KR20200117044A - 컴팩트 폴디드 카메라 - Google Patents

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Abstract

폴디드 카메라는 렌즈 광축을 가지며 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)와 이미지 센서 사이의 광학 경로내에 위치하는 이동가능한 렌즈로서, 상기 OPFE는 광을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 폴딩하고, 상기 제2 방향은 실질적으로 렌즈 광축을 따르는 이동가능한 렌즈; 및 제어된 렌즈 이동을 위한 액츄에이터로서, 상기 액츄에이터는 렌즈를 부분적으로 둘러싸는 실드를 포함하며, 상기 실드는 상기 제1 방향과 실질적으로 평행한 삽입 방향으로부터 렌즈를 실드내로 설치할 수 있는 치수로 위치하는 개구를 구비하는 액츄에이터를 포함한다. 여기에 개시된 폴디드 카메라는 업라이트 카메라와 함께 듀얼-카메라로 포함될 수 있다.

Description

컴팩트 폴디드 카메라{COMPACT FOLDED CAMERA}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 1월 12일에 출원된 미국 가출원 제62/445,271호의 우선권을 주장하며 그 전체가 참조로서 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에 예시적으로 개시된 실시예들은 일반적으로 디지털 카메라, 특히 얇은 폴디드 광학 카메라에 관한 것이다.
최근에, 휴대폰(특히 스마트폰), 태블릿 및 랩톱과 같은 모바일 장치가 보편화되었다. 이들 장치 중 다수는 예를 들어, 주 후방 카메라(즉, 장치의 배면에 있는 카메라, 사용자와 반대 방향에 있으며 캐주얼한 사진 촬영에 자주 사용됨) 및 보조 전방 카메라(즉, 장치의 앞면에 위치해 있으며 화상 회의에 자주 사용됨)를 포함하는 하나 또는 두 개의 컴팩트 카메라를 포함한다.
상대적으로 사실상 컴팩트하지만, 이들 카메라의 대부분의 디자인은 디지털 스틸 카메라의 전통적 구조와 유사하며, 즉 이미지 센서의 상부에 배치된 렌즈 어셈블리(또는 일련의 몇몇 광학 요소들)를 포함한다. 렌즈 어셈블리(이는 또한 "렌즈 모듈" 또는 간단히 "렌즈"로 지칭된다)는 들어오는 광선들을 굴절시키고 그것들을 꺾어지게(bend)하여 센서 상에 장면의 이미지를 생성한다. 이들 카메라의 크기는 주로 센서의 크기와 광학기기의 높이에 의해 결정된다. 이들은 일반적으로 렌즈의 초점 거리("f")와 그것의 FOV(field of view)를 통해 함께 관련된다 - 특정 크기의 센서 상에 특정 FOV를 이미지화해야 하는 렌즈는 특정 초점 거리를 갖는다. FOV를 일정하게 유지하면, 센서 크기(예를 들어, X-Y 평면에서)가 커질수록 초점 길이 및 광학기기 높이가 더 커지게 된다.
전통적인 카메라의 조립 과정은 전형적으로 몇몇 서브 어셈블리들: 렌즈, 센서 보드 서브 어셈블리 및 액츄에이터를 조작하는 것을 포함한다. 렌즈는 전형적으로 플라스틱으로 제조되며 일반적으로 플라스틱 또는 유리로 제조되는 몇몇(3-7)의 렌즈 요소들을 포함한다. 센서 보드 서브 어셈블리는 전형적으로 이미지 센서, 인쇄 회로 기판(PCB) 및 종래 기술에서 공지된 바와 같은 카메라 작동을 위해 필요한 전자부품들을 포함한다. 액츄에이터는 (1) 다른 부품들이 설치되는 카메라용 섀시(chassis)로 기능하며, (2) 예컨대 포커싱 및 특히 오토 포커싱(AF) 및/또는 광학 이미지 안정화(OIS)와 같이 광학적 필요에 따라 렌즈를 움직이기 위해 사용되며, (3) 카메라의 다른 부품들의 기계적 보호를 위해 사용되는 등 여러 목적으로 사용된다. 종래 기술에서, 렌즈는 렌즈 광축을 따라 일측으로부터 액츄에이터에 삽입 및 부착(예컨대, 접착)되는 한편, 센서 보드는 광축을 따라 타측으로부터 액츄에이터에 부착(예컨대, 접착)된다.
최근에, 컴팩트 카메라의 높이를 줄이기 위해 "폴디드 카메라 모듈" 구조가 제안되었다. 폴디드 카메라 모듈 구조에서는, 광학 경로 폴딩 요소(optical path folding element)(이하, "OPFE"), 예를 들어, 스마트폰 배면에 수직인 방향으로부터 스마트폰 배면에 평행한 방향으로 광 전파 방향을 틸트(tilt)하기 위해 프리즘 또는 거울(본 명세서에서는 총칭하여 "반사 요소"라고 달리 부름)이 추가된다. 폴디드 카메라 모듈이 이중 애퍼처 카메라의 일부인 경우, 이것은 하나의 렌즈 어셈블리(예를 들어, 텔레 렌즈)을 통한 폴디드 광학 경로를 제공한다. 이러한 카메라는 본 명세서에서 "폴디드 렌즈 이중 애퍼처 카메라" 또는 "폴디드 렌즈를 가진 이중 애퍼처 카메라"로 지칭된다. 일반적으로, 폴디드 카메라 모듈은 예를 들어, 삼중 애퍼처 카메라 내의 두 개의 "비-폴디드"(업라이트) 카메라 모듈을 비롯한 다중 애퍼처(mult-aperture) 카메라에 포함될 수가 있다.
폴디드 카메라 모듈(또는 간단히 "폴디드 카메라")의 작은 높이는 호스트 장치(예컨대, 스마트폰, 태블릿, 랩탑, 스마트 TV)가 가능한 얇게 포함가능하게 하는데 중요하다. 카메라의 높이는 산업적 디자인에 의해 여러번 제한된다. 대조적으로, 렌즈, 센서 및 OPFE를 위해 이용가능한 높이를 증가시키는 것은 광학적 특성들을 개선할 수 있다. 따라서, 폴디드 카메라에 대하여 주어진 카메라 높이에 대해 렌즈의 높이를 최대화하고, 및/또는 주어진 카메라 높이에 대해 이미지 센서 활성 영역의 높이를 최대화하고, 및/또는 주어진 카메라 높이에 대해 OPFE의 높이를 최대화하는 것이 요구된다.
여기에 개시된 실시예들은 얇은 폴디드 카메라에 관한 것이다.
다양한 예시적 실시예들에 있어서, 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)와 이미지 센서 사이의 광학 경로내에 위치하는 이동가능한 렌즈로서, 상기 OPFE는 광을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 폴딩하고, 상기 렌즈는 제2 방향에 평행한 렌즈 광축을 가지고, 렌즈 높이는 제1 방향으로 실질적으로 정렬되는 이동가능한 렌즈; 상기 렌즈를 부분적으로 둘러싸며 실드 두께를 가지는 실드로서, 상기 실드는 액츄에이터의 일부이며 제1 방향에 실질적으로 수직인 평면들내에 놓이는 각각의 상단 및 하단 표면들을 갖는 상단 및 하단 부분들을 포함하고, 상기 실드의 상단 또는 하단 부분들은 각각의 개구를 가지는 실드; 및 제1 뚜껑 두께를 가지며 상기 실드내의 개구를 덮는 뚜껑을 포함하는 폴디드 카메라가 제공된다. 여기서, 상기 폴디드 카메라는 렌즈 높이, 제1 뚜껑 두께, 실드 두께, 상기 뚜껑을 마주하는 렌즈의 표면상의 제1 지점 사이의 제1 공극의 크기, 및 상기 실드를 마주하며 상기 제1 지점의 정반대에 있는 렌즈의 표면상의 제2 지점 사이의 제2 공극의 크기의 합과 실질적으로 동일한 카메라 높이를 가진다.
