KR102589548B1 - 팝-아웃 카메라 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 전자 장치에 사용되는 카메라 모듈을 제공한다. 카메라 모듈은 광축을 정의하는 하나 이상의 렌즈 요소를 동축으로 유지하는 대물 어셈블리를 포함하는 시프트 가능한 렌즈 배럴을 포함한다. 카메라 모듈은 리트랙터블 커버 윈도우를 갖는다. 렌즈 배럴은 작동 상태와 접힘 상태를 가지며, 커버 윈도우는 상응하는 확장 및 수축 위치를 갖는다. 카메라는 구동 모터를 포함하는 액추에이터; 액추에이터에 의해 작동 가능한 팝-아웃 어셈블리를 포함한다. 팝-아웃 어셈블리는 액추에이터에 의해 회전 구동되도록 구성된 구동 캠, 렌즈 배럴을 수용하도록 구성된 캐리어, 및 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때 대물 어셈블리의 시야를 이미지화하도록 구성된 이미지 센서를 포함한다.

Description

팝-아웃 카메라 시스템

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2021년 3월 11일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/159,660호, 2021년 8월 9일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/230,972호, 2021년 11월 5일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/276,072호, 2021년 11월 17일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/280,212호, 2021년 11월 18일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/280,732호, 2021년 12월 2일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/285,144호 및 2022년 1월 11일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/298,335호로부터 우선권의 이익을 주장하고, 이들 모두는 그 전체가 참고로 여기에 포함된다.

분야

본 개시내용은 일반적으로 디지털 카메라 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 팝-아웃 어셈블리를 갖는 디지털 카메라에 관한 것이다.

스마트폰 및 태블릿 컴퓨터의 카메라 모듈은 일반적으로 이러한 장치의 케이스에 맞도록, 적은 두께, 즉 슬림해야 한다. "슬림함"의 척도는 일반적으로 "총 트랙 길이" 또는 TTL이라는 용어로 당업계에서 언급된다. TTL은 일반적으로 도 1a에 도시된 바와 같이, 최외각 렌즈로부터 카메라 모듈의 이미지 센서까지의 거리로 정의된다.

카메라의 성능을 향상시키는 것은 특히, 이미지 센서의 크기를 확대하는 것을 포함할 수 있다. 더 큰 이미지 센서의 이점에는 개선된 저조도 성능, 더 나은 해상도 및 더 높은 색 충실도가 포함된다. 그러나, 이미지 센서의 크기를 확대하려면, 유사한 시야(FOV)를 유지하기 위해 모듈의 TTL을 증가시켜야 한다. 실제로, 대각선 길이(S)를 갖는 직사각형 이미지 센서의 경우, 이미지 센서의 크기, 시야(FOV) 및 유효 초점 거리(EFL)는 도 1b에 도시된 바와 같이 다음의 관계식으로 연결된다.

따라서, FOV를 감소시키지 않기 위해서는 이미지 센서의 대각선 길이(S)를 증가시키면, EFL이 증가해야 한다. EFL<TTL이므로, EFL을 증가시키는 것은 TTL을 증가시키는 것을 의미한다. TTL을 증가시켜야 하는 필요성은 앞서 언급한 얇은 두께에 대한 요구 사항과 충돌하고, 기술적인 도전과 문제를 나타낸다.

이러한 문제를 해결하기 위한 표준 기술은 접힘 상태(이 상태에서는 카메라 모듈이 작동하지 않음)와 확장 상태(이 상태에서는 카메라가 작동함) 사이에서 카메라 모듈을 전환하도록 구성된 팝-아웃 어셈블리를 갖는 카메라 모듈을 포함한다. 이러한 기술의 예는 예를 들어, 공동 소유의 국제 특허 공개 WO2021/059097에 개시되어 있다. 이러한 팝-아웃 기술을 사용하면, 카메라를 사용 중일 때만 TTL을 늘리고, 카메라를 사용하지 않을 때 TTL을 줄일 수 있다. 슬림함은 카메라가 작동하지 않는 상태에 있을 때, 예를 들어 스마트폰이 주머니에 있을 때에만 필요하다는 것이 관찰되었다. 따라서, 요청 시 모듈을 확장 및 축소할 수 있도록 하면, 상충되는 요구 사항이 연결된다.

본 명세서에 개시된 주제의 제1 측면에 따르면, 휴대용 전자 장치에 사용되는 카메라 모듈이 제공되고, 상기 카메라 모듈은 광축을 정의하는 하나 이상의 렌즈 요소를 동축으로 유지하는 대물 어셈블리를 포함하는 렌즈 배럴로서, 상기 렌즈 배럴은 작동(operative) 상태와 접힘(collapsed) 상태 사이에서 축방향으로 이동 가능하도록 구성되고; 상기 렌즈 배럴 위에 배치되며, 수축(retracted) 위치와 확장(extended) 위치 사이에서 축방향으로 이동 가능하도록 구성된 커버 윈도우; 구동 모터를 포함하는 액추에이터; 상기 액추에이터에 의해 작동 가능한 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리로서, 상기 팝-아웃 어셈블리는 상기 구동 모터에 의해 회전 구동되도록 구성된 구동 캠을 포함하고, 상기 구동 캠은 상기 커버 윈도우에 결합되어, 상기 구동 캠을 회전시키면 상기 커버 윈도우가 상기 수축 위치와 확장 위치 사이에서 축방향으로 이동하고; 상기 렌즈 배럴을 (선택적으로 동심으로) 수용하도록 구성된 캐리어; 상기 렌즈 배럴이 접힘 상태로부터 작동 상태로 축방향으로 이동하게 하도록 구성된 배럴 팝-아웃 어셈블리; 및 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 상기 대물 어셈블리의 시야를 이미지화하도록 구성된 이미지 센서를 포함한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 발명의 상세한 설명에 언급된 모든 액추에이터는 카메라 렌즈, 렌즈 배럴 또는 다른 카메라 부품을 튀어나오게(즉, 팝-아웃) 작동하는 팝-아웃 액추에이터이다.

상기 특징에 더하여, 본 명세서에 개시된 주제의 일 측면에 따른 카메라 모듈은 임의의 기술적으로 가능한 조합 또는 치환으로서, 하기 특징 (i) 내지 (xlv) 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

i. 상기 커버 윈도우는, 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 그리고 상기 커버 윈도우가 상기 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리에 의해 확장 위치로부터 수축 위치로 이동하도록 작동될 때, 상기 렌즈 배럴을 접힘 상태로 밀어넣도록 구성된다;

ii. 상기 카메라 모듈을 수용하는 후면 하우징, 및 구동 캠의 회전을 허용하면서 상기 후면 하우징 상에 상기 구동 캠을 축방향으로 유지하도록 구성된 전면 하우징;

iii. 상기 전면 하우징과 구동 캠 사이의 전면 볼 베어링 커플링, 및/또는 상기 구동 캠과 후면 하우징 사이의 후면 볼 베어링 커플링;

iv. 상기 배럴 팝-아웃 어셈블리와 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리가 코디네이트된다(coordinated);

v. 상기 카메라 모듈의 불침투성을 유지하도록 구성된 보호 씰;

vi. 상기 후면 하우징에 대해 고정되도록 배치된 하나 이상의 고정 렌즈 요소;

vii. 상기 구동 모터에 의해 구동되도록 구성된 웜 스크류, 및 웜 스크류와 구동 캠에 결합되어 웜 스크류의 회전에 의해 구동 캠을 회전시키는 웜 휠을 포함하는 액추에이터;

ⅷ. 상기 캐리어는 구동 캠의 회전에 의해 캐리어가 축방향으로 이동하도록, 구동 캠에 결합되고, 상기 커버 윈도우는 상기 캐리어의 축방향 이동에 의해 상기 커버 윈도우가 수축 위치와 확장 위치 사이에서 이동하도록, 상기 캐리어에 고정 결합된다;

ix. 상기 캐리어는 헬리컬 캠 메커니즘를 형성하도록 상기 구동 캠에 결합되고, 상기 배럴 팝-아웃 어셈블리는 상기 렌즈 배럴과 상기 캐리어 사이의 고정된 커플링을 포함하여, 상기 구동 캠의 회전에 의해 상기 캐리어가 상기 렌즈 배럴을 접힘 상태와 작동 상태 사이에서 이동시키게 한다;

x. 상기 구동 캠과 상기 웜 휠은 마찰 커플링되며, 상기 마찰 커플링은 미리 정의된 임계값보다 큰 접는 힘(collapsing force)이 상기 캐리어에 가해질 때, 극복되도록 구성된다.

xi. 상기 구동 캠의 적어도 하나의 캠 헬리컬 홈은 상기 캐리어의 적어도 하나의 캐리어 헬리컬 홈과 협력하여, 상기 구동 캠으로부터 상기 캐리어로 움직임을 전달할 수 있는 대응하는 적어도 하나의 베어링 볼을 둘러싸도록 구성된다.

xii. 상기 캐리어는 캐리어 배럴을 포함하고, 상기 적어도 하나의 캐리어 헬리컬 홈은 상기 캐리어 배럴의 외부 표면에 형성된다.

xiii. 상기 구동 캠은 상기 캐리어 배럴과 외측으로 동심인 캠 배럴을 포함하고, 상기 적어도 하나의 캠 헬리컬 홈은 상기 캠 배럴의 내부 표면에 형성된다.

xiv. 상기 후면 하우징은 상기 캐리어의 하나 이상의 캐리어 축방향 홈과 협력하도록 구성된 하나 이상의 하우징 축방향 홈을 포함하여, 상기 후면 하우징에 대해 상기 캐리어의 동심(concentricity)을 유지할 수 있는 대응하는 하나 이상의 정렬 베어링 볼을 둘러싸도록 구성된다.

xv. 상기 캐리어는 캐리어 배럴을 포함하고, 상기 하나 이상의 축방향 홈은 상기 캐리어 배럴의 내부 표면에 형성된다.

xvi. 상기 후면 하우징은 중앙 배럴을 포함하고, 상기 하나 이상의 하우징 축방향 홈은 상기 중앙 배럴의 외부 표면에 형성된다.

xvii. 상기 카메라 모듈은 백래시를 방지하기 위해 상기 캐리어를 바이어스시키도록 구성된 프리로드 스프링을 포함한다.

xviii. 상기 캐리어는 캐리어 배럴을 포함하고, 상기 구동 캠은 상기 캐리어 배럴에 외측으로 동심인 캠 배럴을 포함하고, 상기 캐리어 배럴로부터 방사상 외측으로 돌출하는 하나 이상의 비상 핀이 상기 캠 배럴의 대응하는 하나 이상의 비상 헬리컬 홈과 협력하여, 미리 정의된 임계값보다 큰 접는 힘이 상기 캐리어에 축방향으로 가해질 경우에만, 상기 하나 이상의 비상 핀이 상기 하나 이상의 비상 헬리컬 홈과 맞물리게 한다.

xix. 상기 카메라 모듈을 수용하도록 구성된 후면 하우징을 더 포함하고, 상기 구동 캠은 상기 캐리어의 적어도 하나의 대응하는 헬리컬 홈을 통해 돌출하여 상기 캐리어와 결합함으로써, 상기 구동 캠이 회전할 때 상기 캐리어의 축방향 이동을 가능하게 하는 적어도 하나의 방사형 핀을 포함하고, 상기 적어도 하나의 핀은 또한 하우징에 대한 상기 캐리어의 동심을 유지하기 위해 상기 후면 하우징의 적어도 하나의 대응하는 축방향 홈을 통해 돌출한다.

xx. 상기 액추에이터는 상기 구동 모터에 의해 구동되도록 구성된 웜 스크류; 상기 웜 스크류의 회전에 의해 상기 구동 캠이 회전하도록, 상기 웜 스크류 및 상기 구동 캠에 결합되는 웜 휠을 더 포함하고, 상기 웜 휠은 상기 구동 캠과 일체화된다.

xxi. 상기 캐리어는 백래시를 방지하고 기계적 충격을 흡수하도록 로드된 스프링이다.

xxii. 상기 스프링은 기계적 충격 시 상기 구동 캠으로부터 상기 액추에이터의 디커플링을 추가로 발생시키고, 충격 정지 후 상기 액추에이터와 상기 구동 캠을 추가로 리커플링시킨다.

xxiii. 상기 액추에이터는 구동 모터에 의해 구동되도록 구성된 웜 스크류, 및 웜 스크류의 회전이 구동 캠 및 웜 스크류와 웜 휠사이의 중간 기어를 회전시키도록 웜 스크류와 구동 캠에 결합된 웜 휠을 포함한다.

xxiv. 상기 웜 스크류는 샤프트를 따라 슬라이딩하도록 구성되고, 액추에이터는 백래시를 방지하고 선택적으로 기계적 충격을 흡수하기 위해 웜 스크류에 하중을 가하는 스프링을 포함한다;

xxv. 대물 어셈블리의 렌즈 요소 중 적어도 하나가 절단되어, D-컷 렌즈를 형성하고, 이에 의해 D-컷 체적이 자유로워진다;

xxvi. D-컷 렌즈의 광학 높이의 10% 내지 30%가 제거된다.

xxvii. 렌즈 배럴 형상의 형태는 D-컷 렌즈와 일치하여, D-컷 체적이 배럴과 캐리어 사이에서 자유로워진다.

xxviii. 상기 카메라 모듈은 D-컷 체적에 통합된 오토-포커스(AF) 모듈을 더 포함한다;

xxix. 렌즈 배럴의 직경과 캐리어의 직경 사이의 차이는 3mm 미만, 선택적으로 1mm 미만이다.

xxx. 상기 AF 모듈은 렌즈 배럴이 캐리어에 대해 축방향으로 이동할 수 있도록, 렌즈 배럴과 캐리어 사이에 구비된 축방향 커플링을 포함한다;

xxxi. 상기 AF 모듈은 상기 렌즈 배럴의 외벽에 고정되는 영구 자석과 상기 캐리어의 내벽에 고정되는 전기 코일을 더 포함하고, 상기 전기 코일은, 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 상기 전기 코일의 전류가 상기 영구 자석에 축방향 힘을 유도할 수 있도록 구성되어, 상기 렌즈 배럴의 축 방향 이동을 유발하고 상기 카메라 모듈의 오토-포커스 기능을 가능하게 한다;

xxxii. 상기 영구 자석 및 전기 코일은 배럴 팝-아웃 어셈블리를 형성하고, 상기 전기 코일의 전류가 상기 영구 자석에 대해 축방향 힘을 유도할 수 있도록 구성되어, 상기 커버 윈도우가 수축 위치로부터 확장 위치로 이동할 때, 상기 렌즈 배럴을 접힘 상태로부터 작동 상태로 가져오게 한다.

xxxiii. 상기 캐리어는 캐리어에 대한 배럴의 접힘 모션을 제한하도록 구성된 스토퍼를 포함한다;

xxxiv. 상기 AF 모듈에 의해 야기되는 상기 캐리어와 상기 배럴 사이의 상대적 이동은 0.1mm 내지 5mm 범위이다;

xxxv. 상기 AF 모듈은 상기 AF 모듈 및 상기 캐리어에 대한 상기 렌즈 배럴의 위치를 결정하기 위한 위치 센서를 동작시키도록 구성된 구동 회로를 더 포함한다;

xxxvi. 상기 AF 모듈은 상기 캐리어의 내벽에 고정되는 인쇄 회로 기판(PCB)을 더 포함하고, 상기 구동회로 및 전기 코일은 상기 PCB에 장착된다;

xxxvii. 상기 AF 모듈에 전류를 공급하기 위한 전류 공급 배선을 더 포함하고, 상기 전류 공급 배선은 전기적 라우팅을 위한 와이어를 포함하는 굴곡부(flexure)에 내장된다.

xxxviii. 상기 굴곡부는 미리 정의된 임계값 미만의 강성을 갖는다;

xxxix. 상기 커버 윈도우는 작동 상태에서의 렌즈 배럴과 확장 위치에서의 커버 윈도우 사이에 축방향 갭을 제공하도록 구성된다;

x1. 상기 배럴 팝-아웃 어셈블리는 상기 렌즈 배럴이 접힘 상태에 있을 때, 상기 렌즈 배럴이 작동 상태로(또는 적어도 작동 상태를 향하여 오토-포커스 범위로) 이동하게 하도록 구성된 바이어싱 메커니즘을 포함한다.

xli. 상기 커버 윈도우는 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있고 상기 커버 윈도우가 확장 위치로부터 수축 위치로 이동하도록 상기 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리에 의해 작동될 때, 상기 렌즈 배럴을 접힘 상태로 밀어넣도록 구성된다.

xlii. 상기 커버 윈도우는 수축 위치에 있을 때 렌즈 배럴을 접힘 상태로 유지하도록 구성된다;

xiii. 상기 커버 윈도우는 수축 위치로부터 확장 위치로 작동될 때, 바이어싱 메커니즘을 릴리스하도록 구성된다;

xliv. 상기 바이어싱 메커니즘은 압축 스프링을 포함한다;

xlv. 상기 바이어싱 메커니즘은 자기 스프링을 포함한다.

본 명세서에 개시된 주제의 다른 측면에 따르면, 카메라 모듈이 제공되는데, 이는 광축을 정의하는 하나 이상의 렌즈 요소를 동축으로 유지하는 대물 어셈블리를 포함하는 렌즈 배럴으로서, 상기 렌즈 배럴은 작동 상태 및 접힘 상태를 갖고; 상기 렌즈 배럴을 수용하도록 구성된 캐리어로서, 상기 렌즈 배럴은 상기 캐리어에 대해 축방향으로 이동 가능하고; 상기 렌즈 배럴에 고정된 적어도 하나의 영구 자석 및 상기 캐리어에 고정된 강자성 요크를 포함하는 자기 스프링 어셈블리로서, 상기 자기 스프링 어셈블리는 상기 렌즈 배럴이 접힘 상태로부터 작동 상태를 향해 상기 캐리어에 대해 축방향으로 이동하게 하도록 구성되고; 및 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 상기 대물 어셈블리의 시야를 이미지화하도록 구성된 이미지 센서를 포함한다.

상기 특징에 더하여, 본 명세서에 개시된 주제의 일 측면에 따른 카메라 모듈은 임의의 기술적으로 가능한 조합 또는 치환으로서, 하기 특징 (i) 내지 (xxiii) 및 각각의 하위 특징 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

i. 상기 렌즈 배럴의 외벽에 영구 자석이 고정된다;

ii. 강자성 요크와 영구 자석의 상호 작용으로 인한 움직임은 0.5mm 내지 10mm 범위이다;

iii. 렌즈 배럴의 팝-아웃 스트로크는 접힘 상태에서의 카메라 모듈 높이의 10%, 15%, 20% 또는 30%보다 크다;

iv. 렌즈 배럴의 팝 아웃 스트로크는 접힘 상태에서의 카메라 모듈 높이의 절반보다 작다;

v. 상기 카메라 모듈은 렌즈 배럴 위에 배치되고, 수축 위치와 확장 위치 사이에서 상기 캐리어에 대해 축방향으로 이동 가능한 리트랙터블(retractable) 커버 윈도우을 더 포함하고, 상기 리트랙터블 커버 윈도우는 수축 위치에서, 상기 렌즈 배럴을 접힘 위치로 유지하고; 확장 위치에서, 작동 상태에서의 상기 렌즈 배럴과 확장 위치에서의 상기 커버 윈도우 사이에 축방향 갭을 제공하도록 구성된다.

vi. 상기 리트랙터블 커버 윈도우는 커버 윈도우가 확장 위치로부터 수축 위치로 이동될 때, 렌즈 배럴이 작동 상태로부터 접힘 상태로 이동하게 하도록 구성된다;

vii. 상기 리트랙터블 커버 윈도우는 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있고 상기 커버 윈도우가 상기 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리에 의해 확장 위치로부터 수축 위치로 이동하도록 작동될 때, 상기 렌즈 배럴을 상기 접힘 상태로 밀어넣도록 구성된다.

