위에 의해서만 제한되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 언급된 모든 참조 문헌은, 각각의 개별적인 참조 문헌이 구체적으로 및 개별적으로 참조로 여기에 포함되는 것으로 표시된 것과 동일한 정도로, 본 명세서에 참조로서 전체적으로 통합된다. 또한, 본 출원서의 임의의 참조 문헌의 인용 또는 식별은 그러한 참조 문헌이 본 출원서의 선행 기술로서 이용 가능하다는 인정으로 해석되어서는 안된다.
Claims (6)
- 오토-포커스(AF) 및 광학 이미지 안정화(OIS)를 위하여 렌즈 광축을 갖는 렌즈를 작동시키는 액츄에이터에 있어서, 상기 액츄에이터는,
a) OIS 코일 평면을 갖는 OIS 코일 및 AF 코일 평면을 갖는 AF 코일을 포함하는 고정 서브-어셈블리; 및
b) 상기 렌즈를 유지하는 렌즈 홀더를 포함하며 상기 고정 서브-어셈블리에 대해 이동 가능한 렌즈 작동 서브-어셈블리;를 포함하고,
상기 OIS 코일 평면은 상기 AF 코일 평면에 수직이고, 상기 렌즈 광축은 상기 OIS 코일 평면과 상기 AF 코일 평면 사이에 놓이는 액츄에이터. - 제 1 항에 있어서, 상기 고정 서브-어셈블리는 복수의 상부 스텝핑 요크들을 더 포함하고, 상기 렌즈 작동 서브-어셈블리는 상기 복수의 상부 스텝핑 요크들에 결합된 복수의 스텝핑 자석들을 더 포함하고, 상기 복수의 스텝핑 요크들 및 상기 복수의 스텝핑 자석들은 스텝핑을 위해 상기 렌즈 광축에 수직인 방향으로 스텝핑 력을 생성하도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고정 서브-어셈블리와 상기 렌즈 상부 작동 서브-어셈블리 사이에 위치된, AF 및 OIS를 위한 중간 작동 서브-어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
- 제 2 항에 있어서, 상기 고정 서브-어셈블리는 위치 센싱을 수행하기 위해 상기 스텝핑 자석들 중 하나와 함께 사용되는 OIS 홀 센서 바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
- 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 스텝핑 요크들 중 일부 요크들은 제 1 표면 상에 위치되고, 상기 복수의 스텝핑 요크들 중 다른 요크들은 제 2 표면 상에 위치되고, 상기 제 1 및 제 2 표면은 평행한 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 폴디드 카메라에 포함되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
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