이하에서 사용되는 용어들 "상단" 및 "하단"은 특정 위치들/방향들을 지칭한다. "상단"은 촬영된 관심 대상체(도시되지 않음)을 마주하는 방향에서 폴디드 카메라 또는 폴디드 카메라 부품의 일 측면을 지시하는 한편, "하단"은 촬영된 관심 대상체로부터 멀어지게 마주하는(반대쪽) 방향에서 폴디드 카메라 또는 폴디드 카메라 부품의 일 측면을 지시한다. 즉, 용어 "상단" 및 "하단"은 축(112)(도 1a 참조)에 수직한 평면들내에 놓이는 부분들/요소들/부품들의 포지셔닝을 지칭하는 것으로서, "상단"은 촬영을 위한 관심 대상체에 더 근접한 평면내에 있는 것이며, "하단"은 촬영을 위한 관심 대상체로부터 상단 평면 보다 더 멀리 떨어진 평면내에 있는 것이다.
예시적인 실시예에서, 상기 실드의 상단 또는 하단 부분들 중 다른 하나는 각각의 제2 뚜껑 두께를 가진 뚜껑에 의해 덮혀지는 각각의 제2 개구를 포함하고, 상기 제2 공극은 제2 지점과 제2 뚜껑 사이에 있고, 제2 뚜껑 두께는 실드 두께를 대체한다.
예시적인 실시예에서, 각각의 공극은 10-50㎛ 범위내에 있다. 예시적 실시예에서, 각각의 공극은 10-100㎛ 범위내에 있다. 예시적인 실시예에서, 각각의 공극은 10-150㎛ 범위내에 있다.
예시적인 실시예에서, 폴디드 카메라는 렌즈를 홀딩하기 위한 렌즈 캐리어를 더 포함하고, 상기 렌즈 캐리어는 렌즈를 실드 내측의 정확한 위치에 기계적으로 위치시키기 위한 V-홈 구조를 가진다.
예시적인 실시예에서, 상기 실드내의 개구는 제1 방향에 평행하며 렌즈 광축에 수직인 방향으로 렌즈의 실드내 삽입이 가능한 치수로 형성된다.
예시적인 실시예에서, 상기 이미지 센서는 뚜껑에 실질적으로 수직인 이미지 센서의 측면들에 위치하는 와이어 본드에 의해 인쇄 회로 기판 및 실드의 반대쪽 표면에 와이어 본딩된다.
예시적인 실시예에서, 상기 이동가능한 렌즈는 포커싱을 위해 이동가능하다.
예시적인 실시예에서, 상기 이동가능한 렌즈는 광학 이미지 안정화를 위해 이동가능하다.
다양한 실시예에서, 상기 폴디드 카메라는 800㎛ 이상 만큼 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 가진다. 일 실시예에서, 상기 폴디드 카메라는 700㎛ 이상 만큼 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 가진다. 일 실시예에서, 상기 폴디드 카메라는 600㎛ 이상 만큼 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 가진다.
예시적인 실시예에서, 렌즈 광축을 가지며 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)와 이미지 센서 사이의 광학 경로내에 위치하는 이동가능한 렌즈로서, 상기 OPFE는 광을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 폴딩하고, 상기 제2 방향은 실질적으로 렌즈 광축을 따르는 이동가능한 렌즈; 및 제어된 렌즈 이동을 위한 액츄에이터로서, 상기 액츄에이터는 렌즈를 부분적으로 둘러싸는 실드를 포함하며, 상기 제1 방향에 실질적으로 평행한 삽입 방향으로부터 상기 렌즈를 상기 실드내에 설치할 수 있는 치수로 위치하는 개구를 구비하는 액츄에이터를 포함하는 폴디드 카메라가 제공된다.
예시적인 실시예에서, 폴디드 카메라는 렌즈를 홀딩하기 위한 렌즈 캐리어를 더 포함하고, 상기 렌즈 캐리어는 설치 동안에 렌즈를 정확한 위치에 기계적으로 위치시키기 위한 V-홈 구조를 가진다.
예시적인 실시예에서, 광학 경로 폴딩 요소와 이미지 센서 사이의 광학 경로내에 위치하는 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈는 렌즈 높이와 광축을 가지고, 상기 폴디드 카메라는 600㎛ 이상 만큼 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 가지는 폴디드 카메라가 제공된다.
예시적인 실시예에서, 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)와 이미지 센서 사이의 광학 경로내에 위치하는 렌즈를 포함하고, 상기 OPFE는 광을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 폴딩하고, 상기 이미지 센서는 제1 방향에 실질적으로 평행인 이미지 센서의 측면들에 위치하는 와이어 본드에 의해 인쇄 회로 기판에 와이어 본딩되는 폴디드 카메라가 제공된다.
다양한 실시예에서, 상술하거나 또는 아래에서 기술되는 폴디드 카메라는 업라이트 카메라와 함께 듀얼 카메라에 포함된다.
다양한 예시적인 실시예에 있어서, 폴디드 카메라를 위한 액츄에이터를 제공하는 단계로서, 상기 엑츄에이터는 실드를 가지고; 폴디드 카메라의 렌즈를 실드내의 개구를 통하여 액츄에이터내로 삽입하는 단계로서, 상기 렌즈는 렌즈 광축을 가지고; 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)를 액츄에이터내로 삽입하는 단계로서, 상기 OPFE는 제1 방향으로부터 도달하는 광을 제2 방향으로 폴딩하고, 상기 실드의 상단 표면은 제1 방향으로부터의 광을 마주하고, 상기 렌즈 광축은 제2 방향에 실질적으로 평행하고; 실드 개구를 뚜껑으로 덮는 단계; 및 폴디드 카메라의 이미지 센서를 상기 액츄에이터에 부착하는 단계를 포함하는 폴디드 카메라를 조립하는 방법이 제공된다.
예시적인 실시예에서, 실드 개구를 뚜껑으로 덮는 단계는 뚜껑을 실드에 고정적으로 부착하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 상기 개구는 실드내의 상단 개구이고, OPFE를 액츄에이터내로 삽입하는 단계는 액츄에이터의 상단 표면으로부터 OPFE를 삽입하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 상기 개구는 실드내의 상단 개구이고, OPFE를 액츄에이터내로 삽입하는 단계는 액츄에이터의 하단 표면으로부터 OPFE를 삽입하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 폴디드 카메라를 위한 액츄에이터를 제공하는 단계로서, 상기 엑츄에이터는 실드, 및 후방 베이스부와 전방 베이스부로 분리되는 베이스를 가지고; 폴디드 카메라의 렌즈를 실드내의 개구를 통하여 액츄에이터내로 삽입하는 단계로서, 상기 렌즈는 렌즈 광축을 가지고; 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)를 상기 액츄에이터의 후방 베이스부내로 삽입하는 단계로서, 상기 OPFE는 제1 방향으로부터 도달하는 광을 제2 방향으로 폴딩하고, 상기 실드의 상단 표면은 제1 방향으로부터의 광을 마주하고, 상기 렌즈 광축은 제2 방향에 실질적으로 평행하고; 상기 후방 베이스부를 상기 전방 베이스부에 부착하는 단계; 실드 개구를 뚜껑으로 덮는 단계; 및 폴디드 카메라의 이미지 센서를 상기 액츄에이터에 부착하는 단계를 포함하는 폴디드 카메라를 조립하는 방법이 제공된다.