ⅷ. 상기 카메라 모듈은 수축 위치로부터 확장 위치로 커버 윈도우를 제어 가능하게 이동시키도록 구성된 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리를 포함한다;

ix. 자기 스프링은 배럴을 작동 상태로 유지하는 데 참여하도록 추가로 구성된다;

x. 상기 렌즈 배럴과 캐리어는 적어도 하나 이상의 축방향 레일과 그 사이에 둘러싸인 하나 이상의 대응하는 베어링 볼을 사용하여 축방향으로 커플링된다;

xi. 대물 어셈블리의 렌즈 중 적어도 하나가 절단되어, D-컷 렌즈를 형성하고, 이에 의해 D-컷 체적을 자유롭게 한다;

xii. D-컷 렌즈의 광학 높이의 10% 내지 30%가 제거된다;

xiii. 렌즈 배럴 형상의 형태는 D-컷 렌즈와 일치하여 D-컷 체적이 배럴과 캐리어 사이에서 자유로워진다.

xiv. 상기 카메라 모듈은 D-컷 체적에 통합된 AF 모듈을 더 포함한다;

xv. 상기 렌즈 배럴의 직경과 캐리어의 직경 사이의 차이는 3mm 미만, 선택적으로 1mm 미만이다;

xvi. 상기 AF 모듈은 상기 캐리어의 내벽에 고정된 적어도 하나의 전기 코일을 포함하고, 상기 전기 코일은, 렌즈 배럴이 작동 상태를 향해 오토-포커스 범위로 이동할 때, 적어도 하나의 전기 코일의 전류가 적어도 하나의 영구 자석에 축방향 힘을 유도할 수 있도록 구성되어, 상기 렌즈 배럴의 축방향 이동을 작동 상태 쪽으로 유발하고 상기 카메라 모듈의 오토-포커스 기능을 가능하게 한다;

xvii. 상기 AF 모듈에 의해 야기되는 축 방향 이동은 0.5mm 내지 2.5mm 범위이다;

xviii. 상기 AF 모듈은 상기 AF 모듈 및 상기 렌즈 배럴의 위치를 결정하기 위한 위치 센서를 동작시키도록 구성된 구동 회로를 더 포함한다;

xix. 상기 AF 모듈은 캐리어의 내벽에 고정된 PCB를 더 포함하고, 구동 회로 및 전기 코일은 PCB에 장착된다;

xx. 상기 AF 모듈은 AF 모듈에 전류를 공급하기 위한 전류 공급 배선을 더 포함하고, 전류 공급 배선은 전기적 라우팅을 위한 와이어를 포함하는 굴곡부에 내장된다;

xxi. 굴곡부는 미리 정의된 임계값 미만의 강성을 갖는다;

xxii. 상기 카메라 모듈은 이미지 센서를 이동시키도록 구성된 광학 이미지 안정화(OIS) 시스템을 더 포함한다;

xxiii. 상기 카메라 모듈은 본 개시내용의 제3 측면에 따른 OIS 시스템을 더 포함한다.

본 명세서에 개시된 주제의 또 다른 측면에 따르면, 카메라 모듈에 사용되는 광학 이미지 안정화(OIS) 시스템이 제공되는데, 이는 상기 카메라 모듈의 이미지 센서와 평행한 평면에서 상기 렌즈 배럴의 이동을 가능하게 하는 광학 이미지 안정화 시스템으로서, 상기 광학 이미지 안정화 시스템은 상기 이미지 센서에 대해 고정되도록 구성된 하부 프레임; 상기 하부 프레임 상에 장착되며 PCB 평면에 평행한 제1축 방향으로 상기 하부 프레임에 대해 축방향으로 시프트가능하도록, 상기 하부 프레임에 축방향으로 결합되는 중간 프레임; 상기 카메라 모듈의 캐리어에 고정 결합되고, 상기 중간 프레임 상에 장착되고, 상기 PCB 평면에 평행하며 상기 제1 축방향을 가로지르는 제2 축 방향으로 상기 중간 프레임에 대해 축방향으로 시프트가능하도록, 상기 중간 프레임에 축방향으로 결합되는 상부 프레임; 및 제1 축 방향으로의 상기 중간 프레임의 축방향 이동 및 상기 제2 축방향으로의 상기 상부 프레임의 축방향 이동을 제어 가능하게 구동하도록 구성된 제1 및 제2 OIS 유도 모터를 포함하는, 층을 이룬 구조를 형성한다.

본 명세서에 개시된 주제의 또 다른 측면에 따르면, 카메라 모듈이 제공되고, 이는 광축을 정의하는 하나 이상의 렌즈 요소를 동축으로 유지하는 대물 어셈블리를 포함하는 렌즈 배럴로서, 상기 렌즈 배럴은 작동 상태와 접힘 상태 사이에서 축방향으로 이동하도록 구성되고; 상기 렌즈 배럴을 동심으로 수용하도록 구성된 캐리어로서, 상기 렌즈 배럴은 상기 캐리어에 대해 축방향으로 이동 가능하고; 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 대물 어셈블리의 시야를 이미지화하도록 구성된 이미지 센서; 상기 캐리어와 상기 렌즈 배럴 사이의 반경방향 인터스티스(interstice)에 위치되어 선형 운동을 생성하는 유도 모터를 포함하고, 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때 상기 캐리어에 대한 상기 렌즈 배럴의 축방향 이동을 야기하여, 오토-포커스 기능을 가능하게 하도록 구성된 오토-포커스(AF) 모듈; 및 상기 이미지 센서에 평행한 평면에서 상기 렌즈 배럴의 이동을 가능하게 하는 OIS 시스템으로서, 상기 OIS 시스템은 상기 이미지 센서에 대해 고정되도록 구성된 하부 프레임, 상기 하부 프레임 상에 장착되며 상기 이미지 센서에 평행한 제1축 방향으로 상기 하부 프레임에 대해 축방향으로 시프트가능하도록, 상기 하부 프레임에 축방향으로 결합되는 중간 프레임, 상기 캐리어에 고정 결합되고, 상기 중간 프레임 상에 장착되고, PCB 평면에 평행하며 상기 제1 축방향을 가로지르는 제2 축 방향으로 상기 중간 프레임에 대해 축방향으로 시프트가능하도록, 상기 중간 프레임에 축방향으로 결합되는 상부 프레임, 및 제1 축 방향으로의 상기 중간 프레임의 축방향 이동 및 상기 제2 축방향으로의 상기 상부 프레임의 축방향 이동을 제어 가능하게 구동하도록 구성된 제1 및 제2 OIS 유도 모터를 포함하는, 층을 이룬 구조를 형성하는 OIS 시스템을 포함한다.

상기 특징에 더하여, 본 명세서에 개시된 주제의 일 측면에 따른 카메라 모듈은 임의의 기술적으로 가능한 조합 또는 치환으로서, 하기 특징 (i) 내지 (xiii) 및 각각의 하위 특징 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다:

i. PCB를 더 포함하고, 제1 및 제2 OIS 유도 모터는 PCB에 장착된 제1 및 제2 전기 코일을 포함한다;

ii. 상기 이미지 센서는 PCB에 장착된다;

iii. 상부 프레임은 캐리어의 베이스에 결합된다;

iv. 상기 하부 프레임과 중간 프레임 사이의 커플링 및 상기 중간 프레임과 상부 프레임 사이의 커플링은 각각 제1 및 제2 레일 세트에 의해 형성되어, 제1 자기 축을 따라 중간 프레임 상에서의 상기 상부 프레임의 축방향 시프팅, 및 제2 자기 축을 따라 하부 프레임 상에서의 상기 중간 프레임의 축방향 시프팅을 가능하게 한다;

v. 제1 및 제2 레일 세트 중 적어도 하나는 베어링 볼을 추가로 둘러싼다;

vi. 접힘 상태와 작동 상태 사이에서 배럴을 구동시키도록 구성된 배럴 팝-아웃 어셈블리;

vii. 렌즈 배럴 위에 배치되고 수축 위치와 확장 위치 사이에서 캐리어에 대해 축방향으로 이동 가능한 리트랙터블 커버 윈도우;

ⅷ. OIS 시스템의 높이는 접힘 상태에서의 카메라 모듈의 높이의 50% 미만, 30% 미만, 25% 미만 또는 15% 미만이다;

ix. AF 모듈에 전류를 공급하기 위한 전류 공급 배선, 여기서 상기 전류 공급 배선은 전기적 라우팅을 위한 와이어를 포함하는 굴곡부에 내장되고, 상기 굴곡부는 굴곡부가 상기 AF 모듈에 도달하기 위한 관통 홀을 포함하는 상기 캐리어 및 상부 프레임 상으로 캐리된다(carried);

x. 렌즈 배럴의 팝-아웃 스트로크는 접힘 상태에서의 카메라 모듈 높이의 10%, 15%, 20% 또는 30% 더 크다;

xi. 렌즈 배럴의 팝 아웃 스트로크는 접힘 상태에서의 카메라 모듈 높이의 절반보다 작다;

xii. 이미지 센서에 의해 검출 가능한 전자기 스펙트럼의 미리 결정된 부분을 필터링하도록 구성된 광학 필터;

xiii. 대물 어셈블리는 4개 이상의 렌즈를 포함한다.

본 명세서에 개시된 주제의 다른 측면에 따르면, 상술한 측면들 중 임의의 것에 따른 카메라 모듈을 포함하는 전자 휴대용 장치가 제공된다.

본 명세서에 개시된 주제의 또 다른 측면에 따르면, 휴대용 전자 장치에 사용하기 위한 카메라 모듈이 제공되고, 상기 카메라 모듈은 광축을 정의하는 하나 이상의 렌즈 요소를 동축으로 유지하는 대물 어셈블리를 포함하는 렌즈 배럴로서, 상기 렌즈 배럴은 작동 상태와 접힘 상태 사이에서 축방향으로 이동 가능하도록 구성된 렌즈 배럴; 구동 모터를 포함하는 액추에이터; 액추에이터에 의해 작동 가능한 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리로서, 상기 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 구동 모터에 의해 회전 구동되도록 구성된 구동 캠을 포함하고, 상기 구동 캠은 상기 커버 윈도우에 결합되어, 상기 구동 캠을 회전시키면 상기 커버 윈도우가 수축 위치와 확장 위치 사이에서 축방향으로 이동하고; 상기 렌즈 배럴을 동심으로 수용하도록 구성된 캐리어; 윈도우 팝-아웃 어셈블리의 높이가 정의되도록, 상기 렌즈 배럴을 가압하여 접힘 상태로부터 작동 상태로 축방향 이동하도록 구성된 윈도우 팝-아웃 어셈블리; 및 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 대물 어셈블리의 시야를 이미지화하도록 구성된 이미지 센서를 포함한다. 또한, 팝-아웃 상태에서, 윈도 팝-아웃 어셈블리는 렌즈 배럴과 접촉하지 않을 수 있다.

본 개시내용에서, 하기 용어들 및 그 파생어들은 하기 설명에 따라 이해될 수 있다:

용어 "총 트랙 길이"(TTL)는 카메라 모듈이 무한대 초점에 있을 때, 카메라 모듈의 광축에 평행한 축을 따라, 가장 먼 렌즈 요소의 전면 지점과 카메라 모듈의 이미지 센서 사이에서 측정된 최대 거리를 의미할 수 있다. 카메라 모듈의 높이는 일반적으로 후면 하우징 및 커버 윈도우를 추가로 포함할 수 있기 때문에, TTL보다 높을 수 있다.

용어 "수평 평면", "XY 평면" 또는 "센서 평면"은 카메라 모듈의 이미지 센서에 평행한 평면을 의미할 수 있다. "수직"이라는 용어는 수평 센서 평면에 수직인 방향을 의미할 수 있다. 카메라 모듈의 광축은 수직축에 평행하게 연장될 수 있으며, 연장되어 Z-축으로 지칭될 수 있다.

용어 "위/아래", "상/하", "상부/하부"는 Z-좌표에서의 차이를 나타낼 수 있다. "높이" 및 "깊이"라는 용어는 (Z-방향으로의) 수직 거리를 나타내고, "폭" 및 "길이"는 (X-방향 또는 Y-방향으로의) 수평 거리를 나타낸다. "수직" 또는 "수평"과 같은 용어는 카메라 모듈이 사용 중일 때, 카메라 모듈의 방향을 의미하지 않는다. 카메라 모듈은 사용 또는 제조 중에 임의의 적절한 방향, 예를 들어 옆으로 배향될 수 있다.

용어 "내부"와 "외부", 및 "내측"과 "외측"과 같은 파생어는 카메라 모듈의 광축을 기준으로 정의될 수 있으며, 여기서 다른 요소보다 광축에 더 가까운 요소가 내부로 지칭되고, 그것이 더 멀면 외부로 지칭된다. 유사하게, 요소의 내부 표면 또는 벽은 동일한 요소의 외부 표면보다 광축에 더 가까운 표면으로 정의된다.

용어 "근위" 및 "원위"는 Z축을 따라 이미지 센서에 대한 상대적인 근접도를 나타내는 데 사용될 수 있다. 특정 요소가 다른 요소보다 센서로부터 더 멀리 떨어져 있으면 근위라고 지칭되고, 그러한 다른 요소는 원위로 지칭된다.

용어 "커플링"은 하나의 요소로부터 다른 요소로 이동(movement)을 전달할 수 있도록 하는 2개(또는 그 이상) 요소 간의 기계적 연결을 의미할 수 있다. 용어 "커플링"은 요소들 간의 직접적 연결(인접(abutment))뿐만 아니라, 간접적인 연결(링크)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 축방향 결합은 2개의 요소가 서로에 대해 축방향으로 이동할 수 있도록 하는 기계적 연결을 의미할 수 있다. 2개의 요소 사이의 고정 결합은 한 요소의 모든 움직임이 다른 요소의 동일한 움직임으로 전달될 수 있는 연결, 예를 들어 2개의 요소가 서로 부착된 것을 지칭할 수 있다.

본 명세서에 개시된 주제를 더 잘 이해하고 그것이 실제로 어떻게 수행될 수 있는지를 예시적으로 보여주기 위해, 하기 실시예들은 첨부 도면을 참조하여 비-제한적인 예로서 설명될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시내용 전체에 걸쳐 사용되는 TTL 및 EFL과 같은 다양한 용어의 정의를 개략적으로 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 각각 비작동(inactive) 모드 및 작동 모드에서의, 본 개시내용의 제1 측면의 일부 실시예에 따른 일반 카메라 모듈의 개략도를 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 각각 비작동 모드 및 작동 모드에서의, 본 개시내용의 제1 측면의 실시예들에 따른 카메라 모듈의 사시도를 도시한다.
도 4a 내지 도 4e는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 카메라 모듈의 다양한 구성요소의 사시도를 도시한다.
도 5는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 카메라 모듈의 다양한 구성요소들의 분해도를 도시한다.
도 6은 도 3a 내지 도 3d에 도시된 카메라 모듈의 또 다른 분해도이다.
도 7은 도 6에 도시된 카메라 모듈의 구성요소들의 분해도이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 비작동 모드 및 작동 모드에서의, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 카메라 모듈의 단면도를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 각각 비작동 모드 및 작동 모드에서의, 본 개시내용의 제1 측면의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 접힘 상태 및 확장 상태에서의 도 9의 카메라 모듈의 내부 구성요소들을 도시한다.
도 11은 확장 상태에서의 도 9의 카메라 모듈의 추가적인 내부 구성요소를 도시한다.
도 12a 내지 도 12d는 본 개시내용의 제1 측면의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성요소들을 도시한다.
도 13은 본 발명의 제1 측면의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해도를 도시한다.
도 14a 및 도 14b는 수직면에서의 도 13의 카메라 모듈의 단면도를 도시한다.
도 15a는 수평면에서의 도 13의 카메라 모듈의 일부 구성요소들의 단면도를 도시하고, 도 15b는 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 D-컷 렌즈가 없는 카메라 모듈의 일부 구성요소들의 대응하는 단면도를 도시한다.
도 16a 내지 도 16c는 통상적으로, 일반 렌즈 및 D-컷 렌즈의 예를 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 본 개시내용의 실시예에 따른 오토-포커스 모듈의 다양한 구성요소들을 도시한다.
도 18a 및 도 18b는 각각 비작동 모드 및 작동 모드에서의, 본 발명의 제2 측면에 따른 일반적인 카메라 모듈의 개략도를 도시한다.
도 19는 도 18a 및 도 18b의 카메라 모듈에서의, 접힘 상태의 자력을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 20a 및 도 20b는 각각 비작동 모드 및 작동 모드에서의, 제2 측면의 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도를 도시한다.
도 21a 및 도 21b는 각각 비작동 모드 및 작동 모드에서의, 일부 구성요소가 숨겨진 도 20a 및 도 20b의 카메라 모듈의 단면도를 도시한다.
도 22a 및 도 22b는 본 개시내용의 제2 측면의 실시예에 따른 자기 스프링의 상이한 구성에 대한 실험 데이터를 도시한다.
도 23a 내지 도 23c는 본 개시내용의 제3 측면의 실시예에 따른 OIS 모듈을 일반적으로 예시하는 개략도를 도시한다.
도 24는 본 개시내용의 제3 측면의 실시예들에 따른 OIS 시스템을 도시한다.
도 25a 및 도 25b는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 24의 OIS 시스템을 포함하는 카메라 모듈의 분해도 및 사시도를 각각 도시한다.
도 26은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 도 25의 카메라 모듈의 렌즈 배럴의 사시도를 도시한다.
도 27a 및 도 27b는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른, 도 25의 카메라 모듈의 분리된 요소를 도시한다.
도 28은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른, 도 25의 카메라 모듈의 분리된 요소를 도시한다.

도 2a 및 도 2b는 각각 비작동 모드 및 작동 모드에서의, 본 발명의 제1 측면의 일반적인 실시예에 따른 카메라 모듈(100)의 개략도를 도시한다. 카메라 모듈(100)은 스마트폰, 태블릿, PDA 등과 같은 휴대용 전자 장치에 포함될 수 있다.

카메라 모듈(100)은 렌즈 배럴(120), 렌즈 배럴(120)을 동축으로 수용하도록 구성된 캐리어(130) 및 이미지 센서(160)를 포함한다. 렌즈 배럴(120)은 카메라 모듈의 광축(Z)을 정의하는 하나 이상의 렌즈 요소(125)를 동축으로 유지하는 대물 어셈블리를 포함한다. 카메라 모듈(100)은 리트랙터블 커버 윈도우(150)를 더 포함한다. 캐리어(130)는 렌즈 배럴(120) 둘레에 슬리브를 형성하도록 구성될 수 있다. 커버 윈도우(150)는 일반적으로 애퍼처를 갖는 보호 표면을 포함하는데, 바람직하게는 애퍼처는 보호 표면의 중앙에 위치한다. 애퍼처는 빛이 통과할 수 있도록 하는 씰 요소에 의해 폐쇄될 수 있다. 커버 윈도우(150)의 보호 표면은 외부 환경에 노출될 수 있는데, 이는 이미지 센서(160)로부터 카메라 모듈(100)의 가장 원위(distal) 요소이다. 커버 윈도우(150)는 이미지 센서(160)에 대한 커버 윈도우의 근위 축방향 위치 및 원위 축방향 위치에 각각 대응하는 수축 위치와 확장 위치 사이에서 축방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 렌즈 배럴(120)은 또한 이미지 센서(160)에 대한 렌즈 배럴의 근위 축방향 위치 및 원위 축방향 위치에 각각 대응하는 접힘 상태 및 작동 상태를 갖는다. 렌즈 배럴의 작동 상태에서, 이미지 센서(160)는 대물 어셈블리의 초점 평면 또는 이미징 평면에 위치될 수 있다. 카메라 모듈의 작동 모드에서, 커버 윈도우(150)는 확장 위치에 있을 수 있고, 렌즈 배럴(120)은 작동 상태에 있을 수 있는 반면, 카메라 모듈의 비작동 모드에서, 커버 윈도우(150)는 수축 위치에 있을 수 있고, 렌즈 배럴은 접힘 상태에 있을 수 있다. 수축/확장 위치와 접힘/작동 상태 사이의 커버 윈도우(150) 및 렌즈 배럴(120)의 움직임은 카메라 모듈(100)이 작동 또는 비작동 모드에서 선택적으로 작동될 수 있도록, 조정될 수 있다. 카메라 모듈(100)은 커버 윈도우와 렌즈 배럴의 움직임을 조정하기 위한 조정 메커니즘/컨트롤러를 포함할 수 있다. 비작동 모드에서, 카메라 모듈은 디스에이블될 수 있다. 즉, 카메라 모듈은 대물 어셈블리의 시야를 이미지화할 수 없다. 작동 모드는 카메라 모듈(100)의 팝-아웃 상태에 대응하며, 이 상태에서 카메라 모듈의 TTL(및 모듈 높이)는 접힘 상태에서의 카메라 모듈의 TTL(및 모듈 높이)(이는 또한 cTTL로 지칭됨)보다 높다.

수축 위치에서, 커버 윈도우(150)는 접힘 상태의 렌즈 배럴(120)의 가장 원위 표면에 매우 근접하게 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 수축 위치에서 커버 윈도우(120)는 접힘 상태의 렌즈 배럴(120)의 가장 원위 표면(예를 들어, 림)에 접할 수 있다. 확장 위치에서, 커버 윈도우(150)는 작동 상태의 렌즈 배럴(120)과의 축방향 갭을 제공하도록 위치될 수 있다. 확장 상태와 접힘 상태에서의 카메라 모듈(100) 높이 차이는 접힘 상태에서의 카메라 모듈 높이의 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상일 수 있다. 카메라 모듈(100)은 수축 위치와 확장 위치 사이에서 커버 윈도우(150)를 축방향으로 제어 가능하게 이동시키도록 구성된 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리(110)를 더 포함할 수 있다. 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리(110)는 수축 위치와 확장 위치 사이에서 커버 윈도우를 가역적으로 이동시키도록, 즉 커버 윈도우를 수축 위치로부터 확장 위치로 및 그 반대로 확장 위치로부터 수축 위치로 이동시키도록 구성될 수 있다.