본 명세서에 개시된 실시예들의 비제한적인 예가 본 단락에 열거된 첨부 도면을 참조하여 아래에서 설명된다. 하나의 도면 이상에서의 동일한 구조, 요소 또는 부분은 그것들이 표시되는 모든 도면들에서 동일한 도면 부호로 일반적으로 표시된다. 이러한 도면 및 설명은 본 명세서에 개시된 실시예들을 나타내고 명료화하기 위한 것이며, 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
도 1a는 본 명세서에 개시된 폴디드 카메라의 예를 도시한다.
도 1b는 여러 부분들 및 서브 시스템 또는 서브 어셈블리들로 분리된 도 1a의 폴디드 카메라를 도시한다.
도 1c는 반대의 렌즈 및 액츄에이터내로의 OPFE 삽입 방향을 가진 도 1a의 폴디드 카메라의 액츄에이터의 일 실시예를 도시한다.
도 1d는 동일의 렌즈 및 액츄에이터내로의 OPFE 삽입 방향을 가진 도 1a의 폴디드 카메라의 액츄에이터의 다른 실시예를 도시한다.
도 2a는 도 1a의 폴디드 카메라의 렌즈를 등축도법으로 도시한다.
도 2b는 도 1a의 폴디드 카메라의 렌즈를 길이 방향 단면으로 도시한다.
도 2c는 상단 및 하단에 편평한 면들을 가진 도 1a의 폴디드 카메라 렌즈의 일 실시예를 반경 방향 단면으로 도시한다.
도 2d는 상단 및 하단에 편평한 면들을 가지지 않는 도 1a의 폴디드 카메라 렌즈의 일 실시예를 반경 방향 단면으로 도시한다.
도 3a는 도 1a의 폴디드 카메라의 이미지 센서-PCB 서브 어셈블리를 분해도로 도시한다.
도 3b는 도 3a의 이미지 센서-PCB 서브 어셈블리에서 와이어 본드를 가진 리지드 센서 PCB 및 이미지 센서를 도시한다.
도 4a는 도 1a의 폴디드 카메라 액츄에이터의 분해도이다.
도 4b는 도 1a의 폴디드 카메라의 전자 서브 시스템을 일측으로부터 도시한 도면이다.
도 4c는 도 1a의 폴디드 카메라의 전자 서브 시스템을 타측으로부터 도시한 도면이다.
도 4d는 도 1a의 폴디드 카메라 액츄에이터의 다른 실시예를 도시한다.
도 5a는 도 1a의 절개선 A-A를 따라 자른 완전한 카메라의 길이방향 단면도이다.
도 5b는 도 1a의 절개선 B-B를 따라 자른 완전한 카메라의 반경방향 단면도이다.
도 6은 액츄에이터용 드라이버 집적 회로의 내부 구조를 도시한다.
도 7은 도 1a의 폴디드 카메라와 업라이트 카메라를 포함하는 듀얼-카메라의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 8a는 예시적인 실시예에 따라 폴디드 카메라의 조립 단계를 개략적으로 도시한다.
도 8b는 다른 예시적인 실시예에 따라 폴디드 카메라의 조립 단계를 개략적으로 도시한다.
도 1a는 등축도법으로 부재번호 100으로 표시된 폴디드 카메라의 일 실시예를 도시한다. 도시된 직교 X-Y-Z 좌표("축") 시스템은 또한 이어지는 모든 도면들에 적용된다. 이러한 좌표 시스템은 예시적인 것이다. 도 1b는 여러 부분들 및 서브 시스템 또는 서브 어셈블리들: 렌즈 어셈블리(또는 간단히 "렌즈"), 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)(104), 이미지 센서-PCT 서브 어셈블리(106), 액츄에이터(108) 및 상단 뚜껑(110)으로 분리된 도 1a의 폴디드 카메라를 도시한다. 상단 뚜껑(110)은 부분(110a) 및 부분(110b)를 포함하고, 후자는 개구(110c)를 가진다. (도 1a 및 도 1b에서와 같이) 일부 실시예에서, 부분(110a) 및 부분(110b)는 단일 플레이트(뚜껑(110))의 일부이다.
(도 1c 및 도 1d에서와 같이) 일부 실시예에서, 부분(110a) 및 부분(110b)는 뚜껑(110)의 별개 부분이다. OPFE(104)는 (예시적인 좌표 시스템에서) Y 축에 평행한 축(112)을 따른 광학 경로를 대상체(도시되지 않음)로부터 (예시적인 좌표 시스템에서) Z 축에 평행한 축(114)를 따른 광학 경로로 폴딩한다. 축(114)은 렌즈(102)의 광축이다. 서브 어셈블리(106)에 포함된 이미지 센서(116)는 축(114)와 실질적으로 정렬된 수직 평면을 가진다. 즉, 이미지 센서(116)는 축(114)와 실질적으로 수직인 평면내에 놓인다. 도 1c는 반대의 렌즈 및 액츄에이터(108)내로의 OPFE 삽입 방향을 가진 카메라(100)의 일 실시예를 도시하고, 도 1d는 동일의 렌즈 및 액츄에이터(108)내로의 OPFE 삽입 방향을 가진 카메라(100)의 일 실시예를 도시한다. 방향에 관하여 여기서 사용된 바와 같이, "실질적으로"는 방향에 정확한 정렬을 지칭할 수 있거나 또는 0.5 도까지, 1도 까지, 5도 까지 또는 심지어 10 도까지의 편차를 가지는 것을 지칭할 수 있다.
상단 뚜껑(110)은 금속, 예컨대 50-300㎛의 전형적인 두께를 가진 비-강자성 스테인레스 스틸 시트로 제조된다. 상단 뚜껑(110)은 액츄에이터(108)의 조립 후에, 그리고 렌즈(102)와 OPFE(104)의 액츄에이터(108)내 설치 이후에 액츄에이터(108)의 상단면에 위치된다. 상단 뚜껑(110)은 설치 동안에 (10-30㎛의 근소한 간극으로) OPFE의 상단면에 닿도록 가까워진다. 개구(110c)는 대상체로부터 들어오는 광이 개구를 통과하여 OPFE(104)에 도달하도록 설계된다.
렌즈(102)의 세부사항이 도 2a 내지 도 2d에 도시되며, 그러한 도면들을 참조하여 설명된다. 서브 어셈블리(106)의 세부사항이 도 3a 내지 도 3bdp 도시되며, 그러한 도면들을 참조하여 설명된다. 액츄에이터(108)의 세부사항이 도 4a 내지 도 4c에 도시되며, 그러한 도면들을 참조하여 설명된다.
카메라(100)의 높이(H)는 플렉스 PCB(304)와 커넥터(306)를 제외하고(도 3b 참조), Y축(축(112)의 방향)을 따라 최하단으로부터 최상단까지로 정의된다. H는 상업적 적용에 있어서 중요한 성능 지수이다. 따라서, 주어진 렌즈 크기에 대하여 H를 가능한 작도록 감소시키는 것이 주된 디자인 목표이다. 대안적으로, 주어진 H에 대하여 렌즈 크기를 최대화하는 것이 주된 디자인 목표이다.
도 2a는 등축도법으로 렌즈(102)를 도시하고, 도 2b는 길이 방향 단면도로 렌즈(102)를 도시하고, 도 2c 및 도 2d는 반경 방향 단면도로서 상단 및 하단 외부 렌즈 표면들에 편평한 면들을 구비한 것과 구비하지 않은 것을 각각 도시한다. 렌즈(102)는 여러 렌즈 요소들(202a-d)(일반적으로 3-8개, 도 2a에서는 4개의 예를 도시한다)을 포함하고, 각 렌즈 요소는 예컨대 플라스틱 또는 유리 몰딩으로 제조된다. 렌즈 요소들(202a-d)는 예컨대 플라스틱 몰딩으로 제조된 렌즈 배럴(204)내에 유지된다. 렌즈 높이(또는 원통형 렌즈의 경우 "외경")은 Y축(또는 카메라 높이(H)와 동일한 방향)을 따른 거리로서 렌즈(102) 외부면의 최저점(206a)으로부터 렌즈(102) 외부면의 최상점(206b)까지로 정의된다. 전형적으로, 상기 지점들(206a, 206b)은 렌즈 배럴(204)상에 위치한다. 즉, 렌즈(102)의 높이는 렌즈 배럴(204)에 의해 제한(limit)된다. 일부 실시예들에서, 렌즈 요소들(202a-d) 중 적어도 하나가 렌즈 배럴(204)의 외측으로 연장될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 렌즈(102)의 높이는 하나 이상의 요소들(202a-d) 및/또는 렌즈 배럴(204)에 의해 제한될 수 있다. 렌즈(102)의 광학 애퍼처(208)는 종래기술로 알려진 바와 같이, OPFE(104)측을 향하는 렌즈(102)의 개구 직경으로 정의된다. 광학 애퍼처(208)는 종래기술로 알려진 바와 같이, 렌즈(102) 및 카메라(100)의 광학 품질의 많은 특성들을 결정한다. 렌즈 디자인은 광학 애퍼처(208) 대 렌즈 높이를 최대화하는 것을 목표로 한다. 전형적으로, 렌즈(102)는 광학 애퍼처(208) 보다 전형적으로 600㎛-2600㎛ 만큼 더 큰 직경을 가진 일반적인 원통형 모양이다. 일부 실시예들에서, 두개의 편평한 면들(210a-b)이 렌즈의 상단 및 하단 측면들에서 렌즈(102)의 외측면(외면)에 제공가능하여, 렌즈 높이(206)를 면 당 일반적으로 50-200㎛ 만큼, 즉 전체 100-400㎛ 만큼 감소시킨다. 그러한 실시예들에서, 편평한 면들은 최저점 및 최상점(206a-b)와 일치한다. 도 2c 및 도 2d의 반경 방향의 단면도는 편평한 면들을 가진 렌즈(도 2c)와 편평한 면들을 가지지 않는 렌즈(도 2d)를 도시한다. 렌즈 높이(외경) 감소는 광학 애퍼처(208)의 크기를 변화시키지 않는다.
도 3a는 이미지 센서-PCB 서브 어셈블리(106)를 분해도로 도시한다. 서브 어셈블리(106)는 이미지 센서(116), 리지드(rigid) 센서 PCB(302), 플렉스 PCB(304), 커넥터(306), 브라켓(308) 및 IR 필터(310)를 포함한다. 이미지 센서(116)은 종래기술로 알려진 바와 같이 보통 실리콘으로 제조되며, 이는 먼저 리지드 센서 PCB(302)에 기계적으로 부착(접착)된 다음 전기적으로 와이어 본딩된다. 카메라 높이(H)를 최소화하고 이미지 센서(116)의 높이(Y축을 따른 치수)를 최대화하기 위하여, 이미지 센서(116)상의 와이어 본드(312)는 (Y 방향을 따라) 단지 두 측면들에 단지 위치된다. 이미지 센서(116)의 측면들에만 와이어 본드(312)를 단지 위치시키는 것은 리지드 센서 PCB(302)가 아래에서 정의되는 카메라 높이(H)를 초과하지 않게 할 수 있다. 따라서, H는 주어진 PCB 크기에 대하여 최소화될 수 있거나 또는 대안적으로 PCB 크기는 주어진 H에 대하여 최대화될 수 있다.
도 3b는 와이어 본드(312)를 가진 리지드 센서 PCB(302) 및 이미지 센서(116)를 도시한다. 리지드 센서 PCB(302)는 4개의 와이어링 패드들(314a-d)을 더 포함하는데, 이는 와이어링 패드들(452a-d) 옆에 위치하여 아래에 설명된 바와 같이 전기적 신호를 IC 드라이버(450)(도 4b)에 전달한다. 공지된 바와 같이, 리지드 센서 PCB(302) 및 플렉스 PCB(304)는 리지드-플렉스 기술로 하나의 유닛으로 제조될 수 있다. 리지드 센서 PCB(302)는 경성의 기계적 특성을 가져서, 센서(116) 및 콘덴서, 저항, 메모리 IC 등(도면에 도시되지 않음)과 같은 다른 선택적인 전자 부품들을 장착하는 것을 가능하게 한다. 리지드 센서 PCB(302)는 여러개(보통 2-6)의 금속(예컨대, 구리) 레이어들과 200㎛ 이상의 두께를 가질 수 있다. 플렉스 PCB(304)는 휘어지는 기계적 특성을 가지며, 이는 그것을 구부려서 커넥터(306)의 위치가 카메라(100)의 높이(H)를 증가시키지 않도록 할 수 있다. 플렉스 PCB(304)는 단지 두개의 구리 레이어들과 50-100㎛의 두께를 가질 수 있다. 리지드, 플렉스 및 리지드-플렉스 PCB들에 대한 이러한 및 다른 제조 고려 사항들은 종래기술로 알려져 있다.
커넥터(306)는 종래기술로 알려진 바와 같이, 기판 대 기판용 커넥터이다. 커넥터(306)는 PCB(304)에 납땜되고, 카메라가 설치된 호스트 장치로부터 이미지 센서(116)와 IC 드라이버(450)의 작동을 위해 요구되는 디지털 신호를 전송 및 수신한다. 호스트는 예컨대 휴대폰, 컴퓨터, TV, 드론, 스마트 안경 등일 수 있다.