카메라 모듈(100)은 커버 윈도우가 수축 위치로부터 확장 위치로 이동될 때, 렌즈 배럴(120)이 접힘 상태로부터 작동 상태로 축방향으로 이동하게 하도록 구성된 배럴 팝-아웃 어셈블리(111)(도 2a 및 도 2b에서 점선으로 도시됨)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 배럴 팝-아웃 어셈블리는 접힘 상태와 작동 상태 사이에서(즉, 가역적으로) 렌즈 배럴(120)을 축방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 이하에서, "위치/상태/모드 사이에서의 이동"이라는 용어는 양방향으로 가역적인 움직임을 지칭할 수 있음에 유의하자. "위치/상태/모드로부터 다른 위치/상태/모드로의 이동"이라는 용어는 단지 일방향으로의 움직임을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 배럴 팝-아웃 어셈블리는 렌즈 배럴(120)과 커버 윈도우(150) 사이의 고정된 결합/부착에 의해 구현될 수 있으므로, 커버 윈도우(150)의 축방향 이동이 렌즈 배럴(120)의 축방향 이동을 야기한다. 따라서, 이러한 실시예에서, 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리(110)는 실제로 커버 윈도우(150)와 함께, 렌즈 배럴(120)을 제어가능하게 이동시키도록 구성될 수 있다. 즉, 커버 윈도우 팝 아웃 어셈블리(110)는 수축 위치와 확장 위치 사이에서 커버 윈도우(150)의 이동을 수행할 수 있고, 또한 접힘 상태와 작동 상태 사이에서 렌즈 배럴(120)의 이동을 수행할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 배럴 팝-아웃 어셈블리는 렌즈 배럴이 접힘 상태에 있을 때, 렌즈 배럴을 작동 상태를 향해 바이어스하도록 구성된 바이어싱 메커니즘을 포함할 수 있다. 수축 위치에서의 커버 윈도우는 렌즈 배럴을 접힘 상태로 유지하도록 구성될 수 있다. 커버 윈도우는 수축 위치로부터 확장 위치로 이동할 때, 바이어싱 메커니즘을 릴리스하도록 구성될 수 있다. 커버 윈도우는 확장 위치로부터 수축 위치로 이동할 때, 렌즈 배럴을 작동 상태로부터 접힘 상태로 복귀시키도록 추가로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 바이어싱 메커니즘은 특히 본 개시내용의 제2 측면을 참조하여 하기에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 자기 스프링에 의해 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 바이어싱 메커니즘은 기계적 스프링에 의해 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 배럴 팝-아웃 어셈블리는 특히 도 13 내지 도 14을 참조하여 하기에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 선형 운동을 생성하는 유도 모터에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 배럴 팝-아웃 어셈블리는 렌즈 배럴의 외벽에 고정된 영구 자석과 캐리어의 내벽에 고정된 전기 코일을 포함할 수 있다. 자석 및 전기 코일은 적어도 커버 윈도우가 수축 위치로부터 확장 위치로 이동할 때, 렌즈 배럴을 접힘 상태로부터 작동 상태로 가져오기 위해, 전기 코일의 전류가 영구 자석에 축방향 힘을 유도할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 자석 및 전기 코일은 적어도 커버 윈도우가 확장 위치로부터 수축 위치로 이동할 때, 렌즈 배럴을 작동 상태로부터 접힘 상태로 가져오기 위해, 전기 코일의 전류가 영구 자석에 축방향 힘을 유도할 수 있도록 구성될 수 있다.

카메라 모듈(100)은 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리(110)를 작동시키도록 구성된 구동 모터를 갖는 액추에이터(140)를 더 포함한다. 별개의 렌즈 배럴 팝-아웃 어셈블리(111)를 갖는 실시예에서, 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리의 액추에이터(140)는 렌즈 배럴 팝-아웃 어셈블리의 액추에이터로서 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, 배럴 팝-아웃 어셈블리는 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리의 작동과 독립적으로 작동될 수 있다. 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리(110)는 액추에이터(140)에 의해 회전 구동되도록 구성된 구동 캠(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.

커버 윈도우(150)는 구동 캠에 결합되어, 구동 캠의 제1 회전 방향으로의 회전에 의해 커버 윈도우(150)가 수축 위치로부터 확장 위치로 축방향으로 이동하게 할 수 있다. 구동 캠의 제2 반대 회전 방향으로의 회전에 의해 커버 윈도우(150)가 수축 위치로부터 확장 위치로 축방향으로 이동하게 할 수 있다. 구동 캠의 회전은 Z-축에 평행한 회전축을 중심으로 할 수 있다. 종래 기술의 축방향 구동 캠과 비교하여, 회전식 구동 캠 구현은 특히 카메라 모듈을 위한 사용 가능한 공간의 개선된 사용을 제공한다. 카메라 모듈(100)은 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리(110)를 수용하도록 구성된 하우징(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 리트랙터블 커버 윈도우(150)는 하우징에 대해 축방향으로 이동가능하게 배치될 수 있다. 구동 캠은 하우징에 형성된 하나 이상의 대응하는 아치형 또는 원형 홈에 둘러싸인 하나 이상의 베어링 볼을 통해 하우징에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 아치형/주변(peripheral) 홈에 베어링 볼을 사용하는 커플링은 유격과 최소 마찰 없이 부드럽고 정확한 동작을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 구동 캠은 후면 하우징과 전면 하우징 사이에 축방향으로 샌드위치될 수 있고, 하우징에 대한 구동 캠의 커플링은 후면 및 전면 하우징에 각각 형성된 하나 이상의 대응하는 아치형 또는 원형 홈 내에 둘러싸인 하나 이상의 베어링 볼을 각각 포함하는 하부 및 상부 커플링을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 대물 어셈블리는 렌즈 배럴에 4개 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 대물 어셈블리는 렌즈 배럴(120)의 외부에 배치된 하나 이상의 고정 렌즈를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 고정 렌즈 요소는 카메라 모듈(100)의 하우징에 대해 고정되도록 구성될 수 있다.

카메라 모듈(100)은 오토-포커스(AF) 모듈(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, AF 모듈은 렌즈 배럴(120)이 작동 상태에 있을 때, 광축(Z)을 따라 렌즈 배럴(120)을 이동시키도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 커버 윈도우(150)는 확장 위치에서 작동 상태의 렌즈 배럴과의 축방향 갭을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 렌즈 배럴(120)은 예를 들어, 도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와 같이 하기에서 더 상세히 설명되는 D-컷 형상을 갖는 렌즈 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, D-컷 렌즈의 광학 높이의 10% 내지 50%가 제거된다. 렌즈 배럴(120)은 D-컷 형상에 맞게 형성되어, 캐리어(130)와 렌즈 배럴(120) 사이의 인터스티스에 D-컷 체적을 릴리스할 수 있다. 이는 렌즈 배럴(120)의 직경과 캐리어(130)의 직경 사이의 차이가 0.5mm 미만, 1mm 미만, 2mm 미만 또는 3mm 미만이 되게 할 수 있다. 이미지 센서는 일반적으로 폭 대 높이 비율이 4:3일 수 있다. 렌즈는 이미지 센서의 높이 경계를 정의하는 축에 평행한 축을 따라 절단되어, 더 작은 렌즈 측면이 더 작은 센서 측면(센서의 높이)과 정렬될 수 있다. AF 모듈은 캐리어(130)와 렌즈 배럴(120) 사이의 D-컷 체적에 통합될 수 있다. AF 모듈은 렌즈 배럴(120)이 캐리어(130)에 대해 축방향으로 이동할 수 있도록, 렌즈 배럴(120)과 캐리어(130) 사이에 제공된 축방향 커플링을 포함할 수 있다. AF 모듈은 보이스 코일 모터("VCM"), 또는 보다 일반적으로 캐리어(130)에 대해 축방향으로 렌즈 배럴(120)을 변위시키기 위한 선형 운동을 생성하는 유도 모터를 포함할 수 있다. AF 모듈에 의해 야기되는 렌즈 배럴(120)의 축방향 이동은 0.1mm 내지 5mm 범위일 수 있다. AF 모듈은 AF 모듈을 동작시키도록 구성된 구동 회로(즉, 오토-포커스 컨트롤러)를 포함할 수 있다. AF 모듈은 전류 공급 배선을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전류 공급 배선은 플로팅 케이블에 의해 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 전류 공급 배선은 수직 방향 및/또는 적어도 하나의 수평 방향으로 AF 모듈의 이동을 허용하기 위해, 변형되도록 구성된 굴곡부를 사용하여 제공될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, AF 모듈은 광축(Z)을 따라 센서(160)를 이동시키도록 구성된 센서 기반 오토-포커스일 수 있다.

카메라 모듈(100)은 촬영 동안 카메라 모듈의 움직임을 보상하도록 구성된 OIS 시스템(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, OIS 시스템은 X 및 Y 축과 같은 2개의 횡축을 따라 수평면에서 렌즈 배럴(120)을 이동시키도록 구성될 수 있다. OIS 시스템은 이하에서 더 상세히 설명되는 본 발명의 제3 측면에 따라 구성될 수 있다. OIS 시스템은 센서(160)에 대해 고정되도록 구성된 하부 프레임, 상기 하부 프레임에 대해 하나의 횡방향(예를 들어, X 방향)으로 이동하도록 구성된 중간 프레임, 및 상기 중간 프레임에 대해 다른 횡방향(예를 들어, Y 방향)으로 이동하도록 구성된 상부 프레임을 포함할 수 있다. 캐리어(130)는 상부 프레임 상에 장착될 수 있고, 중간 및 상부 프레임은 VCM(또는 보다 일반적으로 선형 운동을 생성하는 유도 모터)을 사용하여 X 및 Y 축을 따라 제어 가능하게 구동될 수 있다. 이는 OIS 시스템의 높이가 접힘 상태의 카메라 모듈 높이의 15% 미만, 25% 미만, 30% 미만 또는 50% 미만이 되도록 할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, OIS 시스템은 X 및 Y 축과 같은 2개의 횡축을 따라 센서 평면에서 센서(160)를 이동시키도록 구성된 센서 기반 OIS 시스템일 수 있다. OIS 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로, 요, 피치 및/또는 롤 회전 축을 따라 센서를 회전시키기 위해 센서를 이동시키도록 구성될 수 있다. OIS 시스템은 OIS를 동작시키도록 구성된 OIS 컨트롤러를 포함할 수 있다.

일반적으로 카메라 모듈(100)은 방수가 되도록 구성될 수 있다. 카메라 모듈(100)은 접힘 상태 및 작동 상태뿐만 아니라, 카메라 모듈(100)의 중간 상태에서도 카메라 모듈의 불침투성을 유지하도록 구성된 보호 씰을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(100)은 또한 방진 가능하게 하고 침입 방지(Ingress Protection) 코드 IP68 표준을 충족하도록 구성될 수 있다.

카메라 모듈(100)은 또한 이미지 센서에 의해 검출 가능한 전자기 스펙트럼의 미리 결정된 부분을 필터링하도록 구성된 광학 필터를 포함할 수 있다. 이것은 적외선 복사와 같은 비가시적 복사를 필터링하는 것을 가능하게 할 수 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(100)의 치수는 다음 범위에 있을 수 있다: 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈은 6 내지 50mm의 직경을 갖는 원에 끼워질 수 있다. 커버 윈도우의 직경은 5 내지 40mm일 수 있다. 비작동(접힘) 모드에서의 카메라 모듈 높이는 6 내지 18mm이고, 작동(팝-아웃) 모드에서는 7 내지 30mm일 수 있다. 카메라 모듈의 비작동 모드와 작동 모드 사이의 높이 편차는 1mm 내지 15mm일 수 있다.

도 3 내지 도 8은 본 개시내용의 제1 측면의 실시예들에 따른 카메라 모듈(200)의 다양한 요소들을 도시한다.

도 3a 및 도 3b는 각각 비작동 모드 및 작동 모드에 있는 카메라 모듈(200)을 도시하고, 도 3c 내지 도 3d는 스마트폰 장치(10)에 통합된 카메라 모듈(200)을 도시한다. 카메라 모듈(200)은 렌즈 배럴(220), 렌즈 배럴(220)을 동축으로 수용하도록 구성된 캐리어(230)(예를 들어, 도 4c 참조), 리트랙터블 커버 윈도우(250) 및 이미지 센서(260)를 포함한다. 렌즈 배럴(220)은 대물 어셈블리를 포함한다. 대물 어셈블리는 카메라 모듈의 광축(Z)을 정의하는 복수의(예를 들어, 6개의) 렌즈 요소(225)(예를 들어, 도 8a 내지 도 8b 참조)를 동축으로 유지할 수 있다. 캐리어(230)는 렌즈 배럴(220)의 플랜지를 수용하기 위한 주변 숄더를 포함할 수 있다. 렌즈 배럴(220)은 캐리어(230)에 동축으로 내측으로 위치될 수 있다. 렌즈 배럴(220)은 캐리어에 고정 결합된다. 예를 들어, 렌즈 배럴(220)은 능동 정렬 프로세스에 의해 캐리어(230)에 접착될 수 있다. 커버 윈도우(250)는 이미지 센서(260)에 대한 커버 윈도우의 근위 축방향 위치 및 원위 축방향 위치에 각각 대응하는 수축 위치와 연장 위치 사이에서 축방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 렌즈 배럴(220)은 또한 이미지 센서(260)에 대한 렌즈 배럴의 근위 축방향 위치 및 원위 축방향 위치에 각각 대응하는 접힘 상태 및 작동 상태를 가질 수 있다. 렌즈 배럴의 작동 상태에서, 이미지 센서(260)는 대물 어셈블리의 초점 평면 또는 이미징 평면에 위치될 수 있다. 카메라 모듈의 작동 모드에서, 커버 윈도우(250)는 확장 위치에 있고, 렌즈 배럴(220)은 작동 상태에 있을 수 있는 반면, 카메라 모듈의 비작동 모드에서, 커버 윈도우(250)는 수축 위치에 있고, 렌즈 배럴(220)은 접힘 상태에 있을 수 있다. 작동 상태에서, 이미지 센서(260)는 대물 어셈블리의 초점 평면 또는 이미징 평면에 위치된다. 접힘 상태에서, 카메라 모듈은 작동되지 않을 수 있다. 즉, 카메라 모듈은 렌즈 어셈블리의 시야를 이미지화(즉, 촬영)할 수 없다. 렌즈 배럴의 작동 상태는 카메라 모듈의 TTL이 비작동 모드에서의 카메라 모듈의 TTL보다 높은 카메라 모듈(200)의 팝-아웃(작동) 모드에 대응한다.

카메라 모듈(200)은 수축 위치와 확장 위치 사이에서 커버 윈도우(250)를 축방향으로 제어 가능하게 이동시키도록 구성된 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리(210)를 제어 가능하게 이동시키도록 구성된 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리를 더 포함한다. 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 수축 위치와 확장 위치 사이에서 커버 윈도우를 가역적으로 이동시키도록, 즉 커버 윈도우를 수축 위치로부터 확장 위치로 또는 그 반대로 확장 위치로부터 수축 위치로 이동시키도록 구성될 수 있다.

대물 어셈블리는 렌즈 배럴(220)의 외부에 배치된 고정 렌즈(280)를 더 포함할 수 있다. 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 고정 렌즈(280)와 렌즈 배럴(220) 사이의 에어 갭을 제어하도록 구성될 수 있다. 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 아래에서 더 상세히 설명되는 커플링 메커니즘을 통해 캐리어(230)와 협력하는 구동 캠(210)(예를 들어, 도 4a 내지 도 4e 참조)을 포함한다. 위에서 설명된 바와 같이, 렌즈 배럴(220)은 캐리어(230)에 고정 장착될 수 있다. 추가적으로, 커버 윈도우(250)는 캐리어(230) 상에 고정 장착될 수 있다(예를 들어, 도 8a 내지 도 8b 참조). 캐리어(230)는 구동 캠에 결합되어, 구동 캠의 제1 회전 방향으로의 회전은 캐리어(230)의 수직 상향 이동을 유발하고, 결과적으로 커버 윈도우(250) 및 렌즈 배럴(220)이 수축 위치/접힘 상태로부터 확장 위치/작동 상태로 축방향으로 이동하도록 한다. 구동 캠의 제2 반대 회전 방향으로의 회전은 캐리어(230)의 수직 하향 이동을 유발하고, 결과적으로 커버 윈도우(250) 및 렌즈 배럴(220)이 확장 위치/작동 상태로부터 수축 위치/접힘 상태로 축방향으로 이동하게 한다.

카메라 모듈(200)은 또한 팝-아웃 어셈블리(210) 및 캐리어(230)를 수용하도록 구성된 후면 하우징(265)(예를 들어, 도 4a 내지 도 4e 참조)을 포함할 수 있다. 고정 렌즈(280)는 후면 하우징(265)에 고정될 수 있다. 리트랙터블 커버 윈도우(250)는 후면 하우징(265)에 대해 축방향으로 이동 가능하게 배치된다. 리트랙터블 커버 윈도우(250)는 수축 위치와 확장 위치 사이에서 제어가능하게 이동가능하도록 구성될 수 있다. 수축 위치에서, 커버 윈도우(250)는 렌즈 배럴(220)의 가장 원위 표면에 매우 근접하게 위치될 수 있다. 수축 위치에서의 커버 윈도우(250)는 렌즈 배럴(220)의 가장 원위 표면에 접할 수 있다(도 8a 및 도 8b 참조). 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 팝-아웃 어셈블리(210)는 렌즈 배럴(220)과 함께 리트랙터블 커버 윈도우(250)를 제어가능하게 이동시키도록 추가로 구성될 수 있다. 윈도우 커버(250)는 캐리어(230)에 대해 고정되도록 결합될 수 있다.

계속해서, 도 4a 내지 도 4e를 참조하면, 액추에이터(240)는 모터(245), 및 웜 스크류(246)와 웜 휠(247)을 포함하는 웜 드라이브를 포함할 수 있다. 웜 휠(247)은 웜 스크류(246)에 맞춰진 링을 형성할 수 있다. 모터(245)는 그 종축을 따라 웜 스크류(246)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 웜 스크류(246)는 회전될 때 Z축을 중심으로 웜 힐(247)을 회전시키도록 구성될 수 있다. 모터(245)는 스테퍼 모터일 수 있다. 카메라 모듈을 팝-아웃 상태(이는 또한 확장 상태로 지칭됨)로부터 전환하기 위해, 모터(245)는 웜 스크류(246)를 통해 웜 휠(247)을 제2 회전 방향으로 작동시킬 수 있다. 접힘 상태로부터 팝-아웃 상태로 카메라 모듈을 전환하기 위해, 모터(245)는 웜 스크류(246)를 통해 제2 회전 방향과 반대인 제1 회전 방향으로 웜 휠(247)을 작동시킬 수 있다.

또한, 구동 캠(210)은 그 베이스에 캠 배럴(213)과 캠 플랜지(214)를 포함할 수 있다. 캠 플랜지(214)는 캠 배럴(213)의 베이스의 외측으로 돌출하는 3개의 방사형 섹션을 포함할 수 있다. 구동 캠(210)은 방사형 위치 센서(255)를 더 포함할 수 있다. 구동 캠(210)은 캐리어(230)의 광축에 대해 외측에 동축으로 위치될 수 있다. 구동 캠(210)은 후면 하우징(265)와 전면 하우징(270) 사이에 축방향으로 샌드위치될 수 있다. 전면 하우징(270)은 후면 하우징(265) 상에 구동 캠을 유지하기 위해 후면 하우징(265)에 고정된 잠금 링을 형성할 수 있다. 구동 캠(210)은 볼 베어링 커플링(271, 272)을 통해 전면 및 후면 하우징에 각각 결합될 수 있어서, 렌즈 배럴(230)이 전면 및 후면 하우징(265, 270)에 대해 회전할 수 있다. 볼 베어링 커플링(271, 272)은 복수의 베어링 볼 및 베어링 볼을 수용하기 위한 아치형 또는 주변 홈을 포함할 수 있다. 베어링 볼은 저마찰 베어링을 제공하고 정확한 전동 제어 능력을 제공할 수 있다. 또한, 구동 캠(210)은 웜 휠(247)에 마찰 결합되어, 웜 휠(247)의 회전이 일반적으로 구동 캠(210)으로 전달될 수 있다. 구동 캠(210)과 훰 휠(247) 사이의 마찰 커플링은 미리 정의된 임계값보다 큰 접는 힘이 캐리어에 가해질 때 극복되도록 구성될 수 있다. 즉, 구동 캠(210)과 웜 휠(247) 사이의 마찰 접촉은 웜 휠(247)과 구동 캠(210) 사이에서 미리 정해진 토크 이상에서 슬라이딩이 가능하도록 구성될 수 있다. 이는 과도한 토크가 구동 캠(210)과 훰 휠(247) 사이에 가해지는 경우 보호 메커니즘을 제공할 수 있다.