카메라(100)는 종래기술로 알려진 바와 같이, 포커싱 또는 오토 포커싱(AF)을 위하여 그 광축(114)을 따라 렌즈(102)를 작동(이동)시킬 수 있는 기능을 가진다. 포커싱 작동은 액츄에이터(108)을 사용하여 행해지는데, 이는 도 4a-4c를 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
도 4a는 액츄에이터(108)의 분해도이다. 액츄에이터(108)는 작동 서브 어셈블리(402)를 포함한다. 작동 서브 어셈블리(402)는 보통 플라스틱으로 제조되는 렌즈 캐리어(404), 작동 자석(406) 및 센싱 자석(408)을 포함한다. 자석들(406, 408)은 예컨대 네오디뮴 합금(예컨대, Nd2Fe14B) 또는 사마률 코발트 합금(예컨대, SmCo5)으로 제조되는 영구 자석일 수 있다. 자석(406)은 자극 방향을 바꿀 수 있도록 제작(예컨대, 소결)될 수 있다. 즉, 양의 Z 측에서는 자북극이 음의 X 방향을 향하는 반면, 음의 Z 측에서는 북극이 양의 X 방향을 향한다. 자석(406)은 그 자북극이 음의 Z 방향을 향하도록 제작(예컨대, 소결)될 수 있다. 자석들(406, 408)은 측면(X 방향)으로부터 렌즈 캐리어(404)에 고정적으로 부착(예컨대, 접착)된다. 다른 실시예들에서, 자석들(406 및/또는 408)은 하단(음의 Y 방향)으로부터 렌즈 캐리어(404)에 부착될 수 있다. 자석들(406, 408)의 자성 작용은 아래에서 설명된다.
렌즈 캐리어(404)는 내부에 렌즈(102)를 수용한다. 렌즈 캐리어(404)는 상단 개구(또는 구멍)(410a), 하단 개구(또는 구멍)(410b), 전방 개구(410c) 및 후방 개구(410d)를 가진다. 상단 개구(410a)는 조립 과정 동안에 렌즈(102)가 거기에 삽입(즉, 통과)될 수 있도록 만들어진다. 개구들(410a 및/또는 410b)는 렌즈(102)가 렌즈 캐리어(404)내측에 위치할 때 렌즈(102)내의 최하점 및/또는 최상점(예컨대, 206a-b), 각각의 하단 뚜껑(412)과 상단 뚜껑(110) 사이에 다른 부품이 없도록 설계된다. 개구들(410c, 410d)는 렌즈 캐리어(404)가 OPFE로부터 들어와 이미지 센서에 이르는 광과 간섭되지 않는 치수로 만들어진다. 즉, 개구들(410c, 410d)는 (1) OPFE로부터 들어오며 렌즈 캐리어(404)가 존재하지 않는다면 렌즈(102)를 통하여 센서(116)에 도달하는 모든 광선이 개구들(410c-d)을 통과하여 센서(116)에 도달하도록 제조되고, (2) OPFE로부터 들어오며 렌즈 캐리어(404)가 존재하지 않는다면 렌즈를 통하여 센서(116)에 도달하지 않을 모든 광선이 센서(116)에 도달하지 않도록 제조된다. 또한, 일부 실시예들에서, 작동 서브 어셈블리(402)는 작동 서브 어셈블리(402)에 지점(206a) 보다 높은 어떠한 지점이 없도록 설계될 수 있고, 작동 서브 어셈블리(402)에 지점(206b) 보다 낮은 어떠한 지점이 없도록 설계될 수 있다. 이러한 특징은 카메라(100)의 높이(H)가 단지 렌즈 높이(206)에 의해 제한되는 것을 보증한다.
액츄에이터(108)는 예컨대 플라스틱 또는 액정 폴리머로 제조된 베이스(420)를 더 포함한다. 작동 서브 어셈블리(402)는 두개의 스프링들, 즉 전방 스프링(422) 및 후방 스프링(424)을 사용하여 베이스(420)에 서스펜디드된다. 스프링들(422, 424)은 예컨대 스테인레스강 또는 베릴륨-구리로 제조될 수 있다. 스프링들(422, 424)은 Z축을 따라 선형 레일을 형성하도록 설계된다. 즉, 스프링들은 Z축을 따라 낮은 스프링상수를 가지며 다른 방향들: Y축, X축, 그리고 X, Y 및 Z축들 중심의 회전 방향으로는 높은 스프링상수를 가지도록 설계된다. 선형 레일을 형성하기 위해 두개의 스프링을 사용하는 것이 종래기술로 공지된 것이지만, 스프링들(422, 424)은 베이스(420)상의 서스펜션 지점이 일 측면(양의 X축)에 있으며, 렌즈 캐리어(404)상의 서스펜션 지점이 타 측면(음의 X축)에 있도록 설계된다. 또한, 각각의 스프링들(422, 424)은 개방된 원형부를 가진다. 스프링들에 대한 상술한 디자인은 다음의 특성들을 가질 수 있게 한다. (1) 요구되는 선형 레일 특성을 달성하는 것; (2) 스프링들이 OPFE로부터 이미지 센서로 들어오는 모든 광을 차단시킴으로써 카메라(100)의 광학 특성들을 희생시키지 않는 것; (3) 스프링이 OPFE 또는 렌즈(102)로부터 들어와서 센서에 도달하는 모든 광선을 반사하지 않는 것; (4) 스프링들(422, 424)의 서스펜션들 중 어느 것도 Y축을 따르지 않아서, 서스펜션을 위한 추가적인 높이가 요구 또는 사용되지 않는 것; (5) 스프링들은 카메라의 떨어짐을 견뎌낼 수 있는 것.
일부 실시예들에서, 액츄에이터(108)는 일체화된 실드(430)을 더 포함하는데, 이는 일반적으로 100-300㎛의 전형적인 두께를 가진 폴디드 비강자성 스테인레스강 시트로 제조된다. 다른 실시예들에서, 카메라(100)는 조립의 특정 단계에서 카메라(100) 및/또는 액츄에이터(108)에 고정되게 부착되는 실드(430)와 유사한 실드를 포함할 수 있다. 실드가 액츄에이터에 일체화되느냐 아니면 액츄에이터에 고정되게 부착되는 별개 부분이냐에 상관 없이, 여기에 기술된 사항은 실드가 액츄에이터의 "부분"임을 나타낸다. 실드(430)는 도 1b로부터도 알 수 있는 바와 같이, 베이스(420)와 작동 서브 어셈블리(402)를 네 측면에서 둘러싼다. 실드의 일부 부분은 개구들을 가질 수 있는 반면, 다른 일부 부분에는 개구가 없을 수도 있다. 예컨대, 실드의 상단부의 개구(431)는 렌즈(102)를 액츄에이터(108)내에 설치하는 것을 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 상단 뚜껑(110) 및 하단 뚜껑(412)은 카메라 높이(H)에 (렌즈에 더하여) 추가되는 유일한 부품들이다. (도 4a에 도시된 바와 같이) 일부 실시예들에서, 하단 뚜껑(412)은 실드(430)의 부분인 반면, 다른 실시예들에서, 하단 뚜껑(412)은 실드(430)로부터 분리될 수 있다. 일부 실시예들에서, 실드(430)는 위에서 주어진 범위내에서 변화하는 두께를 가질 수 있는 반면, 하단 뚜껑(412) 두께는 50-200㎛ 범위내로 유지된다.
카메라(100)에서, OPFE(104)는 베이스(420)의 후방측(432)(음의 Z)에 위치한다. 도 4d는 여기에 개시된 또 다른 실시예의 액츄에이터를 도시하는데, 이는 108'로 번호 부여된다. 액츄에이터(108')에서, 베이스(420)는 두개의 부분: 베이스 후방측(432) 및 베이스 전방측(433)으로 분리된다. 액츄에이터(108')에서, OPFE(104)가 베이스 후방측(432)에 설치된 다음, 베이스 후방측(432)이 액츄에이터(108')의 다른 부품에 부착(예컨대, 접착)된다.