캐리어(230)는 캠 배럴(213)의 내측에 동축으로 위치된 캐리어 배럴(233)을 포함할 수 있다. 캐리어 배럴(233)과 캠 배럴(213)은 헬리컬 캠을 형성하도록 결합되어, 캠 배럴(213)의 회전 운동이 캐리어 배럴(233)의 축방향 운동으로 변환되도록 한다. 보다 구체적으로, 캐리어 배럴(233)과 구동 캠 배럴(213) 사이의 커플링은 캠 배럴(213)의 내벽 상의 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 헬리컬 홈(215)을 포함하고, 이는 캐리어 배럴(233)의 외벽 상의 대응하는 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 헬리컬 홈(235)과 협력하도록 구성되고, 이에 의해 캠 배럴(213)로부터 캐리어 배럴(233)로 이동을 전달할 수 있는 대응하는 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 베어링 볼(237)을 둘러쌀 수 있다. 캠 배럴의 내벽 상의 헬리컬 홈과 캐리어 배럴의 외벽 상의 헬리컬 홈은 광축에 대해 상이한 기울기를 가질 수 있다. 또한, 캐리어(230) 및 후면 하우징(265)은 축방향 커플링을 사용하여 결합될 수 있다. 캐리어(230)와 후면 하우징(265) 사이의 축방향 커플링은 캐리어 배럴(233)의 내벽 상의 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 축방향 홈(236)을 포함하고, 이는 후면 하우징(265)의 중앙 배럴(269)의 외벽 상의 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 대응하는 축방향 홈(266)과 협력하도록 구성된다. 중앙 배럴(269)은 캐리어 배럴(233)의 내측으로 동축으로 위치될 수 있다. 캐리어 배럴(233)은 캠 배럴(213)과 중앙 배럴(269) 사이에 반경방향으로 샌드위치될 수 있다. 캐리어(230)와 후면 하우징(265) 사이의 축방향 커플링은 캐리어(230) 및 후면 하우징(265) 각각의 축방향 홈(236, 266)으로 둘러싸인 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 정렬 베어링 볼(267)을 추가로 포함하며, 베어링 볼은 후면 하우징(265)에 대한 캐리어(230)의 동심을 유지할 수 있다. 선택적으로, 캐리어(230)의 축방향 홈(239)은 가요성이서(즉, 캐리어 재료의 유연성보다 높은 유연성을 갖는 재료로 제조됨), 측면 프리로딩(lateral preloading)을 제공할 수 있다. 이것은 캐리어(230)의 부드럽고 정확하며 반복 가능한 움직임을 보장할 수 있다.

작동 시, 팝-아웃 어셈블리는 다음의 트랜스미션 체인에 따라 작동할 수 있다. (1)웜 스크류(246)에 결합된 모터(245)(회전 모터)는 웜 휠(247)을 회전시키고, (2)웜 휠(247)은 마찰 접촉에 의해 구동 캠(210)(헬리컬 캠)을 회전시키고, (3)구동 캠은 헬리컬 커플링(헬리컬 홈(215), 헬리컬 홈(235) 및 베어링 볼(237)에 의해 형성된 2개의 나선)에 의해 캐리어(230)의 선형 상하 운동을 생성하고, (4)캐리어(230)(선형 슬라이드)는 캐리어(230)와 후면 하우징(265) 사이의 축방향 커플링에 의해 구현된 프리로드(preloaded, 예압) 선형 베어링에 의해 가이드된다. 캐리어(230)의 선형 상하 운동은 렌즈 배럴(220)과 커버 윈도우에 전달되는데, 이는 그것들이 고정 결합되어 있기 때문이다.

카메라 모듈(200)은 카메라 모듈이 작동 모드에 있는 동안, 캐리어에 과도한 힘이 가해지는 경우, 헬리컬 캠 메커니즘을 보호하도록 구성된 비상 메커니즘을 더 포함할 수 있다. 이것은 낙하 이벤트의 경우, 메커니즘 및 카메라 손상을 방지하기 위한 낙하 이벤트 보호를 제공할 수 있다. 비상 메커니즘은 캐리어 배럴(233)의 외벽으로부터 반경방향 외측으로 돌출하고 캠 배럴(213)에서 하나 이상(예를 들어, 3개의) 대응하는 비상 헬리컬 홈(216)과 협력하는 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 비상 핀(238)을 포함하여, 작동 상태에 있을 때 미리 정의된 임계값보다 큰 접는 힘이 캐리어(230)에 축방향으로 가해질 때에만, 비상 핀(238)이 비상 헬리컬 홈과 맞물리게 한다. 비상 핀은 캐리어(230)에 과도한 접는 힘이 가해지는 경우, 더 큰 접촉 영역을 제공할 수 있다.

카메라 모듈(200)은 접힘 상태 및 작동 상태뿐만 아니라, 카메라 모듈(200)의 중간 상태에서도 카메라 모듈의 불침투성을 유지하도록 구성된 보호 씰(285)(예를 들어 도 8 참조)을 더 포함할 수 있다. 보호 씰은 방진 가능하도록 구성될 수 있다. 보호 씰은 침투 보호 코드 IP68 표준을 충족하도록 구성될 수 있다. 씰(285)은 다이어프램일 수 있다. 다이어프램은 접을 수 있는(예를 들어, Z축에 대해 접을 수 있는) 슬리브를 형성할 수 있다. 슬리브의 일단은 캐리어(230)의 외부 주변 가장자리에 고정될 수 있고, 슬리브의 타단은 전면 하우징(270)의 내부 주변 가장자리에 고정될 수 있다. 카메라 모듈(200)은 전면 하우징(270)과 같은 커버 윈도우(250)에 의해 커버되지 않는 구성요소를 커버하도록 구성된 고정 커버(290)(도 6 및 도 8 참조)를 추가로 포함할 수 있다. 고정 커버(290)와 커버 윈도우(250)는 함께 카메라 모듈을 위한 커버를 형성할 수 있다.

카메라 모듈(200)은 백래시를 방지하기 위해 캐리어(230)를 축방향으로 바이어스시키도록 구성된 하나 이상의 프리로드된 압축 스프링(268)을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 스프링(268)은 후면 하우징(265)의 플랜지와 캐리어(230)의 플랜지 사이에 위치될 수 있다. 하나의 스프링이 제공될 때, 스프링(268)은 중심 배럴(269)에 대해 내측으로, 렌즈 배럴(220)에 대해 외측으로 동심으로 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 스프링이 서로로부터 광축 주위에 분산되게(예를 들어, 120도) 제공된다. 하나 이상의 스프링은 중앙 배럴(269)의 내측으로, 그리고 렌즈 배럴(220)의 외측으로 위치될 수 있다. 스프링(들)은 캐리어(230)의 작동 상태에서도 압축될 수 있다. 카메라 모듈(200)은 AF 모듈(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. AF 모듈은 카메라 모듈이 작동 모드에 있을 때, 오토-포커스 기능을 제공하기 위해 광축 Z를 따라 센서(260)를 이동시키도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, AF 모듈은 오토-포커스를 수행하기 위해 광축(Z)을 따라 렌즈 배럴을 이동시키도록 구성될 수 있다. 카메라 모듈(200)은 또한 안정화 기능을 제공하기 위한 OIS 시스템을 포함할 수 있다. OIS 시스템은 X 및 Y 축을 따라 센서 평면에서 센서(260)를 이동시키도록 구성될 수 있다. OIS 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로, 요, 피치 및/또는 롤 회전 축을 따라 센서를 회전시키기 위해 센서를 이동시키도록 구성될 수 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(200)의 치수는 다음 범위에 있을 수 있다: 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈은 6 내지 50mm의 직경을 갖는 원에 끼워질 수 있다. 커버 윈도우의 직경은 5 내지 40mm일 수 있다. 비작동(접힘) 모드에서의 카메라 모듈의 높이는 6 내지 18mm이고, 작동(팝-아웃) 모드에서는 7 내지 30mm일 수 있다. 카메라 모듈의 비작동 모드와 작동 모드 사이의 높이 편차는 1mm 내지 15mm일 수 있다.

도 9 내지 도 11은 본 개시내용의 제1 측면의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(300)을 도시한다.

카메라 모듈(300)은 렌즈 배럴(도시되지 않음) 및 캐리어(330), 리트랙터블 커버 윈도우(350) 및 이미지 센서(360)를 포함한다. 렌즈 배럴은 대물 어셈블리를 포함한다. 대물 어셈블리는 이미지 센서(360)의 평면에 수직인 카메라 모듈의 광축(Z)을 정의하는 복수의 렌즈 요소를 동축으로 유지할 수 있다. 캐리어(330)는 렌즈 배럴을 동축으로 수용할 수 있다. 렌즈 배럴(220)은 캐리어(330) 내에 슬라이딩 가능하게 수용될 수 있으며, 즉 그것에 대해 축방향으로 이동할 수 있다. 다른 실시예에서, 렌즈 배럴은 예를 들어, 능동 정렬 프로세스에 의해 캐리어(330)에 접착됨으로써, 캐리어(330)에 고정 장착될 수 있다. 커버 윈도우(350)는 위에서 정의된 바와 같이, 확장 위치(도 9b, 10b 참조) 및 수축 위치(도 9a, 10a 참조)를 갖는다. 커버 윈도우(350)는 커버 윈도우(350)의 상부 림(rim)에 안착되어 외부 환경으로부터 렌즈 배럴을 밀봉하는 윈도우 플레이트(도시되지 않음, 예를 들어, 유리로 제조됨)를 더 포함할 수 있다. 렌즈 배럴은 작동 상태와 접힘 상태를 가질 수 있다. 작동 상태에서, 이미지 센서(360)는 대물 어셈블리의 초점 평면 또는 이미징 평면에 위치된다. 접힘 상태에서, 카메라 모듈은 작동되지 않을 수 있다. 즉, 카메라 모듈은 렌즈 어셈블리의 시야를 이미지화할 수 없다. 렌즈 배럴의 작동 상태는 카메라 모듈의 TTL이 비작동 모드에서의 카메라 모듈의 TTL보다 높은 카메라 모듈(300)의 팝-아웃 모드에 대응한다.

카메라 모듈(300)은 수축 위치와 확장 위치 사이에서 커버 윈도우(350)를 제어 가능하게 이동시키도록 구성된 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리를 더 포함한다. 팝-아웃 어셈블리는 아래에서 더 상세히 설명되는 커플링 메커니즘을 통해 캐리어(330)와 협력하는 구동 캠(310)을 포함한다. 커버 윈도우(350)는 캐리어(330)의 이동이 커버 윈도우(350)에 전달되도록, 캐리어(330)에 고정 결합될 수 있다. 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 액추에이터(340)에 의해 작동된다. 캐리어(330)는 구동 캠에 결합되어, 구동 캠(310)의 제1 회전 방향으로의 회전은 캐리어(330)의 수직 상향 이동을 유발하고, 결과적으로 커버 윈도우가 수축 위치로부터 확장 위치로 축방향 이동하도록 한다. 구동 캠(310)의 제2 반대 회전 방향으로의 회전은 캐리어(330)의 수직 하향 이동을 유발하고, 결과적으로 커버 윈도우가 확장 위치로부터 수축 위치로 축방향 이동하도록 한다.

카메라 모듈(300)은 또한 팝-아웃 어셈블리 및 캐리어(330)를 수용하도록 구성된 후면 하우징(365)을 포함할 수 있다. 리트랙터블 커버 윈도우(350)는 후면 하우징(365)에 대해 축방향으로 이동가능하게 배치될 수 있다. 수축 위치에서, 커버 윈도우(350)는 캐리어 위에 배치되고, 렌즈 배럴의 가장 원위 표면에 축 방향으로 근접하게 위치한다. 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 구동 캠(310)은 캐리어(330)와 함께 리트랙터블 커버 윈도우(350)를 제어 가능하게 이동시키도록 구성된다.

액추에이터(340)는 모터(345), 및 웜 스크류(346)와 웜 휠을 포함하는 웜 드라이브를 포함할 수 있다. 웜 휠은 웜 스크류에 맞춰진 돌출 섹션(348)을 포함하는 링을 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 웜 휠은 구동 캠(310)에 일체화될 수 있다. 구동 캠은 그 베이스에 캠 배럴(313) 및 플랜지를 포함할 수 있다. 돌출 섹션(348)은 플랜지로부터 반경방향으로 돌출될 수 있다. 모터(345)는 그 종축을 따라 웜 스크류를 회전시키도록 구성될 수 있다. 웜 스크류는 기어형 돌출 섹션(348)을 통해 회전될 때, 구동 캠(310)이 Z축 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 모터(345)는 스테퍼 모터일 수 있다. 카메라 모듈을 작동 모드(이는 팝-아웃 상태라고 지칭됨)로부터 전환하기 위해, 모터(345)는 웜 스크류를 통해 제2 회전 방향으로 구동 캠(310)을 작동시킬 수 있다. 카메라 모듈을 비작동 모드로부터 작동 모드로 전환하기 위해, 모터(345)는 웜 스크류를 통해 구동 캠(310)을 제2 회전 방향과 반대인 제1 회전 방향으로 작동시킬 수 있다. 액추에이터(340)는 돌출 섹션(348)을 통한 웜 휠과 웜 스크류(346)가 직접 접촉 상태를 유지하는 것을 보장하도록 구성된 프리로드 스프링(349)을 더 포함할 수 있다. 또한, 프리로드 스프링(349)은 작동 상태에 있는 동안, 카메라 모듈(300)이 접히기 쉬운 미리 정해진 임계값 이상의 외력이 가해지는 경우, 충격 완충기 또는 낙하 충격 흡수기로서 작용할 수 있다. 외력은 카메라를 접기 위한 팝-아웃 모듈 움직임과 동일 선상(co-linear)으로 지향될 수 있다. 미리 결정된 임계값은 캐리어, 렌즈 배럴 및 윈도우 커버를 팝아웃 및 접기 위해 스테퍼 모터(345)에 의해 가해지는 힘보다 훨씬 더 강한 힘으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 이러한 외력은 사용자가 카메라 모듈(300)을 포함하는 팝-아웃 카메라를 포함하는 전자 휴대용 장치를 떨어뜨렸을 때 발생할 수 있다. 예를 들어, 그 힘은 약 5N 이상일 수 있다.

팝-아웃 모듈(300)에 외력이 가해지면, 프리로드 스프링(349)이 팽창하도록 구성된다. 스프링(349) 팽창의 결과로, 웜 휠 돌출부(348)는 웜 스크류(346)로부터 분리될 수 있다. 즉, 웜 휠 돌출 섹션(348)과 웜(346) 사이의 거리가 증가하고, 어떤 지점에서, 웜 휠 돌출 섹션(348)의 톱니가 웜 스크류(346)의 톱니와 더 이상 접촉하지 않게 된다. 이는 팝-아웃 액추에이터(340)에 포함된 구성요소 중 어느 것에도, 예를 들어 스테퍼 모터(345)에 외력이 가해지지 않기 때문에, 유리하다. 외력이 멈추면, 프리로드 스프링(349)이 수축하여, 웜 휠 돌출 섹션(348)이 웜 스크류(346)와 다시 맞물린다. 즉, 웜 휠 돌출 섹션(348)의 톱니가 복귀하여, 웜 스크류(346)의 톱니와 다시 접촉하게 된다.

후면 하우징(365)은 캠 배럴(313)의 내측에 동축으로 위치된 중앙 배럴(369)(도 11 참조)을 포함할 수 있다. 또한, 캐리어(330)는 중앙 배럴(369)의 내측에 동축으로 위치된 캐리어 배럴을 포함할 수 있다. 캐리어 배럴과 캠 배럴(313)은 헬리컬 캠을 형성하도록 결합되어, 캠 배럴(313)의 회전 운동이 캐리어 배럴의 축방향 운동으로 변환되게 한다. 보다 구체적으로, 캐리어 배럴과 구동 캠 배럴(313) 사이의 커플링은 캠 배럴(313)을 관통하는 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 헬리컬(또는 각진) 홈(315a-315c)을 포함하고, 이는 후면 하우징(365)의 중앙 배럴(369)을 관통하는 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 대응하는 축방향 홈(316) 및 캐리어 배럴 내의 하나 이상(예를 들어, 3개)의 대응하는 관통 홀과 협력하도록 구성된다. 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 핀(320a-320c)은 헬리컬 홈(315a-315c), 축방향 홈(316) 및 관통 홀(317)을 통해 반경방향으로 돌출되어, 캠 배럴의 회전 운동을 캐리어 배럴의 축방향 운동으로 변환할 수 있다. 핀(320a-320c)은 캐리어(330)의 관통 홀에 고정 결합될 수 있다. 캐리어(330)의 관통 홀은 핀(320a-320c)의 형상을 따를 수 있다. 팝-아웃 모듈(300)을 포함하는 팝-아웃 카메라를 팝-아웃 모드(이는 작동 모드라고도 함)로부터 비작동 모드로 전환하기 위해, 스테퍼 모터(345)는 구동 캠(310)이 시계 방향으로 회전하도록, 웜 휠 돌출 섹션(348)을 작동시킨다. x-y 평면에서의 구동 캠(310)의 원형 운동은 3개의 각진(헬리컬) 핀-홈 메커니즘(315a-315c) 및 3개의 수직(축) 핀-홈 메커니즘(316)에 의해 양의 z-방향으로의 핀(320a-320c)의 선형 운동으로 변환된다. 팝-아웃 모듈(300)을 포함하는 팝-아웃 카메라를 비작동 모드로부터 팝-아웃 모드로 전환하기 위해, 스테퍼 모터(345)는 웜 휠 돌출 섹션(348)을 작동시켜서 반시계 방향으로 회전하도록 한다. x-y 평면에서의 구동 캠(310)의 원형 운동은 3개의 각진 핀-홈 메커니즘(315a-315c) 및 3개의 수직 핀-홈 메커니즘(316)에 의해 음의 z-방향으로의 핀(320a-320c)의 선형 운동으로 변환된다. 캐리어(330) 및 커버 윈도우(350)는 핀(320a-320c)과 동일한 선형 운동을 수행한다.

카메라 모듈(300)은 렌즈 배럴이 접힘 상태로부터 작동 상태로 축방향으로 이동하게 하도록 구성된 배럴 팝-아웃 어셈블리를 포함할 수 있다. 배럴 팝-아웃 어셈블리는 렌즈 배럴이 작동 상태로부터 접힘 상태로 축방향으로 이동하게 하도록 추가로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 배럴 팝-아웃 어셈블리는 본 명세서에서 아래에서 설명되는 바와 같은 자기 스프링을 포함할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 배럴 팝-아웃 어셈블리는 선형 운동을 생성하는 유도 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배럴 팝-아웃 어셈블리는 렌즈 배럴의 외벽에 고정된 영구 자석과 캐리어의 내벽에 고정된 전기 코일을 포함할 수 있다. 자석 및 전기 코일은 적어도 커버 윈도우가 수축 위치로부터 확장 위치로 이동할 때, 렌즈 배럴을 접힘 상태로부터 작동 상태로 가져오기 위해, 전기 코일의 전류가 영구 자석에 축방향 힘을 유도할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 자석 및 전기 코일은 적어도 커버 윈도우가 확장 위치로부터 수축 위치로 이동할 때, 렌즈 배럴을 작동 상태로부터 접힘 상태로 가져오기 위해, 전기 코일의 전류가 영구 자석에 축방향 힘을 유도할 수 있도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 커버 윈도우(350)는 렌즈 배럴이 작동 상태에 있고 커버 윈도우(350)가 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리에 의해 작동되어 확장 위치로부터 수축 위치로 이동할 때, 렌즈 배럴을 접힘 상태로 밀어넣도록 구성될 수 있다.

카메라 모듈(300)은 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 광축(Z)을 따라 렌즈 배럴을 이동시키도록 구성된 AF 모듈(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. AF 모듈은 전술한 바와 같이, 전기 코일 및 영구 자석(또는 일반적으로, VCM, 또는 보다 일반적으로 선형 운동을 생성하는 유도 모터)을 포함할 수 있으며, 이는 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 오토-포커스를 수행하기 위해 축방향 힘을 유도할 수 있도록 추가로 구성될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, AF 모듈은 광축(Z)을 따라 센서(360)를 이동시키도록 구성될 수 있다.

카메라 모듈(300)은 광학 이미지 안정화 시스템(OIS, 도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, OIS 시스템은 X 및 Y 축과 같은 2개의 횡축을 따라 수평면에서 렌즈 배럴(120)을 이동시키도록 구성될 수 있다. 시스템은 아래에서 더 상세하게 설명되는 본 개시내용의 제3 측면에 따라 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, OIS 시스템은 X 및 Y 축과 같은 2개의 횡축을 따라 센서 평면에서 센서(360)를 이동시키도록 구성될 수 있다. OIS 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로, 요, 피치 및/또는 롤 회전 축을 따라 센서를 회전시키기 위해 센서를 이동시키도록 구성될 수 있다. 카메라 모듈(300)은 방수되도록 구성될 수 있다. 카메라 모듈은 카메라 모듈(300)의 접힘 상태 및 작동 상태뿐만 아니라 중간 상태에서도 카메라 모듈의 불침투성을 유지하도록 구성된 보호 씰을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(300)은 또한 방진 가능하게 할 수 있고 침투 보호 코드 IP68 표준을 충족하도록 구성될 수 있다. 카메라 모듈(300)은 또한 이미지 센서에 의해 검출가능한 전자기 스펙트럼의 미리 결정된 부분을 필터링하도록 구성된 광학 필터를 포함할 수 있다. 이것은 적외선 복사와 같은 비가시적 복사를 필터링하는 것을 가능하게 할 수 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(300)의 치수는 다음 범위에 있을 수 있다: 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈은 6 내지 50mm의 직경을 갖는 원에 끼워질 수 있다. 커버 윈도우의 직경은 5 내지 40mm일 수 있다. 비작동(접힌) 모드에서의 카메라 모듈의 높이는 6 내지 18mm이고, 작동(팝-아웃) 모드에서는 7 내지 30mm일 수 있다. 카메라 모듈의 비작동 모드와 작동 모드 사이의 높이 편차는 1mm 내지 15mm일 수 있다.

도 12a 내지 도 12d는 본 개시내용의 실시예에 따라 400으로 번호 매겨진 카메라 모듈용 팝-아웃 모듈의 다른 실시예를 도시한다. 팝-아웃 모듈(400)은 구동 캠(410) 및 액추에이터(440)를 포함한다. 모듈(400)과 같은 팝-아웃 모듈은 본 명세서에 개시된 바와 같은 카메라 모듈, 예를 들어 도 9 내지 도 11에 도시된 카메라 모듈(300)에 구현될 수 있다.

팝-아웃 모듈(400)은 렌즈 캐리어(도시되지 않음), 배럴(도시되지 않음), 커버 윈도우(도시되지 않음) 및 후면 하우징(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 팝-아웃 액추에이터(440)는 웜 스크류(446), 기어(450), 웜 휠(447), 스테퍼 모터(445) 및 모터 하우징(443)을 포함할 수 있다. 웜 휠은 기어(450)와 협력하도록 구성된 기어링(448)을 포함할 수 있다. 팝-아웃 모듈(400)을 포함하는 팝-아웃 카메라를 작동 모드로부터 비작동 모드로, 및 비작동 모드로부터 작동 모드로 전환하기 위해, 스테퍼 모터(445)는 웜 스크류(446)를 제1 회전 방향 및 제1 방향과 반대인 제2 회전 방향으로 각각 작동시킨다. 기어(450) 및 웜 휠(447)은 웜 스크류의 회전을 구동 캠(410)의 원형 운동으로 전달하고, 이는 카메라 모듈(300)의 상술한 기재내용과 유사한 방식으로, 차례로 Z축으로 표시된 수직 방향에 평행 또는 역평행한 윈도우 레일(410)의 선형 운동으로 변환된다. 또한, 팝-아웃 액추에이터(440)는 낙하 충격 흡수기로서 작용하는 스프링(449)을 포함한다. 구동 캠(410) 및 3개의 각진 홈을 포함하는 팝-아웃 모듈(400)은 팝-아웃 카메라를 팝-아웃 상태로부터 접힘 상태로 또는 그 반대로 전환한다.

작동 상태에 있는 동안, 카메라 모듈(400)이 접히기 쉬운 미리 결정된 임계값 이상의 외력이 가해지면, 스프링(449)이 완충기 역할을 할 수 있다. 외력은 카메라를 접기 위한 팝-아웃 모듈 움직임과 동일 선상으로 지향될 수 있다. 미리 결정된 임계값은 캐리어, 렌즈 배럴 및 윈도우 커버를 팝아웃 및 접기 위해 스테퍼 모터(445)에 의해 가해지는 힘보다 훨씬 더 강한 힘으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 이러한 외력은 사용자가 카메라 모듈(400)을 포함하는 팝-아웃 카메라를 포함하는 전자 휴대용 장치를 떨어뜨렸을 때 발생할 수 있다. 예를 들어, 그 힘은 약 5N 이상일 수 있다. 도 12c를 참조하면, 스프링(449)은 로딩된 상태에 있을 수 있다. 보이는 바와 같이, 외력은 화살표 A로 표시된 바와 같이 웜 스크류(446)의 상당한 양의 선형 이동을 유도하여, 스프링(449)이 수축(또는 "로딩"됨)하고, 구동 캠(410)이 화살표 B로 표시된 방향을 따라 선형으로 이동한다. 외력이 멈춘 후, 로드된 스프링(449)에 의해 웜 상(446)에 가해진 스프링 힘은 웜(446)의 상당한 양의 선형 이동을 유도하여, 구동 캠(410)은 팝-아웃 모듈(400)이 팝-아웃 상태로 복귀될 때까지 화살표 B로 표시된 방향과 반대 방향으로 선형으로 이동한다. 스프링(449)의 수축을 통해, 상기 설명된 메커니즘은 예를 들어, 팝-아웃 카메라가 포함된 스마트폰 등의 기기를 떨어뜨렸을 경우, 팝-아웃 모듈(400)을 포함하는 팝-아웃 카메라에 대한 충격을 부드럽게 흡수하는 데 사용된다. 스프링(449)이 없으면, 이러한 낙하는 팝-아웃 모듈(400)에 포함된 구성요소를 손상시킬 수 있다. 따라서, 스프링(449)은 "낙하 충격 흡수기" 또는 "충격 완충기"를 제공하기 때문에, "낙하 충격 흡수기 스프링"으로 지칭될 수 있다. 웜 스크류(446): 기어(450): 구동 캠(410)의 회전 비율은 10-1000:2-50:1일 수 있으며, 즉 웜 스크류(446)의 10-1000 회전 주기 동안, 기어(450)는 2-50회 회전할 수 있고, 구동 캠(410)은 한번 회전할 수 있다. 스프링(449)의 길이("L")는 2 내지 10mm일 수 있고, 그 힘은 0.5 내지 10N일 수 있다. 웜(446)의 선형 운동("M")은 0.5 내지 10mm일 수 있다. 웜(446)의 톱니 각도는 0 내지 10도일 수 있고, 웜(446)의 직경(또는 "피치 직경")은 1 내지 5mm일 수 있다. 도 12d는 팝-아웃 액추에이터(440)를 분해도로 도시한다. 팝-아웃 액추에이터는 스테퍼 모터(445)에 의해 생성된 힘을 웜 스크류(546)로 전달하도록 구성된 로드(441)를 포함할 수 있다. 또한, 로드(441)는 스프링(449)을 가이드할 수 있고, 베어링(442)에 의해 지지된다.

도 13 내지 도 14는 본 개시내용의 제1 측면의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(500)을 도시한다. 도 9는 카메라 모듈(500)을 분해도로 도시한다. 도 14a 내지 도 14b는 작동 상태에 있는 도 13의 카메라 모듈의 2개의 수직 평면에서의 단면도를 도시한다.

카메라 모듈(500)은 렌즈 배럴(520), 렌즈 배럴(520)를 수용하도록 구성된 캐리어(530), 및 이미지 센서(560)를 포함한다. 카메라 모듈(500)은 커버 윈도우(550)를 더 포함한다. 렌즈 배럴(520)은 대물 어셈블리를 포함할 수 있다. 대물 어셈블리는 카메라 모듈(500)의 광축(Z)을 정의하는 복수의(예를 들어, 4개의) 렌즈 요소(도시되지 않음)를 동축으로 유지할 수 있다. 캐리어(530)는 그 내벽에 하나 이상의 주변 숄더 리세스를 포함하는 캐리어 배럴을 포함할 수 있다. 숄더 리세스는 렌즈 배럴(520)의 외측으로 반경방향으로 돌출하는 하나 이상의 주변 플랜지 돌출부(후크)를 지지하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 주변 숄더 리세스 및 대응하는 하나 이상의 주변 플랜지 돌출부는 캐리어 배럴에 대한 렌즈 배럴(520)의 축방향 운동을 센서 방향(즉, 하향)으로 제한하도록 구성된 스토퍼를 형성할 수 있다.

커버 윈도우(550)는 이미지 센서(560)에 대한 커버 윈도우의 근위 축방향 위치 및 원위 축방향 위치에 각각 대응하는 수축 위치와 확장 위치 사이에서 축방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 렌즈 배럴(520)은 또한 이미지 센서(560)에 대한 렌즈 배럴의 근위 축방향 위치 및 원위 축방향 위치에 각각 대응하는 접힘 상태 및 작동 상태를 가질 수 있다. 렌즈 배럴의 작동 상태에서, 이미지 센서(560)는 대물 어셈블리의 초점 평면 또는 이미징 평면에 위치될 수 있다. 카메라 모듈의 작동 모드에서, 커버 윈도우(550)는 확장 위치에 있고 렌즈 배럴(520)은 작동 상태에 있을 수 있는 반면, 카메라 모듈의 비작동 모드에서, 커버 윈도우(550)는 수축 위치에 있고 렌즈 배럴(520)은 접힘 상태에 있을 수 있다. 렌즈 배럴(520)은 캐리어(530)에 대해 내측에 동축으로 위치될 수 있다. 작동 상태에서, 이미지 센서(560)는 대물 어셈블리의 초점 평면 또는 이미지 평면에 위치된다. 접힘 상태에서, 카메라 모듈은 디스에이블될 수 있다. 즉, 카메라 모듈은 대물 어셈블리의 시야를 이미지화할 수 없다. 렌즈 배럴의 작동 상태는 카메라 모듈의 TTL이 비작동 모드에서의 카메라 모듈의 TTL보다 높은 카메라 모듈(500)의 팝-아웃(작동) 모드에 대응한다.

카메라 모듈(500)은 렌즈 배럴이 접힘 상태로부터 작동 상태로 축방향으로 이동하게 하도록 구성된 배럴 팝-아웃 어셈블리를 포함할 수 있다. 배럴 팝-아웃 어셈블리는 렌즈 배럴이 작동 상태로부터 접힘 상태로 축방향으로 이동하게 하도록 추가로 구성될 수 있다.

카메라 모듈(500)은 수축 위치와 확장 위치 사이에서 커버 윈도우(550)를 축방향으로 제어 가능하게 이동시키도록 구성된 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리를 더 포함할 수 있다. 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 수축 위치와 확장 위치 사이에서 커버 윈도우를 가역적으로 이동시키도록, 즉 커버 윈도우를 수축 위치로부터 확장 위치로 또는 그 반대로 확장 위치로부터 수축 위치로 이동시키도록 구성될 수 있다. 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 아래에서 더 자세히 설명되는 커플링 메커니즘을 통해 캐리어(530)와 협력하는 구동 캠(510)을 포함한다. 캐리어(530)는 구동 캠에 결합되어, 구동 캠의 제1 회전 방향으로의 회전은 커버 윈도우(550)가 수축 위치로부터 확장 위치로 축방향으로 이동하게 한다. 구동 캠의 제2 반대 회전 방향으로의 회전은 커버 윈도우(550)가 확장 위치로부터 수축 위치로 축방향으로 이동하게 한다. 커버 윈도우(550)는 렌즈 배럴(520)이 작동 상태에 있고 커버 윈도우(550)가 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리에 의해 작동되어 확장 위치로부터 수축 위치로 이동할 때, 렌즈 배럴(520)을 접힘 상태로 밀어넣도록 구성될 수 있다.

수축 위치에서, 커버 윈도우(550)는 접힘 상태의 렌즈 배럴(520)의 가장 원위 표면에 매우 근접하게 위치될 수 있다. 수축 위치에서의 커버 윈도우(550)는 접힘 상태의 렌즈 배럴(520)의 가장 원위 표면에 접할 수 있다. 확장 위치에서, 커버 윈도우(550)는 렌즈 배럴(520)의 가장 원위 표면에 대해 축방향 갭을 제공하도록 구성될 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 배럴 팝-아웃 어셈블리는 캐리어(530)가 축방향으로 이동하는 동안, 렌즈 배럴(520)을 제어 가능하게 이동시키도록 구성될 수 있다. 카메라 모듈(500)은 또한 팝-아웃 어셈블리 및 캐리어(530)를 수용하도록 구성된 후면 하우징(565)을 포함할 수 있다. 리트랙터블 커버 윈도우(550)는 후면 하우징(565)에 대해 축방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있다.

액추에이터(540)는 도 4a를 참조하여 전술한 바와 같이, 모터(545), 및 웜 스크류와 웜 휠을 포함하는 웜 드라이브를 포함할 수 있다. 웜 휠은 웜 스크류에 맞춰진 링을 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 웜 휠은 구동 캠(510)과 일체화될 수 있다. 따라서, 구동 캠은 휠 형상을 가질 수 있다. 모터(545)는 그 종축을 따라 웜 스크류를 회전시키도록 구성될 수 있다. 웜 스크류는 회전될 때 웜 휠/구동 캠(510)이 Z축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 모터(545)는 스테퍼 모터일 수 있다. 카메라 모듈을 작동(팝-아웃) 모드로부터 비작동(수축) 모드로 전환하기 위해, 모터(545)는 웜 스크류를 통해 제2 회전 방향으로 구동 캠(510)을 작동시킬 수 있다. 카메라 모듈을 비작동 모드로부터 작동 모드로 전환하기 위해, 모터(545)는 웜 스크류를 통해 구동 캠(510)을 제2 회전 방향과 반대인 제1 회전 방향으로 작동시킬 수 있다. 구동 캠은 잠금 링(572)에 의해 하우징에 대해 축방향으로 고정된 상태로 유지될 수 있다.

캐리어 배럴(530)은 구동 캠(510)의 내측에 동축으로 위치될 수 있다. 캐리어(530)는 캐리어의 축방향 이동이 커버 윈도우로 전달되도록, 커버 윈도우(550)에 고정 결합될 수 있다. 캐리어 배럴(530) 및 구동 캠(510)은 구동 캠(510)의 회전 운동이 캐리어(530)의 축방향 운동으로 변환되도록, 헬리컬 캠을 형성하도록 결합될 수 있다. 구동 캠(510)은 캐리어(530)에 결합되는 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 방사형 핀(511)을 포함한다. 방사형 핀(511)은 캐리어 배럴의 외벽에 형성된 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 대응하는 헬리컬 홈(531) 내로 구동 캠(510)의 내측으로 돌출할 수 있다. 캐리어는 후면 하우징(565)에 대한 캐리어(530)의 동심을 유지하기 위해, 후면 하우징(565)의 중앙 배럴에 있는 적어도 하나의 대응하는 축방향 홈을 통해 외벽으로부터 돌출하는 하나 이상의(예를 들어, 3개의) 캐리어 방사형 핀(532)을 포함할 수 있다.

렌즈 배럴(520)은 캐리어(530)에 대한 렌즈 배럴(520)의 축방향 이동을 가능하게 하는 축방향 커플링을 통해 캐리어(530)에 결합될 수 있다. 캐리어(530)와 렌즈 배럴(520) 사이의 축방향 커플링은 렌즈 배럴(520)과 캐리어(530) 사이의 공간에 형성된 2개의 축방향 레일(522a, 522b), 및 축방향 레일(522a, 522b)에 둘러싸인 베어링 볼(521)을 포함한다(예를 들어, 도 14a 및 15a 참조). 축방향 레일은 Z축에 평행한 2개의 축을 따라 연장될 수 있다. 캐리어(530)와 렌즈 배럴(520) 사이의 축방향 커플링은 센서(560)에 대한 렌즈 배럴(520)의 축방향 위치를 미세하게 변경하는 것을 가능하게 함으로써, 작동 상태에서 자동-초점 기능을 가능하게 할 수 있다. 즉, 볼(521)은 오토-포커스 기능을 위해 필요한 Z축을 따른 렌즈 배럴(520)의 이동을 가능하게 한다. AF를 수행하기 위해, 렌즈 배럴은 캐리어(530) 및 이미지 센서(560)에 대해 Z 축에 평행하게 이동할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈은 오토-포커스(AF) 모듈(590)을 포함할 수 있다. AF 모듈(590)은 캐리어(530)에 대해 렌즈 배럴(520)을 축방향으로 변위시키도록 구성된 VCM을 포함할 수 있다. VCM은 캐리어(530)와 렌즈 배럴(520) 사이의 인터스티스에 위치될 수 있다. VCM은 렌즈 배럴(520)의 외벽에 고정된 적어도 하나(예를 들어, 2개의) 영구 자석(591) 및 캐리어(530)의 내벽에 고정된 적어도 하나(예를 들어, 2개의) 전기 코일(592)을 포함할 수 있다. 전기 코일(592)은 렌즈 배럴(520)이 작동 상태에 있을 때, 전기 코일(592)의 전류가 영구 자석(591)에 축방향 힘을 유도하여, 캐리어(530)에 대한 렌즈 배럴(592)의 축방향 이동을 야기할 수 있도록 구성된다. 이는 카메라 모듈(500)의 오토-포커스 기능을 가능하게 한다. 오토-포커스 기능은 0.1mm 내지 5mm의 축방향 움직임을 제공할 수 있다. AF 모듈(590)은 AF 모듈 및 렌즈 배럴(520)의 위치를 결정하기 위한 위치 센서(도시되지 않음)를 작동시키도록 구성된 구동 회로를 더 포함할 수 있다. AF 모듈(590)은 캐리어의 내벽에 고정될 수 있는 인쇄 회로 기판(594)을 더 포함할 수 있다. 구동 회로 및 전기 코일(592)은 PCB(594)에 장착될 수 있다. 카메라 모듈(500)은 AF 모듈(590)에 전류를 공급하기 위한 전류 공급 배선을 더 포함할 수 있다. 전류 공급 배선은 센서(560)가 장착될 수 있는 메인 PCB로부터 적어도 하나의 전기 코일(592)이 장착되는 PCB(594)로 연장될 수 있다. 전류 공급 배선은 도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이, 렌즈 배럴의 접힘 상태와 작동 상태 사이에서 탄성적으로 변형되도록 구성된 굴곡부(593)에 구현될 수 있다. 굴곡부(593)의 강성은 가능한 한 작게 선택될 수 있다. AF 모듈(590)은 강자성 재료로 만들어진 요크(597)를 더 포함하고, 이는 렌즈 배럴(520)에 고정된 적어도 하나의 영구 자석(591)과 요크(597) 사이의 자기 상호 작용이 베어링 볼(521)을 축방향 레일(522a, 522b)에 둘러싸이게 유지하는 데 기여하는 수평 프리로드 힘 성분을 제공하게 한다. 추가적으로, 요크와 자석 사이의 자기 상호작용은 렌즈 배럴(520)을 캐리어(530)로부터 축방향으로 들어올릴 수 있다. 요크(597)는 예를 들어 PCB(594)의 외측으로 AF 모듈(590)을 수용하는 인터스티스에 위치될 수 있다.

배럴 팝-아웃 어셈블리는 AF 모듈의 VCM을 사용하여 구현될 수 있다. 자석 및 전기 코일은 적어도 커버 윈도우 팝이 수축된 상태로부터 확장된 상태로 이동할 때, 렌즈 배럴을 접힘 상태로부터 작동 상태로 가져오기 위해, 전기 코일의 전류가 영구 자석에 축방향 힘을 유도하도록 추가로 구성될 수 있다. 캐리어의 축방향 이동은 캐리어에 장착된 전기 코일에 전달될 수 있고, 전기 코일에 인가된 전류는 배럴 상의 자석에 축방향 힘을 유도하여, 배럴을 축방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 배럴은 전자기적으로 이동하고 캐리어는 구동 캠을 통해 기계적으로 이동한다. 다른 실시예에서, 배럴은 캐리어가 축방향으로 이동할 때, 숄더 리세스와 플랜지 돌출부 사이의 기계적 상호작용을 통해 접힘 상태로부터 작동 상태를 향해 축방향으로 이동될 수 있다. 대안적으로, 숄더 리세스와 플랜지 돌출부는 정전이나 VCM이 오토-포커스 범위를 벗어나는 예외적인 상황에서 스토퍼로서 사용될 수 있다. 또한, 자석 및 전기 코일은 적어도 커버 윈도우가 확장 위치로부터 수축 위치로 이동할 때, 전기 코일의 전류가 영구 자석에 축방향 힘을 유도하여, 렌즈 배럴을 작동 상태로부터 접힘 상태로 가져오도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 대물 어셈블리의 렌즈 요소 중 적어도 하나는 절단되어 D-컷 렌즈를 형성하고, 이에 의해 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, D-컷 체적을 자유롭게 한다(free). 렌즈는 10% 내지 40%, 바람직하게는 10% 내지 30%만큼 일 측면을 따라 절단될 수 있다(다른 예에서는 두 측면을 따라 절단됨). 이는 최소 광학 높이(H_OPT-CUT)가 최대 광학 렌즈 높이(H_OPT)보다 10 내지 50% 더 작을 수 있음을 의미한다. 도 16a 내지 도 16c는 컷 렌즈와 관련된 정의를 도시한다. 도 16a는 렌즈 높이(H_L) 및 광학 렌즈 높이(H_OPT)를 갖는 축대칭 렌즈 요소를 도시한다. 렌즈 높이(H_L)는 광학 렌즈 높이(H_OPT)에, 점선으로 표시된 기계 부품 크기 기여를 더한 것과 같다. 기계적 기여는 일반적으로 200 내지 1000미크론이다. 도 16b는 도 16a에 도시된 축대칭 렌즈와 동일한 X를 따른 렌즈 높이를 갖는 절단된 렌즈 요소를 도시한다. 절단된 렌즈 요소는 다른 축을 따라 측정된 서로 다른 H_L 및 H_OPT를 갖는다. 예를 들어, 최대 광학 렌즈 높이(H_OPT)(Y를 따라 측정됨)는 최소 광학 렌즈 높이(H_OPT-CUT)(X를 따라 측정됨)보다 크다. 절단된 렌즈 요소는 Y에 대해 일 측면을 따라 약 25% 절단된다. 이것은 H_OPT-CUT ≒ 0.75 x H_OPT를 의미한다. 도 16c는 함께 절단 렌즈를 형성하는 여러 절단 렌즈 요소를 포함하는 절단 렌즈 배럴을 도시한다. 절단된 렌즈는 2개의 측면을 따라 Y에 대해 절단된다. 절단에 의해, 렌즈 배럴의 폭(WL)은 렌즈 배럴의 높이(H_L)보다 크다. 본 명세서에 개시된 팝-아웃 카메라에서, 축대칭 렌즈 배럴과 비교하여 일 측면을 따라 Y에 대해 절단된 렌즈 배럴에 의해 절약된 체적은 AF 모듈(590)을 팝-아웃 카메라에 컴팩트하게 통합하기 위해 사용된다. 즉, 렌즈 배럴의 외부 형태는 배럴(520)과 캐리어(530) 사이의 D-컷 체적이 자유롭게 되도록, D-컷 렌즈와 일치하는 것이 바람직하다. 도 15a에 도시된 바와 같이, AF 모듈(590)은 배럴(520)과 캐리어(530) 사이에서 자유로워진 D-컷 체적에 통합되는 것이 바람직할 수 있다. 이는 카메라 모듈(500)에 렌즈 기반 AF 모듈을 설치하기 위한 공간 요구사항을 제한하는 것을 허용할 수 있다. 즉, 렌즈를 절단함으로써, 렌즈를 운반하는 렌즈 배럴은 축대칭 렌즈용 렌즈 배럴보다 작을 수 있으므로, 컷-체적을 절약할 수 있다. AF 모듈은 컷-체적에 위치할 수 있으므로, 컴팩트한 원형 팝-아웃 카메라 산업 설계를 가능하게 한다. 본 출원인은 일 측면에서 Y를 따라 약 20% 절단된 D-컷 렌즈를 갖는 카메라와 축대칭 렌즈를 갖는 팝-아웃 카메라와 비교해 볼 때, AF 액추에이터를 통합하는 데 필요한 추가 공간이 약 90% 감소될 수 있음을 발견했다. 예를 들어, 도 15a 내지 도 15b에 도시된 바와 같이, 배럴과 캐리어 사이에서 자유로워진 D-컷 체적에 오토-포커스를 통합하면, AF 모듈로 인한 카메라 모듈의 직경 증가를 제한할 수 있고, 렌즈 배럴(520) 직경과 캐리어(530) 직경 사이의 차이(ΔD)를 0.05mm 미만, 0.5mm 미만, 1mm 미만, 2mm 미만, 3mm 미만 또는 6mm 미만으로 제한할 수 있다.