액츄에이터(108)은 전자 서브 시스템(440)을 더 포함한다. 도 4b는 일측으로부터의 전자 서브 시스템(440)을 도시하고, 도 4c는 타측으로부터의 전자 서브 시스템(440)을 도시한다. 전자 서브 시스템(440)은 액츄에이터 PCB(442), 코일(444) 및 드라이버 집적 회로(IC)(450)을 포함한다. 코일(444) 및 IC(450)는 PCB(442)에 납땜되어서, 코일(444)은 IC(450)에 전기적으로 연결되고, IC(450)은 액츄에이터 PCB(442)상의 4개의 와이어링 패드(452a-d)에 연결된다. 와이어링 패드(452a-d)는 전자 신호를 IC(450)에 전달하기 위해 사용된다. 4개의 전기 신호에는 종래기술로 공지된 바와 같이, 일반적으로 작동 전압(Vdd), 그라운드(Gnd) 및 IIC 프로토콜(신호 클락(SCL) 및 신호 데이터(SDA))이 포함된다. 다른 실시예들에서, 종래기술로 공지된 바와 같이, SPI 프로토콜과 같은 다른 프로토콜들이 사용될 수 있다. 또는, IC(450)은 작동시키기 위하여 하나 이상의 작동 전압을 필요로 할 수도 있다. 그와 같은 경우에는 예컨대 2-8의 범위내에서 4개의 와이어링 패드 보다 많거나 적어질 수도 있다. 액츄에이터 PCB(442)는 외측으로부터 베이스(420)에 접착되어, 코일(442)과 IC(450)가 베이스(420)내의 구멍(420a)을 통과하고, 코일(44)은 자석(406) 옆에 위치하고, IC(450)은 자석(408) 옆에 위치한다. 코일(444)에서 자석(406)까지의 전형적 거리 및 IC(450)에서 자석(408)까지의 전형적 거리는 50-200㎛ 범위내이다. 이 거리는 작동 서브 어셈블리(402)가 간섭 없이 Z축을 따라 이동할 수 있게 한다. 일부 실시예들에서, 액츄에이터(108)는 개방-루프 제어 방식으로 동작할 수 있는데, 이는 종래기술로 공지된 바와 같이, 전류 신호가 위치 제어 메커니즘 없이 코일로 전달된다.
코일(444)은 예시적으로 (예컨대, 50-250의 제한되지 않는 범위내에서) 보통 수십번의 권선을 가지며, 보통 10-30옴의 저항을 가진 스타디움 모양을 가진다. 코일(444)은 입력 전류를 코일(444)로 전송할 수 있는 IC(450)에 고정적으로 연결된다. 코일(444)내의 전류는 자석(406)의 자기장 덕분에 로렌츠힘을 생성한다. 예컨대, 시계 방향의 전류 흐름은 양의 Z 방향으로 힘을 생성하는 반면, 반시계 방향으로의 전류 흐름은 음의 Z 방향으로 힘을 생성할 것이다. 전체 자기 구성(magnetic scheme)(예컨대, 고정 자석(406)의 극성 방향)은 종래기술로 공지되어 있고, 이는 예컨대 특허 출원서 PCT/IB2016/052179에 상세히 설명되어 있다.
도 5a 및 5b는 절개선 A-A 및 B-B(도 1a 참조)를 따라 자른 완전한 카메라(100)의 단면을 각각 도시한다. 절개선 A-A 및 B-B는 각각 Y-Z 면과 X-Y 면내에 있다. 도 5b의 단면도에 도시된 바와 같이, 렌즈 캐리어(404)는 그 하단부에 V-홈(504)를 더 포함할 수 있다. V-홈(504)은 수동적으로 정렬할 필요 없이, 상단 개구(410a)로부터 삽입함으로써 렌즈(102)의 픽-앤-플레이스(pick-and-place) 장착을 가능하게 한다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 실시예에서, 카메라(100)의 높이(H)는 렌즈(102)의 높이 + 하단 뚜껑(412)의 두께 + 상단 뚜껑(110)의 두께 + 두개의 공극들(510a, 510b)와 같다. 공극들(510a-b)는 작동 동안에 간섭 없이 렌즈(102)의 이동을 가능하게 하도록 치수 설정된다. 렌즈(102)의 이동은 Z축을 따른 포커싱( 및 특히 오토 포커싱) 및/또는 X 방향을 따른 OIS를 위한 것이다. AF 및 OIS 양자 모두에 대한 작동 모드들은 종래기술로 알려져 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 각각의 공극(510a 또는 510b)은 대략 10㎛ 이상일 수 있는데, 예컨대 10-50㎛, 10-100㎛ 또는 10-150㎛ 범위내에 있을 수 있다. 따라서, 카메라(100)의 구조는 카메라(100)의 전체 높이에 대한 렌즈(102)의 기여를 최대화한다. 다른 실시예들에서, 카메라 높이는 H 보다 약간 큰 높이 치수를 가진 OPFE 또는 이미지 센서 때문에, 예컨대 300㎛ 까지 만큼 H를 약간 초과할 수 있다. 요약하면, 카메라(100)에서, 높이(H)는 렌즈(102)의 높이(206) 보다 대략 600㎛ 이상 높지 않다. 본 명세서에서, 높이 또는 또 다른 치수에 관하여 용어 "약" 또는 "실질적으로" 또는 "대략"의 사용은 일부 실시예들에서 높이 또는 치수의 정확한 값을 의미한다. 다른 실시예들에서, 이러한 용어들은 정확한 값에 그 값의 1% 까지의 변화량을 더한 것, 정확한 값에 그 값의 5%까지의 변화량을 더한 것, 또는 심지어는 정확한 값에 그 값의 10% 까지의 변화량을 더한 것을 의미할 수 있다.
도 6은 IC(450)의 내부 구조를 도시한다. IC(450)는 전류 구동 회로(602), 예시적인 H-브릿지, 위치(예컨대, PID) 제어기(604), 알날로그 디지털 컨버터(A2D)(606), 홀바 요소(608) 및 사용자 인터페이스(610)을 포함한다. 작동하자 마자, 작동 서브 어셈블리(402)와 홀바 요소(608)의 상대적 위치가 변한다. 홀바 요소(608)에 의해 감지된 자기장의 강도 및 방향이 또한 변한다. 홀 요소(608)의 출력 전압은 자기장 강도에 비례한다. A2D(606)는 전압 레벨을 위치 제어기(604)에 입력되는 디지털 넘버로 변환한다. 위치 제어기(604)는 작동 서브 어셈블리의 위치를 제어하고 사용자 인터페이스(610)에서 사용자에 의해 주어진 위치 명령대로 설정하는데 사용된다. 제어 회로 출력은 코일(444)내에 인가되는 전류량이다. 전체 자기 구성(magnetic scheme)(예컨대, 고정 자석(406)의 극성 방향)은 종래기술로 공지되어 있고, 이는 예컨대 특허 출원서 PCT/IB2016/052179에 상세히 설명되어 있다.