카메라 모듈(500)은 카메라 모듈(500)의 접힘 상태 및 작동 상태뿐만 아니라, 중간 상태에서도 카메라 모듈(500)의 불침투성을 유지하도록 구성된 보호 씰(585)을 더 포함할 수 있다. 보호 씰(585)은 방진을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 보호 씰(585)은 침투 보호 코드 IP68 표준을 충족하도록 구성될 수 있다. 보호 씰(585)은 다이어프램일 수 있다. 보호 씰(585)은 접을 수 있는 슬리브를 형성할 수 있다. 슬리브의 일단은 캐리어(530)의 외부 주변 가장자리에 고정되고, 슬리브의 타단은 전면 하우징(570)의 내부 주변 가장자리에 고정될 수 있다.

카메라 모듈(500)은 또한 안정화 기능을 제공하기 위해 광학 이미지 안정화 시스템을 포함할 수 있다. OIS 시스템은 X 및 Y 축을 따라 센서 평면에서 센서(560)를 이동시키도록 구성될 수 있다. OIS 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로, 요, 피치 및/또는 롤 회전 축을 따라, 바람직하게는 요(Z) 및 피치(X) 회전 축을 따라 센서를 회전시킴으로써, 센서를 이동시키도록 구성될 수 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(500)의 치수는 다음 범위에 있을 수 있다: 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈은 6 내지 50mm의 직경을 갖는 원에 끼워질 수 있다. 커버 윈도우의 직경은 5 내지 40mm일 수 있다. 비작동(접힌) 모드에서 카메라 모듈의 높이는 6 내지 18mm이고, 작동(팝-아웃) 모드에서 7 내지 30mm일 수 있다. 카메라 모듈의 비작동 모드와 작동 모드 사이의 높이 편차는 1mm 내지 15mm일 수 있다.

도 18a 내지 도 18b는 각각 접힘 상태 및 확장된 상태에서의, 본 개시내용의 제2 측면의 실시예에 따른 일반적인 카메라 모듈(600)의 개략도를 도시한다.

카메라 모듈(600)은 렌즈 배럴(620), 렌즈 배럴(620)을 수용하도록 구성된 캐리어(630) 및 이미지 센서(660)를 포함한다. 카메라 모듈(600)은 리트랙터블 커버 윈도우(650)를 더 포함할 수 있다. 렌즈 배럴(620)은 대물 어셈블리를 포함한다. 대물 어셈블리는 카메라 모듈(600)의 광축(Z)을 정의하는 복수의(예를 들어, 4개의) 렌즈 요소(625)를 동축으로 유지할 수 있다. 캐리어(630)는 렌즈 배럴(620)을 수용하기 위한 캐리어 배럴을 포함할 수 있다. 렌즈 배럴(620)은 캐리어(630)에 대해 동축으로 내측에 위치될 수 있다. 렌즈 배럴(620)은 캐리어(630)에 대한 렌즈 배럴(620)의 축방향 변위를 가능하게 하도록, 캐리어(630)에 결합될 수 있다.

렌즈 배럴(620) 및 캐리어(630)은 적어도 하나의(예를 들어, 2개의) 축방향 레일 및 그 사이에 둘러싸인 대응하는 하나 이상의(예를 들어, 2개의) 베어링 볼을 사용하여 축방향으로 결합될 수 있다. 캐리어(630)는 Z축에 대해 이미지 센서(660)에 대해 축방향으로 고정되도록 결합될 수 있다. 렌즈 배럴(620)은 작동 상태와 접힘 상태를 갖는다. 작동 상태에서, 이미지 센서(660)는 대물 어셈블리의 초점 평면 또는 이미징 평면에 위치된다. 접힘 상태에서, 카메라 모듈은 디스에이블될 수 있다. 즉, 카메라 모듈은 대물 어셈블리의 시야를 이미지화할 수 없다. 렌즈 배럴의 작동 상태는 카메라 모듈의 TTL이 비작동 모드에서의 카메라 모듈의 TTL보다 높은 카메라 모듈(600)의 팝-아웃(작동) 모드에 대응한다.

카메라 모듈(600)은 접힘 상태로부터 작동 상태로 렌즈 배럴(620)을 제어 가능하게 이동시키도록 구성된 배럴 팝-아웃 어셈블리를 더 포함한다. 배럴 팝-아웃 어셈블리는 작동 상태에서 렌즈 배럴(620)을 바이어스시키도록 구성된 자기 스프링 어셈블리(610)를 포함한다. 자기 스프링 어셈블리(610)는 렌즈 배럴(620)에 고정된 적어도 하나의 영구 자석(670) 및 캐리어(630)에 고정된 강자성 요크(680)를 포함한다. 자기 스프링(610)은 렌즈 배럴(620)이 접힘 상태로부터 작동 상태를 향해 캐리어(630)에 대해 축방향으로 이동하게 하도록 구성될 수 있다. 자기 스프링 어셈블리는 캐리어(630)와 렌즈 배럴(620) 사이의 인터스티스에 위치될 수 있다. 적어도 하나의 영구 자석(670)은 렌즈 배럴(620)의 외벽에 고정될 수 있다. 요크(680)는 캐리어 배럴의 내벽에 고정될 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 측면은 스프링 방식으로 렌즈 배럴(620)에 수직 바이어싱 힘을 생성하기 위해 영구 자석에 의해 요크에 인가된 자기력을 사용하는 것을 제공한다. 도 19는 자석(670)에 가해지는 자력(F), 그 수직 팝-아웃 성분(F_POP) 및 수평 프리로드 성분(F_PRE)을 도시하는 개략도이다. 수평 프리로드 힘 성분(F_PRE)은 렌즈 배럴(620)과 캐리어(630)를 결합하는 축방향 레일에 둘러싸인 베어링 볼을 유지하는 데 기여할 수 있다. 도 18 내지 도 21에 제공된 실시예에 대해 도 22a 내지 도 22b에 도시된 바와 같이, 자기력(F)은 강자성 요크(680)에 대한 자석(670)의 위치 및 배향, 특히 접힘 상태에서의 요크와 자석 사이의 초기 오프셋 거리(D_OFF)에 의존한다. 자기 스프링 어셈블리는 렌즈 배럴의 무게가 접힘 상태로부터 작동 상태로의 렌즈 배럴의 축방향 이동에 저항할 때, 렌즈 배럴의 무게를 극복할 수 있는 튀어나오는(팝-아웃) 힘을 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 자기 스프링 어셈블리는 접힘 상태에서의 팝-아웃 힘이 약 0.5g 내지 4g일 수 있도록 구성될 수 있다.

리트랙터블 커버 윈도우(650)는 또한 수축 위치와 확장 위치 사이에서 축방향으로 제어가능하게 이동하도록 구성될 수 있다. 수축 위치에서, 커버 윈도우(650)는 접힘 상태의 렌즈 배럴(620)의 가장 원위 표면(예를 들어, 림)에 접하도록 위치될 수 있다. 확장 위치에서, 커버 윈도우(650)는 작동 상태의 렌즈 배럴(620)의 가장 원위 표면과 축방향 갭을 제공하도록 위치될 수 있다. 수축 위치와 확장 위치 사이의 커버 윈도우(650)의 움직임, 및 접힌 위치와 확장 위치 사이의 렌즈 배럴(620)의 움직임은 코디네이트될(coordinated) 수 있다. 커버 윈도우(650)의 축방향 이동은 액추에이터(640)에 의해 작동되는 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리(611)에 의해 구동될 수 있다. 수축 위치에서, 커버 윈도우(650)는 접힌 위치에서 렌즈 배럴(620)을 유지하도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 수축 위치에서의 커버 윈도우는 자기 스프링 어셈블리(610)의 자기력을 극복할 수 있다. 확장 위치에서, 커버 윈도우는 작동 상태의 렌즈 배럴(620)과 축방향 갭을 제공하도록 구성될 수 있다. 축방향 갭은 작동 상태로부터 렌즈 배럴(620)의 일부 축방향 이동을 가능하게 하여, 오토-포커스 기능을 가능하게 할 수 있다. 윈도우 커버(650)는 커버 윈도우가 윈도우 커버 팝-아웃 어셈블리(611)에 의해 확장 위치로부터 수축 위치로 이동하도록 작동될 때, 렌즈 배럴이 작동 상태로부터 접힘 상태로 이동하게 하도록 추가로 구성될 수 있다. 다시 말해서, 윈도우 커버 팝 아웃 어셈블리(611)의 작동 시, 확장 위치로부터 수축 위치로 이동할 때, 윈도우 커버가 렌즈 배럴을 가압하고 렌즈 배럴(620)을 접힘 상태로 접을 수 있다. 커버 윈도우(650)가 수축 위치로부터 확장 위치로 이동할 때, 렌즈 배럴(620)는 릴리스되고, 자력은 렌즈 배럴(620)을 작동 상태로 구동할 수 있다. 일부 실시예에서, 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 도 9 내지 도 12을 참조하여 설명된 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리 중 임의의 것일 수 있다. 일부 실시예에서, 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 압축 스프링에 의해 구동될 수 있다. 압축 스프링은 커버 윈도우을 확장 위치 쪽으로 바이어스시킬 수 있다. 커버 윈도우는 래치 메커니즘에 의해 수축 위치에서 유지될 수 있다. 래치 메커니즘은 예를 들어, 카메라 모듈이 장착된 휴대용 전자 장치에서 카메라 사용을 요청하는 사용자에 의해, 또는 예를 들어 커버 윈도우를 가압하는 것과 같은 카메라 모듈을 기계적으로 조작하는 사용자에 의해 작동될 수 있다. 스프링은 래치 메커니즘이 수축 위치에서 커버 윈도우를 래치할 때까지, 예를 들어 커버 윈도우를 아래로 가압함으로써 수축 위치에서 커버 윈도우를 이동시키는 사용자에 의해 리로드될 수 있다.

카메라 모듈(600)은 캐리어 배럴의 내벽에 고정된 적어도 하나의 전기 코일을 포함하는 AF 모듈을 더 포함할 수 있다. 전기 코일은 렌즈 배럴이 작동 상태를 향해 오토-포커스 범위로 이동할 때, 적어도 하나의 전기 코일의 전류가 적어도 하나의 영구 자석에 축방향 힘을 유도하여, 렌즈 배럴의 축방향 이동을 야기하고, 카메라 모듈의 오토-포커스 기능을 가능하게 한다. 오토-포커스 범위는 전기 코일이 렌즈 배럴을 축방향으로 이동할 수 있는 힘을 유도할 수 있는, Z축을 따른 위치를 지칭할 수 있다. 자기 스프링 어셈블리(610)는 오토-포커스 범위 내에서 렌즈 배럴을 이동시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, AF 모듈은 렌즈 배럴(620)을 작동 상태로 유지하는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 팝-아웃 힘은 배럴(620)을 작동 상태로 유지하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 팝-아웃 힘은 접힘 상태에서보다 작동 상태에서 상당히 작을 수 있다. 자기 스프링은 작동 상태에서 이완될 수 있고, 작은 튀어나오는(팝-아웃) 힘은 오토-포커스 전기 코일과 영구 자석의 상호 작용에 의해 극복되어, 카메라를 포커싱할 수 있게 한다. AF 모듈은 AF 모듈을 작동시키도록 구성된 구동 회로 및 렌즈 배럴(620)의 수직 위치를 결정하기 위한 선택적인 위치 센서(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. AF 모듈은 캐리어의 내벽에 고정될 수 있는 PCB를 더 포함할 수 있다. 구동 회로 및 전기 코일은 PCB에 장착될 수 있다. 카메라 모듈(600)은 AF 모듈에 전류를 공급하기 위한 전류 공급 배선을 더 포함할 수 있다. 전류 공급 배선은 센서(660)가 장착될 수 있는 메인 PCB로부터 적어도 하나의 전기 코일이 장착되는 PCB로 연장될 수 있다.

렌즈 배럴(620)은 적어도 하나의 D-컷 형상을 갖는 하나 이상의 렌즈 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, D-컷 렌즈의 광학 높이의 10% 내지 50%가 제거될 수 있다. 렌즈 배럴(620)은 D-컷 형상과 일치할 수 있으며, 이에 의해 캐리어(630)와 렌즈 배럴(620) 사이의 D-컷 체적을 자유롭게 할 수 있다. AF 모듈은 바람직하게는 캐리어(630)와 렌즈 배럴(620) 사이의 D-컷 체적에 통합될 수 있다. 이는 AF 모듈로 인한 카메라 모듈의 직경 증가를 제한하고, 렌즈 배럴(620) 직경과 캐리어(630) 직경 사이의 차이(ΔD)를 0.05mm 미만, 0.5mm 미만, 1mm 미만, 2mm 미만, 3mm 미만 또는 6mm 미만으로 제한할 수 있다.

카메라 모듈(600)은 또한 안정화 기능을 제공하기 위해 광학 이미지 안정화 시스템을 포함할 수 있다. OIS 시스템은 X 및 Y 축을 따라 센서 평면에서 센서(660)를 이동시키도록 구성될 수 있다. OIS 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로, 요, 피치 및/또는 롤 회전 축을 따라, 바람직하게는 요(Z) 및 피치(X) 회전 축을 따라 센서를 회전시킴으로써, 센서를 이동시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, OIS 시스템은 추가로 또는 대안적으로, 본 개시내용의 제3 측면에 따른 OIS 어셈블리를 사용하여, X 및 Y 축을 따라 센서 평면에서 캐리어(630) 및 렌즈 배럴을 이동시킴으로써 제공될 수 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(600)은 방수가 되도록 구성될 수 있다. 카메라 모듈은 카메라 모듈(600)의 접힘 상태 및 작동 상태뿐만 아니라, 중간 상태에서도 카메라 모듈의 불침투성을 유지하도록 구성된 보호 씰을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(600)은 또한 이미지 센서에 의해 검출될 수 있는 전자기 스펙트럼의 미리 결정된 부분을 필터링하도록 구성된 광학 필터를 포함할 수 있다. 이것은 적외선 복사와 같은 비가시적 복사를 필터링하는 것을 가능하게 할 수 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(600)의 치수는 다음 범위에 있을 수 있다: 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈은 6 내지 50mm의 직경을 갖는 원에 끼워질 수 있다. 커버 윈도우의 직경은 5 내지 40mm일 수 있다. 비작동(접힌) 모드에서 카메라 모듈의 높이는 6 내지 18mm이고, 작동(팝-아웃) 모드에서 7 내지 30mm일 수 있다. 카메라 모듈의 비작동 모드와 작동 모드 사이의 높이 편차는 1mm 내지 15mm일 수 있다.

도 20a 내지 도 20b는 각각 본 개시내용의 제2 측면의 실시예들에 따른 비작동 모드 및 작동 모드에서의 카메라 모듈(700)의 단면도들을 도시한다. 도 21a 내지 도 21b는 각각 접힘 상태 및 확장된 상태에서의, 도 20a 내지 도 20b의 카메라 모듈의 구성요소의 사시도를 도시한다.

카메라 모듈(700)은 렌즈 배럴(720), 렌즈 배럴(720)을 수용하도록 구성된 캐리어(730) 및 이미지 센서(760)를 포함한다. 카메라 모듈(700)은 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리 및 액추에이터(도시되지 않음)에 의해 작동되는 리트랙터블 커버 윈도우(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 렌즈 배럴(720)은 대물 어셈블리를 포함한다. 대물 어셈블리는 카메라 모듈(700)의 광축 Z를 정의하는 4개의 렌즈 요소(725a-725d)를 동축으로 유지한다. 렌즈 배럴(720)은 2개의 D-컷을 갖는 렌즈 요소를 포함한다. 렌즈 배럴(720)은 D-컷 형상(들)과 일치하여, 캐리어(730)와 렌즈 배럴(720) 사이에 D-컷 체적을 자유롭게 한다.

캐리어(730)는 렌즈 배럴(720)을 수용하기 위한 캐리어 배럴을 포함한다. 렌즈 배럴(720)은 캐리어(730)에 대해 내측에 동축으로 위치된다. 렌즈 배럴(720)은 캐리어(730)에 대해 렌즈 배럴(720)의 축방향 변위를 가능하게 하도록, 캐리어(730)에 결합된다. 렌즈 배럴(720) 및 캐리어(730)는 도 11a에 도시된 것과 유사한 방식으로, 2개의 축방향 레일 및 그 사이에 둘러싸인 대응하는 2개의 베어링 볼을 사용하여 축방향으로 결합된다. 캐리어(730)는 Z축에 대해 이미지 센서(760)에 대해 축방향으로 고정된 OIS 어셈블리에 장착된다. OIS 어셈블리는 본 개시내용의 제3 측면과 관련하여 이하에서 상세히 설명된다. 렌즈 배럴(720)은 작동 상태와 접힘 상태를 갖는다. 작동 상태에서, 이미지 센서(760)는 대물 어셈블리의 초점 평면 또는 이미징 평면에 위치된다. 접힘 상태에서 카메라 모듈은 디스에이블될 수 있다. 즉, 카메라 모듈은 대물 어셈블리의 시야를 이미지화할 수 없다. 작동 상태는 카메라 모듈의 TTL이 비작동 모드에서의 카메라 모듈의 TTL보다 높은 카메라 모듈(700)의 팝-아웃 모드에 대응한다.

카메라 모듈(700)은 접힘 상태로부터 작동 상태로 렌즈 배럴(720)을 제어 가능하게 이동시키도록 구성된 팝-아웃 어셈블리를 더 포함한다. 팝-아웃 어셈블리는 작동 상태에서 렌즈 배럴(720)을 바이어스시키도록 구성된 자기 스프링 어셈블리(710)를 포함한다. 자기 스프링 어셈블리(710)는 렌즈 배럴(720)에 고정된 적어도 하나의 영구 자석(770)과 캐리어(730)에 고정된 강자성 요크(780)를 포함한다. 자기 스프링 어셈블리(710)는 렌즈 배럴(720)이 접힘 상태로부터 작동 상태를 향해 캐리어(730)에 대해 축방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 자기 스프링 어셈블리(710)는 캐리어(730)와 렌즈 배럴(720) 사이의 인터스티스에 위치된다. 적어도 하나의 영구 자석(770)은 렌즈 배럴(720)의 외벽에 고정된다. 요크(780)는 캐리어 배럴의 내벽에 고정된다.