여기서 제공되는 액츄에이터(108)에 대한 설명은 단지 하나의 실시예이다. 다른 실시예들에서, 액츄에이터는 상이한 가이드 메커니즘을 가질 수 있고(예컨대, 볼 가이드 액츄에이터가 본 출원인과 동일한 소유자의 특허 출원 PCT/IB2017/054088에 개시되어 있다), 보다 많은 작동 방향들을 포함할 수도 있고(예컨대, PCT/IB2017/054088에 개시된 AF 및 OIS를 포함하는 액츄에이터), 상이한 자기 구성을 가질 수 있다(예컨대, 본 출원인과 동일한 소유자의 미국 특허 제9,448,382호에 개시된 자기 저항 자기 구조를 가진 액츄에이터). 모든 그러한 경우에 있어서, 액츄에이터는 카메라(100)의 다음의 특성들 일부 또는 모두가 지켜질 수 있도록 치수설정/제조/설계될 수 있다. (1) 높이(H)는 렌즈(102)의 높이(206) 보다 약 600㎛ 이상이 아니다; (2) 높이(H)는 렌즈 높이(206), 제1 뚜껑 두께, 실드 두께, 뚜껑과 마주하는 렌즈 표면상의 제1 지점 사이의 제1 공극 크기, 및 실드와 마주하며 제1 지점과 정반대인 렌즈 표면상의 제2 지점 사이의 제2 공극 크기의 합과 실질적으로 동일하다; (3) 작동 서브 어셈블리(402)에 지점(206a) 보다 높은 지점이 없으며, 작동 서브 어셈블리(402)에 지점(206b) 보다 낮은 지점이 없다.
도 7은 카메라(100)와 같은 카메라 뿐만 아니라 업라이트 카메라(702)도 함께 포함하는 듀얼-카메라(700)를 도시한다. 업라이트 카메라는 종래기술로 공지되어 있다. 듀얼-카메라의 작동은 종래기술로 공지되어 있는데, 예컨대 본 출원인과 동일한 소유자의 특허 출원들 PCT/IB2015/056004 및 PCT/IB2016/052179에 설명되어 있다. 카메라(702)는 OPFE(104) 가까이에 있는 카메라(100)에 고정되게 부착된다. 실시예(700)에서, 카메라(702)의 위치는 폴디드 카메라(100)의 음의 Z 측에 있고, 기계적 부착은 일반적으로 스테인레스강으로 제조되는 브라켓(704)를 사용하여 행해진다. 다른 실시예들에서, 카메라(702)는 카메라(100)의 음 또는 양의 X 측에 위치될 수 있으며, 예컨대 PCT/IB2016/052179에 설명되어 있다. 다른 실시예들에서, 카메라(702)는 브라켓(704) 보다는 다른 방식 또는 수단에 의해 카메라(100)에 부착될 수 있다.
폴디드 카메라 조립 과정의 예
일 실시예에서, 도 8a를 참조하여 설명되는 폴디드 카메라의 예시적인 조립 과정(방법)은 종래기술로 공지된 바와 같이 액츄에이터(108)와 같은 액츄에이터의 조립을 포함할 수 있다:
- 단계 1: 렌즈(102)를 액츄에이터(108)내에 삽입하고, 예컨대 픽-앤-플레이스 방법을 사용하여 상단(광축(114)에 수직한 Y 방향)으로부터 렌즈를 렌즈 캐리어(404)에 부착한다. 이는 액츄에이터(108)의 실드(430)내에 형성된 상단 개구(431), 액츄에이터(108)의 렌즈 캐리어(404)내에 형성된 개구(410a), 및 렌즈 캐리어(404)와 베이스(420)의 기계적 구조 덕분에 달성될 수 있다. 렌즈(102)를 삽입할 때, 공극(510b)가 렌즈(102) 아래와 실드(430) 위에 형성된다.
- 단계 2: 예컨대, 픽-앤-플레이스 방법을 사용하여 상단(광축(114)에 수직인 Y 방향)으로부터 OPFE(104)를 액츄에이터(108)의 베이스(420)내에 삽입한다. 이는 베이스(420)의 기계적 구조 덕분에 달성될 수 있다.
- 단계 3: 상단 뚜껑(1100을 실드(430)의 상단면에 고정되게 부착한다. 상단 뚜껑(110)을 고정할 때, 공극(510a)이 렌즈(102) 위와 뚜껑(110) 아래에 형성된다.
- 단계 4: 이미지 센서-PCB 서브 어셈블리(106)를 설치한다. 센서(116)는 두개의 선택적인 방법들: (1) 수동적인 정렬 과정 또는 (2) 기계적인 정렬 과정을 사용하여 설치될 수 있다. 두개의 정렬 과정들은 종래기술로 공지된 바와 같이, 상이한 정확도를 가지고 이미지 센서를 광축(114)에 수직하게 설정 가능하게 한다.
위의 각 단계 1 및 3에서의 공극(510a, 510b)의 생성은 카메라(100)의 다른 부품들에 대하여 렌즈(102)의 이동을 허용한다.
위의 조립 과정(단계 1-4)는 도 1b 및 도 5b와 같은 폴디드 카메라에 관련된다. 일부 다른 실시예들에서, 예컨대 도 1c 및 도 1d의 경우, 조립 과정은 일측으로부터 OPFE를 삽입하고, 반대측으로부터 렌즈를 삽입하는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 렌즈는 위의 상단 개구 반대쪽 실드의 하단면에 있는 하단 개구(도시되지 않음)를 통해 삽입된 다음, 하단 개구는 상단 뚜껑과 동일 또는 유사한 두께를 가질 수 있는 하단 실드 뚜껑(도시되지 않음)에 의해 추가적으로 덮혀진다.
액츄에이터(108')과 같은 액츄에이터를 가진 다른 실시예들에서, 베이스는 두개의 부분으로 분리되고, OPFE(104)는 베이스 후방측(432)에서 다른 방향(상단 또는 전방)으로부터 설치될 수 있다. 이 경우, 베이스 후방측(432)은 단계 2와 단계 3 사이의 단계 2'에서 OPFE 및 렌즈 설치 후 액츄에이터(108')에 부착될 수 있다(도 8b 참조).
본 명세서에서 사용된 표면들 "예를 들어", "와 같은", "예컨대" 및 그 변형들은 본 발명에서 개시된 발명의 비-제한적인 실시예를 나타낸다. 명세서에서 "하나의 경우", "일부 경우들", 및 "다른 경우들" 또는 그 변형들은 실시예와 관련하여 설명된 일부 특징부, 구조 또는 특징들이 본 발명에 개시된 발명의 적어도 일 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, "하나의 경우", "일부 경우들", "다른 경우들" 또는 그 변형들과 같은 표현의 사용은 필수적으로 동일한 실시예를 언급하는 것이 아니다.
달리 명시되지 않는 한, 선택을 위한 옵션 목록의 마지막 두 개 구성요소 사이에 있는 "및/또는"이라는 표현은 나열된 옵션들 중 하나 이상의 선택이 적절하며 만들어질 수 있음을 나타낸다.
청구범위 또는 명세서가 "일" 또는 "한" 요소를 언급하는 경우, 그러한 언급은 해당 요소 하나만 존재하는 것으로 해석되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다.
명료함을 위해 별개 실시예들 또는 예시들의 맥락에 따라 설명된 실시예들의 특징부들은 또한 단일 실시예에서 조합하여 제공될 수 있음을 이해해야 할 것이다. 반대로, 간결함을 위해 단일 실시예로 설명된 본 명세서에 개시된 다양한 특징부들은 또한 본 명세서에 개시된 모든 다른 실시예에서 별개로 또는 모든 적합한 서브-조합으로 제공될 수 있고, 나아가 본 명세서에 개시된 모든 다른 실시예에서 적합하게 제공될 수도 있다. 다양한 실시예들로 기재된 어떤 특징부들은 만약 그 실시예가 그러한 요소들 없이 작동하지 않는 것이 아니라면, 그러한 실시예들의 필수적인 특징부들로 간주되지 않는다.
본 명세서에서 개시된 본 발명의 실시예들에서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 하나 이상의 단계들은 상이한 순서로 실행될 수 있고, 및/또는 하나 이상 그룹의 단계들로 동시에 실행될 수도 있다.
본 명세서에서 언급된 모든 특허들 및 특허 출원들은, 각각의 개별적인 특허 문헌들이 구체적으로 및 개별적으로 참조로서 명세서에 포함되는 것으로 표시된 것과 동일한 정도로 그 전체가 참조로서 본 명세서에 포함된다. 또한, 본원에서의 참조 문헌의 인용 또는 식별은 그러한 참조 문헌이 본원의 선행 기술로서 이용 가능하다는 것의 인정으로 해석되어서는 안된다.
본 개시가 특정 실시 예 및 일반적으로 관련된 방법을 설명하고 있지만, 그러한 실시 예 및 방법의 많은 변경, 변형 및 다른 응용이 행해질 수 있음을 이해할 것이다. 일반적으로, 본 개시는 본원에 설명된 특정 실시 예에 의해 제한되지 않고 첨부된 청구범위의 범주에 의해서만 이해되어야 한다.

Claims (22)

  1. 폴디드 카메라에 있어서,
    a) 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)와 이미지 센서 사이의 광학 경로내에 위치하는 이동가능한 렌즈로서, 상기 OPFE는 광을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 폴딩하고, 상기 렌즈는 제2 방향에 평행한 렌즈 광축을 가지고, 렌즈 높이는 제1 방향으로 실질적으로 정렬되고;
    b) 상기 렌즈를 부분적으로 둘러싸며 실드 두께를 가지는 실드로서, 상기 실드는 액츄에이터의 일부이며, 제1 방향에 실질적으로 수직인 평면들내에 놓이는 각각의 상단 및 하단 표면들을 갖는 상단 및 하단 부분들을 포함하고, 상기 실드의 상단 또는 하단 부분들은 각각의 개구를 가지고; 및
    c) 제1 뚜껑 두께를 가지며, 상기 실드내의 개구를 덮는 뚜껑;을 포함하고,
    상기 폴디드 카메라는 렌즈 높이, 제1 뚜껑 두께, 실드 두께, 상기 뚜껑을 마주하는 렌즈의 표면상의 제1 지점 사이의 제1 공극의 크기, 및 상기 실드를 마주하며 상기 제1 지점의 정반대에 있는 렌즈의 표면상의 제2 지점 사이의 제2 공극의 크기의 합과 실질적으로 동일한 카메라 높이를 가지는 폴디드 카메라.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실드의 상단 또는 하단 부분들 중 다른 하나는 각각의 제2 뚜껑 두께를 가진 뚜껑에 의해 덮혀지는 각각의 제2 개구를 포함하고, 상기 제2 공극은 제2 지점과 제2 뚜껑 사이에 있고, 제2 뚜껑 두께는 실드 두께를 대체하는 폴디드 카메라.
  3. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 공극들 각각은 10-50㎛ 범위내에 있는 폴디드 카메라.
  4. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 공극들 각각은 10-100㎛ 범위내에 있는 폴디드 카메라.
  5. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 공극들 각각은 10-150㎛ 범위내에 있는 폴디드 카메라.
  6. 제1항에 있어서, 렌즈를 홀딩하기 위한 렌즈 캐리어를 더 포함하고, 상기 렌즈 캐리어는 렌즈를 실드 내측의 정확한 위치에 기계적으로 위치시키기 위한 V-홈 구조를 가지는 폴디드 카메라.
  7. 제1항에 있어서, 상기 실드내의 개구는 제1 방향에 평행하며 렌즈 광축에 수직인 방향으로 렌즈의 실드내 삽입이 가능한 치수로 형성된 폴디드 카메라.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서는 뚜껑 및 실드의 반대쪽 표면에 실질적으로 수직인 이미지 센서의 측면들에 위치하는 와이어 본드에 의해 인쇄 회로 기판에 와이어 본딩되는 폴디드 카메라.
  9. 제1항에 있어서, 상기 이동가능한 렌즈는 포커싱을 위해 이동가능한 폴디드 카메라.
  10. 제1항에 있어서, 상기 이동가능한 렌즈는 광학 이미지 안정화를 위해 이동가능한 폴디드 카메라.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴디드 카메라는 약 600㎛ 이상 만큼 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 가지는 폴디드 카메라.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 듀얼 카메라에서 업라이트 카메라와 함께 포함되는 폴디드 카메라.
  13. 폴디드 카메라로서, 광학 경로 폴딩 요소와 이미지 센서 사이의 광학 경로내에 위치하는 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈는 렌즈 높이와 광축을 가지고, 상기 폴디드 카메라는 800㎛ 이상 만큼 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 가지는 폴디드 카메라.
  14. 제13항에 있어서, 상기 폴디드 카메라는 700㎛ 이상 만큼 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 가지는 폴디드 카메라.
  15. 제13항에 있어서, 상기 폴디드 카메라는 600㎛ 이상 만큼 렌즈 높이를 초과하지 않는 높이를 가지는 폴디드 카메라.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 듀얼 카메라에서 업라이트 카메라와 함께 포함되는 폴디드 카메라.
  17. 폴디드 카메라에 있어서,
    광학 경로 폴딩 요소(OPFE)와 이미지 센서 사이의 광학 경로내에 위치하는 렌즈를 포함하고, 상기 OPFE는 광을 제1 방향으로부터 제2 방향으로 폴딩하고, 상기 이미지 센서는 제1 방향에 실질적으로 평행인 이미지 센서의 측면들에 위치하는 와이어 본드에 의해 인쇄 회로 기판에 와이어 본딩되는 폴디드 카메라.
  18. 제17항에 있어서, 듀얼 카메라에서 업라이트 카메라와 함께 포함되는 폴디드 카메라.
  19. 폴디드 카메라를 조립하는 방법에 있어서,
    a) 폴디드 카메라를 위한 액츄에이터를 제공하는 단계로서, 상기 엑츄에이터는 실드를 가지고;
    b) 폴디드 카메라의 렌즈를 실드내의 개구를 통하여 액츄에이터내로 삽입하는 단계로서, 상기 렌즈는 렌즈 광축을 가지고;
    c) 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)를 액츄에이터내로 삽입하는 단계로서, 상기 OPFE는 제1 방향으로부터 도달하는 광을 제2 방향으로 폴딩하고, 상기 실드의 상단 표면은 제1 방향으로부터의 광을 마주하고, 상기 렌즈 광축은 제2 방향에 실질적으로 평행하고;
    d) 실드 개구를 뚜껑으로 덮는 단계; 및
    e) 폴디드 카메라의 이미지 센서를 상기 액츄에이터에 부착하는 단계;
    를 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 실드 개구를 뚜껑으로 덮는 단계는 뚜껑을 실드에 고정적으로 부착하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 개구는 실드내의 상단 개구이고, 상기 OPFE를 액츄에이터내로 삽입하는 단계는 액츄에이터의 상단 표면으로부터 OPFE를 삽입하는 단계를 포함하는 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 개구는 실드내의 상단 개구이고, 상기 OPFE를 액츄에이터내로 삽입하는 단계는 액츄에이터의 하단 표면으로부터 OPFE를 삽입하는 단계를 포함하는 방법.
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