카메라 모듈(700)은 캐리어 배럴의 내벽에 고정된 적어도 하나의 전기 코일을 포함하는 AF 모듈을 포함한다. AF 모듈은 캐리어(730)와 렌즈 배럴(720) 사이에서 자유로워진 D-컷 체적에 통합된다. 전기 코일은 렌즈 배럴이 작동 상태를 향해 오토-포커스 범위로 이동할 때, 적어도 하나의 전기 코일의 전류가 적어도 하나의 영구 자석(770)에 축방향 힘을 유도하여, 렌즈 배럴의 축방향 이동을 야기하고 카메라 모듈의 오토-포커스 기능을 가능하게 할 수 있도록 구성될 수 있다. 오토-포커스 범위는 전기 코일이 렌즈 배럴을 축방향으로 이동할 수 있는 힘을 유도할 수 있는, Z축을 따른 위치를 지칭한다. 자기 스프링 어셈블리(710)는 오토-포커스 범위 내에서 렌즈 배럴(720)을 이동시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, AF 모듈은 렌즈 배럴(720)을 작동 상태로 유지하는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 자기 스프링 어셈블리(710)의 팝-아웃 힘은 렌즈 배럴(720)을 작동 상태로 유지하는 것을 가능하게 할 수 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(700)의 치수는 다음 범위일 수 있다: 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈은 6 내지 50mm의 직경을 갖는 원에 끼워질 수 있다. 커버 윈도우의 직경은 5 내지 40mm일 수 있다. 비작동(접힌) 모드에서 카메라 모듈의 높이는 6 내지 18mm이고, 작동(팝-아웃) 모드에서는 7 내지 30mm일 수 있다. 카메라 모듈의 비작동 모드와 작동 모드 사이의 높이 편차는 1mm 내지 15mm일 수 있다.

도 22a 내지 도 22b는 접힘 상태에서 요크와 자석 사이의 상이한 오프셋 거리에 대하여, Z축을 따른 자석의 스트로크에 대한 자기 스프링의 팝-아웃 힘 및 프리로드 힘을 각각 도시한다. 도 22a에서 볼 수 있는 바와 같이, 도 22a에는 1.8mm, 2.1mm 및 2.4mm의 요크 오프셋 거리에 대한 데이터가 제시되고, 튀어나오는 팝-아웃 힘은 요크 오프셋 거리에 따라 변한다. 오토-포커스 범위 내에서 또는 직접 작동 상태로 렌즈 배럴을 들어올릴 수 있는 팝-아웃 힘을 제공하는 요크 오프셋 거리를 결정하는 것이 가능하다. 도 22b에 도시된 바와 같이, 프리로드 힘은 또한 요크 오프셋 거리 및 자석 스트로크에 따라 변한다.

도 23a 내지 도 23c는 본 개시내용의 제3 측면의 실시예에 따른 OIS 시스템(800)을 일반적으로 예시하는 개략도를 도시한다. 본 명세서에 개시된 OIS 시스템은 표준 시스템과 비교하여 로우-숄더(즉, Z 축을 따른 치수)를 가질 수 있다. OIS 시스템(800)은 센서에 대해 카메라 모듈의 렌즈 배럴을 이동시키도록 구성될 수 있다. OIS 시스템(800)은 렌즈 배럴의 광축에 수직인 평면에서 2개의 횡방향으로 대물 어셈블리의 변위를 제공하도록 구성될 수 있다. OIS 시스템(800)은 본 개시내용의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈의 캐리어를 지원하도록 구성될 수 있다.

OIS 시스템(800)은 하부 OIS 프레임(840), 중간 OIS 프레임(830) 및 상부 OIS 프레임(820)을 포함한다. 이들은 이하 단순히 "프레임"으로 지칭될 수 있다. 하부, 중간 및 상부 프레임은 일반적으로 실질적으로 OIS 평면으로 연장되는 실질적으로 평평한 구조일 수 있다. OIS 프레임은 판 형태를 가질 수 있다. 각각의 OIS 프레임은 빛이 이미지 센서에 충돌할 수 있도록 중공인(hollow) 중앙 부분을 포함할 수 있다. OIS 시스템(800)은 수평 평면을 정의하는 이미지 센서(도시되지 않음) 위에 장착되도록 구성될 수 있다. 하부 프레임(840)은 이미지 센서에 대해 고정 결합되도록 구성될 수 있다. 하부 프레임(840)은 OIS 평면이 센서 평면에 평행하도록, 센서가 센서의 중심에 장착될 수 있는 PCB 상에 장착되도록 구성될 수 있다. 중간 프레임(830)은 하부 프레임(840) 상에 장착되도록 구성될 수 있다. 중간 프레임(830)은 수평 센서 평면에 평행한 방향(Y)으로 하부 프레임(840)에 대해 축방향으로 변위 가능하도록 결합될 수 있다. 중간 프레임(830)은 Y 방향에 횡단하고 센서 평면에 평행한 방향 X에서 축방향 변위에 저항할 수 있도록,해 하부 프레임(840)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 중간 프레임(830)은 하부 프레임(840)에 대해 Y 방향에 따른 (단지) 하나의 자유도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 하부 프레임(840) 및 중간 프레임(830)은 Y 방향에서 하나 이상의 평행 레일을 포함하여, 하부 프레임(840)에 대한 중간 프레임(830)의 축방향 변위/시프팅을 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 평행 레일은 중간 프레임(830)과 하부 프레임(840) 사이의 낮은 마찰 커플링을 보장하기 위해 베어링 볼을 둘러쌀 수 있다. 상부 프레임(820)은 중간 프레임(830) 위에 장착되도록 구성될 수 있다. 상부 프레임(820)은 Y 방향에 횡단하고 센서 평면에 평행한 X 방향으로 중간 프레임(830)에 대해 축방향으로 변위 가능하도록 결합될 수 있다. 상부 프레임(820)은 X 방향을 횡단하는 Y 방향에서의 축방향 변위에 저항할 수 있도록, 중간 프레임(830)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 상부 프레임(820)은 중간 프레임(830)에 대해 X 방향에 따른 (단지) 하나의 자유도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 프레임(820) 및 중간 프레임(830)은 X 방향으로 하나 이상의 평형 레일을 포함하여, 중간 프레임(820)에 대한 상부 프레임(820)의 축방향 변위를 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 평행 레일은 중간 프레임(830)과 상부 프레임(820) 사이의 낮은 마찰 커플링을 보장하기 위해 베어링 볼을 둘러쌀 수 있다. 상부 프레임(820)은 카메라 모듈의 캐리어 배럴(810)을 고정 지지하도록 구성될 수 있다. 캐리어 배럴(810)은 렌즈 배럴을 수용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 캐리어 배럴(810)은 상부 프레임(820)과 일체화될 수 있다.

OIS 시스템(800)은 X 방향에 따라 중간 프레임에 대해 상부 프레임(820)을 선택적으로 변위시키도록 구성된 VCM 메커니즘(또는 보다 일반적으로 선형 운동 유도 모터 메커니즘)을 더 포함할 수 있다. VCM 메커니즘은 Y 방향으로 하부 프레임(840)에 대해 중간 프레임(830)(및 중간 프레임(830)과 그 위에 운반되는 상부 프레임(820)과 함께)을 선택적으로 변위시키도록 더 구성될 수 있다. 다시 말해서, VCM 메커니즘은 X 및/또는 Y 축에 따라 상부 프레임(820)을 선택적으로 변위시키도록 구성될 수 있다. VCM 메커니즘은 X 방향을 따른 OIS 작동을 위한 하나의 VCM 및 Y 방향을 따른 OIS 작동을 위한 다른 VCM을 포함할 수 있다. OIS 시스템(800)은 제1 및 제2 자기 축을 각각 정의하는 제1 및 제2 영구 자석을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 영구 자석은 제1 및 제2 자기 축이 각각 X 및 Y 축과 동일 선상에 있도록, 상부 프레임(820)에 고정될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나의 영구 자석은 그 자기 축이 X축에 평행하도록 상부 프레임(820)에 고정되고, 다른 영구 자석은 그 자기 축이 Y축에 평행하도록 중간 프레임(830)에 고정될 수 있다. X축과 평행한 자기 축을 갖는 제1 영구 자석 및 Y축과 평행한 자기 축을 갖는 제2 영구 자석은 각각 X자석 및 Y자석이라 지칭될 수 있다. 또한, OIS 시스템(800)은 제1 및 제2 영구 자석과 각각 협력하도록 구성된 제1 및 제2 전기 코일을 포함할 수 있고, 이는 제1 전기 코일 및/또는 제2 전기 코일 내의 전류가 제1 영구 자석 및/또는 제2 영구 자석 상에 축방향 힘을 유도하여, X 및/또는 Y 방향으로 상부 프레임의 축방향 이동을 야기하게 한다. 일부 실시예에서, OIS 시스템(800)은 추가 세트의 자석 및 대응하는 코일을 더 포함할 수 있다. OIS 시스템(800)은 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. OIS 시스템(800)은 프레임의 위치에 대한 피드백을 가능하게 하는 홀 위치 센서를 더 포함할 수 있다. OIS 시스템(800)은 또한 센서 평면에 위치된 요크를 포함하여, X 및 Y 자석에 의해 요크 상에 가해지는 자기력이 적층(layered) 구조를 함께 유지함으로써, 베어링 볼이 레일에 둘러싸인 채로 유지될 수 있게 한다. OIS 시스템(800)은 본 개시내용의 제2 측면에 따른 카메라 모듈에 통합될 수 있다. 카메라 모듈의 캐리어는 OIS 시스템(800)의 상부 프레임(820)에 고정 결합되어, 상부 프레임의 움직임이 캐리어로 전달될 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 캐리어는 상부 프레임(820)에 일체화될 수 있다.

OIS 시스템(800)의 외부 치수는 OIS 시스템(800)이 6 내지 50mm의 직경을 갖는 원에 끼워질 수 있도록 할 수 있다.

도 24는 본 개시내용의 제3 측면에 따른 OIS 시스템(900)을 도시한다. OIS 시스템(900)은 하부 프레임(940), 중간 프레임(930) 및 상부 프레임(920)을 포함한다. 상부 프레임(920)은 베이스에서 반경방향으로 연장되는 플랜지(922)를 통해 배럴(910)에 고정 결합될 수 있다. 배럴(910)은 일반적으로 도 20을 참조하여 설명된 캐리어(730)와 유사할 수 있다. 특히, 배럴(910)은 수직 축방향 커플링(915a-915b)을 통해 Z 방향을 따른 렌즈 배럴의 축방향 이동을 가능하게 하면서, 렌즈 배럴을 동축으로 수용하도록 구성될 수 있다. 또한, 배럴(910)은 전술한 바와 같이, 내부에 수용된 렌즈 배럴을 이동시키기 위한 AF 모듈(특히 강자성 요크 및 전기 코일)을 수용하도록 구성될 수 있다. 플랜지(922)의 저면은 제1 및 제2 영구 자석을 유지하도록 구성될 수 있다. 하부 프레임(940)은 PCB에 고정되도록 구성될 수 있다. 하부 프레임(940) 및 중간 프레임(930)은 Y 방향을 따른 이동을 가능하게 하는 축방향 커플링 메커니즘을 사용하여 축방향으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 축방향 커플링 메커니즘(이는 레일 결합이라고도 지칭됨)은 하부 프레임(940)의 상부 표면으로부터 돌출하고 중간 프레임(930)의 하부 표면에 형성된 중간 레일(즉, 축방향 홈, 보이지 않음)과 협력하는 하부 돌출부(945a-945d)를 포함할 수 있다. 하부 돌출부(945a-945d)는 이미지 센서 평면에 평행한 Y 방향으로 축방향으로 연장될 수 있다. 적어도 일부, 바람직하게는 각각의 하부 돌출부(945a-945d)는 미리 정의된(예를 들어, 삼각형) 단면 형상을 갖는 축방향 돌출부로 형성될 수 있다. 적어도 일부, 바람직하게는 각각의 돌출부(945a-945d)는 베어링 볼을 수용하도록 구성된 리세스를 포함할 수 있다. 중간 레일은 바닥 돌출부(945a-945d)를 향하도록 구성될 수 있고 바닥 돌출부(945a-945d)를 수용할 수 있고, Y 방향에 수직이며 이미지 센서 평면에 평행한 X 방향으로의 움직임을 방지하면서 중간 프레임(930)이 Y 방향에서 바닥 돌출부(940) 위로 슬라이딩될 수 있도록, 동일한 미리 정의된(예를 들어, 삼각형) 단면 형상을 가질 수 있다. 상부 프레임(920) 및 중간 프레임(930)은 X 방향을 따른 상대적인 이동을 가능하게 하는 축방향 커플링 메커니즘을 사용하여 축방향으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 축방향 커플링 메커니즘은 중간 돌출부(935a-935d)와 상부 레일(925a-925d)을 포함하는 중간 프레임(930)과 하부 프레임(940) 사이에 전술한 바와 유사한 레일 커플링을 포함하여, 상부 프레임(920)이 중간 프레임(930)에 대해 X 방향을 따라 이동할 수 있다.

도 25 내지 도 28은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)을 도시한다. 도 25a 내지 도 25b는 각각 카메라 모듈(1000)을 분해도 및 조립된 사시도로 도시한다. 도 26 내지 도 28은 카메라 모듈(1000)의 분리된 구성요소를 도시한다. 카메라 모듈(1000)은 본 개시내용의 제2 측면(즉, 일반적으로, 자기 스프링을 사용하여 수행되는 렌즈 배럴의 팝-아웃 메커니즘)과 본 개시내용의 제3 측면(즉, 일반적으로, 이미지 센서와 평행한 평면에서 렌즈 배럴을 변위시키기 위한 3-레이어 OIS 시스템)을 조합한다.

카메라 모듈(1000)은 렌즈 배럴(1020), 렌즈 배럴(1020)을 수용하도록 구성된 캐리어(1030) 및 이미지 센서(1060)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(1000)은 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리 및 액추에이터(도시되지 않음)에 의해 작동되는 리트랙터블 커버 윈도(도시되지 않음))을 더 포함한다. 렌즈 배럴(1020)은 대물 어셈블리를 포함한다. 대물 어셈블리는 카메라 모듈(1000)의 광축(Z)을 정의하는 복수의 렌즈 요소를 동축으로 유지한다. 렌즈 배럴(1020)은 적어도 하나의 D-컷 형상을 갖는 하나의 렌즈 요소를 포함한다. 렌즈 배럴(1020)은 D-컷 형상(들)과 일치하여, 캐리어(1030)와 렌즈 배럴(1020) 사이에 D-컷 체적을 자유롭게 한다.

캐리어(1030)는 렌즈 배럴(1020)을 수용하기 위한 캐리어 배럴을 포함한다. 렌즈 배럴(1020)은 캐리어(1030)에 대해 동축으로 내측에 위치된다. 렌즈 배럴(1020)은 캐리어(1030)에 대한 렌즈 배럴(1020)의 축방향 변위를 가능하게 하도록, 캐리어(1030)에 결합된다. 렌즈 배럴(1020) 및 캐리어(1030)는 하나 이상의(예를 들어, 2개의) 축방향 레일(1022a, 1022b) 및 그 사이에 둘러싸인 대응하는 하나 이상의(예를 들어, 2개의) 베어링 볼을 사용하여, 축방향으로 결합된다. 캐리어(1030)는 도 24를 참조하여 설명된 OIS 시스템(900)에 장착된다. 이미지 센서(1060)는 메인 PCB(1100)에 장착된다. 하부 프레임(940)은 이미지 센서(1060) 위의 중앙에 있는 메인 PCB(1100)에 장착된다. 하부 프레임(940) 및 중간 프레임(930)은 Y 방향을 따라 하부 프레임(940)에 대한 중간 프레임(930)의 이동을 가능하게 하는 축방향 커플링 메커니즘을 사용하여 축방향 결합될 수 있다. 상부 프레임(920) 및 중간 프레임(930)은 X 방향을 따라 중간 프레임(930)에 대한 상부 프레임(920)의 상대적인 이동을 가능하게 하는 축방향 커플링 메커니즘을 사용하여 축방향으로 결합될 수 있다. 캐리어(1030)는 플랜지(922)를 통해 상부 프레임(920)에 고정 결합된다. 캐리어(1030)는 상부 프레임(920)에 일체화될 수 있다. 플랜지(922)의 하부 측면은 제1 및 제2 영구 자석(921a, 923)을 유지하도록 구성되어, 그들의 자기 축이 각각 X 및 Y 축에 평행하도록 할 수 있다. 추가 자석(921b)은 그 자기 축이 광축에 대해 제1 영구 자석(921a)과 대칭적으로, X 방향과 평행하도록 위치할 수 있다. 또한, 제1 전기 코일(924a-924b) 및 제2 전기 코일(926)은 각각 제1 영구 자석(921a-921b) 및 제2 영구 자석(923)과 협력하도록 구성되고, 제1 전기 코일(924a-924b) 및/또는 제2 전기 코일(926) 내의 전류가 제1 영구 자석(921a-921b) 및/또는 제2 영구 자석(923)에 축방향 힘을 유도할 수 있어, X 및/또는 Y 방향으로 상부 프레임의 축방향 이동을 야기할 수 있다. 제1 및 제2 전기 코일(924a-924b, 926)은 메인 PCB(1100) 상에 장착될 수 있다. 메인 PCB(1100)는 이미지 센서(1060), 제1 및 제2 전기 코일(924a-924b, 926), 그리고 후술하는 AF 모듈을 위한 전기 연결부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 카메라 모듈(1000)은 이미지 센서(1060)를 이동시키도록 구성된 추가적인 OIS 시스템을 추가로 포함할 수 있다.

렌즈 배럴(1020)은 작동 상태와 접힘 상태를 갖는다. 작동 상태에서, 이미지 센서(1060)는 대물 어셈블리의 초점 평면 또는 이미징 평면에 위치된다. 접힘 상태에서 카메라 모듈은 디스에이블될 수 있다. 즉, 카메라 모듈은 대물 어셈블리의 시야를 이미지화할 수 없다. 작동 상태는 카메라 모듈의 TTL이 접힘 상태에서의 카메라 모듈의 TTL보다 높은 카메라 모듈(1000)의 팝-아웃 상태에 대응한다.

카메라 모듈(1000)은 접힘 상태로부터 작동 상태로 렌즈 배럴(1020)을 제어 가능하게 이동시키도록 구성된 팝-아웃 어셈블리를 더 포함한다. 팝-아웃 어셈블리는 작동 상태에서 렌즈 배럴(1020)을 바이어스시키도록 구성된 자기 스프링 어셈블리를 포함한다. 자기 스프링 어셈블리는 렌즈 배럴(1020)에 고정된 적어도 하나의 영구 자석(1070)과 캐리어(1030)에 고정된 강자성 요크(1080)를 포함한다. 자기 스프링 어셈블리는 렌즈 배럴(1020)이 접힘 상태로부터 작동 상태를 향해 캐리어(1030)에 대해 축방향으로 이동하도록 구성된다. 자기 스프링 어셈블리는 캐리어(1030)와 렌즈 배럴(1020) 사이의 인터스티스에 위치된다. 적어도 하나의(예를 들어, 2개의) 영구 자석(1070)은 렌즈 배럴(1020)의 외벽에 고정된다. 요크(1080)는 캐리어 배럴(1030)의 내벽에 고정된다.

리트랙터블 커버 윈도우(도시되지 않음)는 또한 수축 위치와 확장 위치 사이에서 축방향으로 제어가능하게 이동하도록 구성될 수 있다. 수축 위치에서, 커버 윈도우는 접힘 상태의 렌즈 배럴의 가장 원위 표면에 접하고 접힘 상태에서 렌즈 배럴을 유지하도록 위치될 수 있다. 확장 위치에서, 커버 윈도우는 작동 상태의 렌즈 배럴과 축방향 갭을 제공하도록 위치될 수 있다. 수축 위치와 확장 위치 사이의 커버 윈도우의 움직임, 및 접힌 위치와 확장 위치 사이의 렌즈 배럴의 움직임은 조정될 수 있다. 커버 윈도우의 축방향 이동은 액추에이터에 의해 작동되는 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리에 의해 구동될 수 있다. 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 도 9 내지 도 12을 참조하여 도시된 메커니즘 중 하나이거나, 또는 카메라 모듈(600)과 관련하여 앞서 언급한 바와 같은 스프링-기반 메커니즘일 수 있다. 수축 위치에서, 커버 윈도우는 접힌 위치에서 렌즈 배럴을 유지하도록 구성될 수 있다. 즉, 수축 위치에서의 커버 윈도우는 자기 스프링 어셈블리의 자기력을 극복할 수 있다. 윈도우 커버는 또한 커버 윈도우가 윈도우 커버 팝-아웃 어셈블리에 의해 확장 위치로부터 수축 위치로 이동하도록 작동될 때, 렌즈 배럴이 작동 상태로부터 접힘 상태로 이동하게 하도록 구성될 수 있다. 즉, 윈도우 커버는 확장 위치로부터 수축 위치로 이동할 때, 렌즈 배럴을 가압하고 렌즈 배럴을 접힘 상태로 접을 수 있다. 커버 윈도우가 수축 위치로부터 확장 위치로 이동되면, 렌즈 배럴이 릴리스되고 자기 스프링이 렌즈 배럴을 작동 상태로 구동할 수 있다.

카메라 모듈(1000)은 캐리어 배럴(1030)의 내벽에 고정된 적어도 하나의 오토-포커스 전기 코일(1092)을 포함하는 AF 모듈을 더 포함한다. AF 모듈은 캐리어(1030)와 렌즈 배럴(1020) 사이에서 자유로워진 D-컷 체적에 통합된다. 이는 AF 모듈로 인한 직경 증가를 제한할 수 있다. 오토-포커스 전기 코일(1092)은 렌즈 배럴(1020)이 작동 상태를 향해 오토-포커스 범위로 이동할 때, 적어도 하나의 전기 코일 내의 전류가 적어도 하나의 영구 자석(1070)에 축방향 힘을 유도하여, 렌즈 배럴의 축 방향 이동을 야기하고 카메라 모듈(1000)의 오토-포커스 기능을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 오토-포커스 범위는 오토-포커스 전기 코일(1092)이 렌즈 배럴을 축방향으로 이동할 수 있는 힘을 유도할 수 있는, Z 축을 따른 위치를 지칭할 수 있다. 자기 스프링 어셈블리는 오토-포커스 범위 내에서 렌즈 배럴(1020)을 이동시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, AF 모듈은 렌즈 배럴(1020)을 작동 상태로 유지하는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 자기 스프링 어셈블리의 팝-아웃 힘은 렌즈 배럴(1020)을 작동 상태로 유지하는 것을 가능하게 할 수 있다. AF 모듈은 AF 모듈 및 렌즈 배럴(1020)의 위치를 결정하기 위한 위치 센서(도시되지 않음)를 작동하도록 구성된 구동 회로를 더 포함할 수 있다. AF 모듈은 캐리어(1030)의 내벽에 고정될 수 있는 오토-포커스 PCB를 더 포함할 수 있다. 구동 회로 및 전기 코일(1092)은 PCB 상에 장착될 수 있다. 카메라 모듈(1000)은 AF 모듈에 전류를 공급하기 위한 전류 공급 배선을 더 포함할 수 있다. 전류 공급 배선은 센서(1060)가 장착될 수 있는 메인 PCB(1100)로부터 적어도 하나의 전기 코일(1092)이 장착될 수 있는 PCB로 연장되어, AF 모듈에 전류를 공급할 수 있다. 메인 PCB(1100)는 상부 프레임(920)의 상부 표면에 도달하도록, 접힐 수 있는 폴더블 PCB 부품(1110)을 포함할 수 있다. 전류 공급 배선은 상부 프레임(920) 상부 표면에 끼워지도록 구성된 평면 굴곡부(1120)를 더 포함할 수 있다. 굴곡부(1120)는 전기적 라우팅을 위한 와이어를 포함할 수 있다. 굴곡부(1120)는 메인 PCB(1100)의 폴더블 PCB 부품(1110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 굴곡부(1120)는 오토-포커스 PCB와 전기적으로 연결될 수 있다. 굴곡부(1120)는 AF 모듈에 제어 신호를 공급하기 위한 4개의 전기 채널(1121a-1121d)을 포함할 수 있다. 2개의 채널은 오토-포커스 전기 코일(1092)을 제어하기 위한 것일 수 있고, 2개의 채널은 구동 회로 및 위치 센서를 제어하기 위한 것일 수 있다. 굴곡부(1120)는 AF 모듈에 연결하기 위한 4개의 연결 지점을 포함하는 오토-포커스 연결 포트(1122a)를 포함할 수 있다. 배럴(1030)은 이를 통한 이들 전기 연결을 가능하게 하도록 구성될 수 있고, 예를 들어 전기 연결부를 수용하기 위한 관통 홀(개구)을 포함할 수 있다. 굴곡부(1120)는 메인 PCB(1100)에 연결하기 위한 4개의 연결 지점을 포함하는 PCB 연결 포트(1122b)를 더 포함할 수 있다. 굴곡부(1120)는 캐리어 배럴의 베이스 주위에 배치된 굴곡부 링(1123) 및 상부 프레임의 주변 가장자리에 배치된 굴곡부 아웃라인(1124)을 포함할 수 있다. 전기 채널(1121a-1121d)은 각각 별도로 굴곡 아웃라인(1124)과 굴곡 링(1123)을 연결할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 오토-포커스 연결 포트(1122a) 및 PCB 연결 포트(1222b)는 평면 굴곡부(1120)가 사용되지 않도록, 예를 들어 플로팅 케이블을 사용하여 직접 연결될 수 있다.

즉, 자기 스프링은 렌즈 광축과 평행한 방향으로 렌즈 배럴을 선형으로 이동시킬 수 있다. 이것은 (작동) 팝-아웃 상태와 (비-작동) 접힘 상태 사이에서 팝-아웃 카메라를 전환할 수 있다. 팝-아웃 카메라를 접힘 상태와 팝-아웃 상태 사이에서 전환하기 위해, 렌즈 배럴을 이동시킴과 동시에, 또는 그 이전에, 커버 윈도우는 렌즈 광축과 평행한 방향으로 선형 이동된다. 접힘 상태와 팝-아웃 상태 사이의 렌즈 배럴 전환 이동의 스트로크는 0.5mm와 10mm 사이일 수 있다. 이러한 렌즈 배럴 전환 이동은 정확도 요구 사항이 상대적으로 낮기 때문에, 개방 루프 구성에서 수행될 수 있다. 팝-아웃 상태에서, AF 모듈은 오토-포커스를 수행하기 위해 렌즈 배럴을 선형으로 이동할 수 있다. 이러한 오토-포커스 이동의 스트로크는 0.5mm와 5mm 사이일 수 있다. 오토-포커스 이동은 오토-포커스를 수행하기 위한 정확도 요구 사항이 높기 때문에, 폐쇄 루프 구성에서 수행될 수 있다.

렌즈 OIS 액추에이터는 일반적으로 센서 기반 OIS에 비해 카메라 모듈에 추가 공간을 필요로 한다. 본 명세서에 개시된 OIS 시스템은 이러한 문제를 제한하는 설계를 가지고 있다. 특히, OIS 시스템(900)은 이동을 가능하게 하는 기계 부품들이 카메라 모듈의 베이스에 위치하는 평평한 적층 구조를 가질 수 있다. 편평한 적층 구조의 높이는 3mm 미만일 수 있고, 일반적으로 약 2mm 이하일 수 있다. 비교를 위해, 카메라 모듈의 높이는 5 내지 15mm, 통상적으로 8 내지 10mm, 예를 들어 약 9mm일 수 있다. 본 명세서에 개시된 OIS 시스템은 카메라 모듈의 커버 윈도우의 직경 증가를 방지하고, 낮은 숄더 설계를 가능하게 한다.

일반적으로, 카메라 모듈(1000)의 치수는 다음 범위에 있을 수 있다: 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈은 6 내지 50mm 사이의 직경을 갖는 원에 끼워질 수 있다. 커버 윈도우의 직경은 5 내지 40mm일 수 있다. 비작동(접힌) 모드에서 카메라 모듈의 높이는 6 내지 18mm인 반면, 작동(팝-아웃) 모드에서는 7 내지 30mm일 수 있다. 카메라 모듈의 비작동 모드와 작동 모드 사이의 높이 편차는 1mm 내지 15mm일 수 있다.

다양한 실시예에서 설명된 다양한 특징은 가능한 모든 기술적 조합에 따라 조합될 수 있음에 유의해야 한다.

본 개시내용은 본 명세서에 포함되거나 도면에 예시된 설명에 기재된 세부사항에 대한 적용으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 개시내용은 다른 실시예가 가능하고 다양한 방식으로 실시 및 수행될 수 있다. 따라서, 여기에 사용된 어구 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며, 제한하는 것으로 간주되어서는 안 됨을 이해해야 한다. 이와 같이, 당업자는 본 개시내용의 기초가 되는 개념이 본 명세서에 개시된 주제의 여러 목적을 수행하기 위한 다른 구조, 방법 및 시스템을 설계하기 위한 기초로서 쉽게 이용될 수 있음을 이해할 것이다.

당업자는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 본 개시내용의 실시예에 적용될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.

Claims (83)

1. 휴대용 전자 장치에 사용되는 카메라 모듈로서,
   광축을 정의하는 하나 이상의 렌즈 요소를 동축으로 유지하는 대물 어셈블리를 포함하는 렌즈 배럴로서, 상기 렌즈 배럴은 작동 상태와 접힘 상태 사이에서 축방향으로 이동 가능하도록 구성되고;
   상기 렌즈 배럴 위에 배치되며, 수축 위치와 확장 위치 사이에서 축방향으로 이동 가능하도록 구성된 커버 윈도우;
   구동 모터에 의해 구동되도록 구성된 웜 스크류를 포함하는 액추에이터;
   상기 액추에이터에 의해 작동 가능한 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리로서, 상기 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 상기 웜 스크류에 의해 회전 구동되도록 구성된 구동 캠을 포함하고, 상기 구동 캠은 상기 커버 윈도우에 결합되어, 상기 구동 캠을 회전시키면 상기 커버 윈도우가 상기 수축 위치와 확장 위치 사이에서 축방향으로 이동하고;
   상기 렌즈 배럴을 수용하도록 구성된 캐리어;
   상기 렌즈 배럴이 접힘 상태로부터 작동 상태로 축방향으로 이동하게 하도록 구성된 배럴 팝-아웃 어셈블리; 및
   상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 상기 대물 어셈블리의 시야를 이미지화하도록 구성된 이미지 센서;
   를 포함하는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 커버 윈도우는, 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 그리고 상기 커버 윈도우가 상기 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리에 의해 확장 위치로부터 수축 위치로 이동하도록 작동될 때, 상기 렌즈 배럴을 접힘 상태로 밀어넣도록 구성되는 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서, 카메라 모듈을 수용하도록 구성된 후면 하우징, 및 상기 구동 캠의 회전을 허용하면서 상기 후면 하우징 상에 상기 구동 캠을 축방향으로 유지하도록 구성된 전면 하우징을 더 포함하는 카메라 모듈.
4. 제1항에 있어서, 상기 배럴 팝-아웃 어셈블리와 상기 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리는 코디네이트되는 카메라 모듈.
5. 제1항에 있어서, 카메라 모듈의 불침투성을 유지하도록 구성된 보호 씰을 더 포함하는 카메라 모듈.
6. 제3항에 있어서, 상기 전면 하우징과 상기 구동 캠 사이의 전면 볼 베어링 커플링 및/또는 상기 구동 캠과 상기 후면 하우징 사이의 후면 볼 베어링 커플링을 더 포함하는 카메라 모듈.
7. 제3항에 있어서, 상기 후면 하우징에 대해 고정되도록 배치된 하나 이상의 고정 렌즈 요소를 더 포함하는 카메라 모듈.
8. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터는,
   상기 웜 스크류 및 상기 구동 캠에 결합되어, 상기 웜 스크류의 회전에 의해 상기 구동 캠을 회전시키는 웜 휠;
   을 더 포함하는 카메라 모듈.
9. 제1항에 있어서, 상기 캐리어는 상기 구동 캠의 회전에 의해 상기 캐리어가 축방향으로 이동하도록, 상기 구동 캠에 결합되고, 상기 커버 윈도우는 상기 캐리어의 축방향 이동에 의해 상기 커버 윈도우가 수축 위치와 확장 위치 사이에서 이동하도록, 상기 캐리어에 고정 결합되는 카메라 모듈.
10. 제9항에 있어서, 상기 캐리어는 헬리컬 캠 메커니즘를 형성하도록 상기 구동 캠에 결합되고, 상기 배럴 팝-아웃 어셈블리는 상기 렌즈 배럴과 상기 캐리어 사이의 고정된 커플링을 포함하여, 상기 구동 캠의 회전에 의해 상기 캐리어가 상기 렌즈 배럴을 접힘 상태와 작동 상태 사이에서 이동하게 하는 카메라 모듈.
11. 제8항에 있어서, 상기 구동 캠과 상기 웜 휠은 마찰 커플링되며, 상기 마찰 커플링은 미리 정의된 임계값보다 큰 접는 힘이 상기 캐리어에 가해질 때, 극복되도록 구성되는 카메라 모듈.
12. 제9항에 있어서, 상기 구동 캠의 적어도 하나의 캠 헬리컬 홈은 상기 캐리어의 적어도 하나의 캐리어 헬리컬 홈과 협력하도록 구성되어, 상기 구동 캠으로부터 상기 캐리어로 움직임을 전달할 수 있는 대응하는 적어도 하나의 베어링 볼을 둘러싸는 카메라 모듈.
13. 제12항에 있어서, 상기 캐리어는 캐리어 배럴을 포함하고, 상기 적어도 하나의 캐리어 헬리컬 홈은 상기 캐리어 배럴의 외부 표면에 형성되는 카메라 모듈.
14. 제13항에 있어서, 상기 구동 캠은 상기 캐리어 배럴과 외측으로 동심인 캠 배럴을 포함하고, 상기 적어도 하나의 캠 헬리컬 홈은 상기 캠 배럴의 내부 표면에 형성되는 카메라 모듈.
15. 제3항에 있어서, 상기 후면 하우징은 상기 캐리어의 하나 이상의 캐리어 축방향 홈과 협력하도록 구성된 하나 이상의 하우징 축방향 홈을 포함하여, 상기 후면 하우징에 대해 상기 캐리어의 동심을 유지할 수 있는 대응하는 하나 이상의 정렬 베어링 볼을 둘러싸는 카메라 모듈.
16. 제15항에 있어서, 상기 캐리어는 캐리어 배럴을 포함하고, 상기 하나 이상의 축방향 홈은 상기 캐리어 배럴의 내부 표면에 형성되는 카메라 모듈.
17. 제15항에 있어서, 상기 후면 하우징은 중앙 배럴을 포함하고, 상기 하나 이상의 하우징 축방향 홈은 상기 중앙 배럴의 외부 표면에 형성되는 카메라 모듈.
18. 제11항에 있어서, 백래시를 방지하기 위해 상기 캐리어를 바이어스시키도록 구성된 프리로드 스프링을 더 포함하는 카메라 모듈.
19. 제11항에 있어서, 상기 캐리어는 캐리어 배럴을 포함하고, 상기 구동 캠은 상기 캐리어 배럴에 외측으로 동심인 캠 배럴을 포함하고, 상기 캐리어 배럴로부터 방사상 외측으로 돌출하는 하나 이상의 비상 핀이 상기 캠 배럴의 대응하는 하나 이상의 비상 헬리컬 홈과 협력하여, 미리 정의된 임계값보다 큰 접는 힘이 상기 캐리어에 축방향으로 가해질 경우에만, 상기 하나 이상의 비상 핀이 상기 하나 이상의 비상 헬리컬 홈과 맞물리게 하는 카메라 모듈.
20. 제9항에 있어서, 상기 카메라 모듈을 수용하도록 구성된 후면 하우징을 더 포함하고, 상기 구동 캠은 상기 캐리어의 적어도 하나의 대응하는 헬리컬 홈을 통해 돌출하여 상기 캐리어와 결합함으로써, 상기 구동 캠이 회전할 때 상기 캐리어의 축방향 이동을 가능하게 하는 적어도 하나의 방사형 핀을 포함하고, 상기 적어도 하나의 핀은 또한 하우징에 대한 상기 캐리어의 동심을 유지하기 위해 상기 후면 하우징의 적어도 하나의 대응하는 축방향 홈을 통해 돌출하는 카메라 모듈.
21. 제20항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 웜 스크류의 회전에 의해 상기 구동 캠이 회전하도록, 상기 웜 스크류 및 상기 구동 캠에 결합되는 웜 휠을 더 포함하고, 상기 웜 휠은 상기 구동 캠과 일체화되는 카메라 모듈.
22. 제20항에 있어서, 상기 캐리어는 백래시를 방지하고 기계적 충격을 흡수하도록 로드된 스프링인 카메라 모듈.
23. 제22항에 있어서, 상기 스프링은 기계적 충격 시 상기 구동 캠으로부터 상기 액추에이터의 디커플링을 추가로 발생시키고, 충격 정지 후 상기 액추에이터와 상기 구동 캠을 추가로 리커플링시키는 카메라 모듈.
24. 제21항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 웜 스크류와 상기 웜 휠 사이에 중간 기어를 더 포함하는 카메라 모듈.
25. 제24항에 있어서, 상기 웜 스크류는 샤프트를 따라 슬라이딩하도록 구성되고, 상기 액추에이터는 백래시를 방지하기 위해 웜 스크류에 하중을 가하는 스프링을 포함하는 카메라 모듈.
26. 제20항에 있어서, 상기 대물 어셈블리 내의 적어도 하나의 렌즈 요소는 절단되어, D-컷 렌즈를 형성하고, 이에 의해 D-컷 체적을 자유롭게 하는 카메라 모듈.
27. 제26항에 있어서, 상기 D-컷 렌즈의 광학 높이의 10% 내지 30%가 제거된 카메라 모듈.
28. 제26항에 있어서, 상기 렌즈 배럴 형상의 형태는 상기 D-컷 렌즈와 일치하여, 상기 D-컷 체적이 상기 배럴과 상기 캐리어 사이에서 자유로워지는 카메라 모듈.
29. 제26항에 있어서, 상기 D-컷 체적에 통합된 오토-포커스(AF) 모듈을 더 포함하는 카메라 모듈.
30. 제29항에 있어서, 상기 렌즈 배럴의 직경과 상기 캐리어의 직경 사이의 차이는 3mm 미만, 선택적으로 1mm 미만인 카메라 모듈.
31. 제29항에 있어서, 상기 AF 모듈은 상기 렌즈 배럴이 상기 캐리어에 대해 축방향으로 이동할 수 있도록, 상기 렌즈 배럴과 상기 캐리어 사이에 구비된 축방향 커플링을 포함하는 카메라 모듈.
32. 제29항에 있어서, 상기 AF 모듈은 상기 렌즈 배럴의 외벽에 고정되는 영구 자석과 상기 캐리어의 내벽에 고정되는 전기 코일을 더 포함하고, 상기 전기 코일은, 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있을 때, 상기 전기 코일의 전류가 상기 영구 자석에 축방향 힘을 유도할 수 있도록 구성되어, 상기 렌즈 배럴의 축 방향 이동을 유발하고 상기 카메라 모듈의 오토-포커스 기능을 가능하게 하는 카메라 모듈.
33. 제32항에 있어서, 상기 영구 자석 및 전기 코일은 배럴 팝-아웃 어셈블리를 형성하고, 상기 전기 코일의 전류가 상기 영구 자석에 대해 축방향 힘을 유도할 수 있도록 구성되어, 상기 커버 윈도우가 수축 위치로부터 확장 위치로 이동할 때, 상기 렌즈 배럴을 접힘 상태로부터 작동 상태로 가져오게 하는 카메라 모듈.
34. 제20항에 있어서, 상기 캐리어는 캐리어에 대한 배럴의 접힘 모션을 제한하도록 구성된 스토퍼를 포함하는 카메라 모듈.
35. 제32항에 있어서, 상기 AF 모듈에 의해 야기되는 상기 캐리어와 상기 렌즈 배럴 사이의 상대적 이동은 0.1mm 내지 5mm 범위인 카메라 모듈.
36. 제32항에 있어서, 상기 AF 모듈은 상기 AF 모듈 및 상기 캐리어에 대한 상기 렌즈 배럴의 위치를 결정하기 위한 위치 센서를 동작시키도록 구성된 구동 회로를 더 포함하는 카메라 모듈.
37. 제36항에 있어서, 상기 AF 모듈은 상기 캐리어의 내벽에 고정되는 인쇄 회로 기판(PCB)을 더 포함하고, 상기 구동회로 및 전기 코일은 상기 PCB에 장착되는 카메라 모듈.
38. 제32항에 있어서, 상기 AF 모듈에 전류를 공급하기 위한 전류 공급 배선을 더 포함하고, 상기 전류 공급 배선은 전기적 라우팅을 위한 와이어를 포함하는 굴곡부에 내장되는 카메라 모듈.
39. 제38항에 있어서, 상기 굴곡부는 미리 정의된 임계값 미만의 강성을 갖는 카메라 모듈.
40. 제20항에 있어서, 상기 커버 윈도우는 작동 상태에서의 렌즈 배럴과 확장 위치에서의 커버 윈도우 사이에 축방향 갭을 제공하도록 구성되는 카메라 모듈.
41. 제1항에 있어서, 상기 배럴 팝-아웃 어셈블리는 상기 렌즈 배럴이 접힘 상태에 있을 때, 상기 렌즈 배럴이 작동 상태로 이동하게 하도록 구성된 바이어싱 메커니즘을 포함하는 카메라 모듈.
42. 제41항에 있어서, 상기 커버 윈도우는 상기 렌즈 배럴이 작동 상태에 있고 상기 커버 윈도우가 확장 위치로부터 수축 위치로 이동하도록 상기 커버 윈도우 팝-아웃 어셈블리에 의해 작동될 때, 상기 렌즈 배럴을 접힘 상태로 밀어넣도록 구성되는 카메라 모듈.
43. 제41항에 있어서, 상기 커버 윈도우는 수축 위치로부터 확장 위치로 작동될 때, 상기 바이어싱 메커니즘을 릴리스하도록 구성되는 카메라 모듈.
44. 제41항에 있어서, 상기 바이어싱 메커니즘은 압축 스프링을 포함하는 카메라 모듈.
45. 제41항에 있어서, 상기 바이어싱 메커니즘은 자기 스프링을 포함하는 카메라 모듈.
46. 제42항에 있어서, 상기 커버 윈도우는 수축 위치에 있을 때, 상기 렌즈 배럴을 접힘 상태로 유지하도록 구성되는 카메라 모듈.
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