KR20220054665A - 연장된 2-자유도 회전 범위를 제공하기 위한 액추에이터 - Google Patents

연장된 2-자유도 회전 범위를 제공하기 위한 액추에이터 Download PDF

Info

Publication number
KR20220054665A
KR20220054665A KR1020227010917A KR20227010917A KR20220054665A KR 20220054665 A KR20220054665 A KR 20220054665A KR 1020227010917 A KR1020227010917 A KR 1020227010917A KR 20227010917 A KR20227010917 A KR 20227010917A KR 20220054665 A KR20220054665 A KR 20220054665A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotation
yaw
actuator
sub
assembly
Prior art date
Application number
KR1020227010917A
Other languages
English (en)
Inventor
이타이 예디드
에브라임 골든베르그
이프타 코왈
다니엘 볼틴스키
Original Assignee
코어포토닉스 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코어포토닉스 리미티드 filed Critical 코어포토닉스 리미티드
Publication of KR20220054665A publication Critical patent/KR20220054665A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/17—Bodies with reflectors arranged in beam forming the photographic image, e.g. for reducing dimensions of camera
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/0065—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/1805—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for prisms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1822—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors comprising means for aligning the optical axis
    • G02B7/1827—Motorised alignment
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element
    • G03B2205/0069—Driving means for the movement of one or more optical element using electromagnetic actuators, e.g. voice coils
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)

Abstract

스마트폰과 같은 모바일 장치의 프리즘 또는 미러와 같은 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)에 연장된 2-자유도 회전 범위를 제공하기 위한 액추에이터로서, 요 회전축을 갖는 요 서브-어셈블리; OPFE를 운반하는 피치 서브-어셈블리로서, 피봇 회전 메커니즘을 포함하고 피치 회전축을 갖는 피치 서브-어셈블리; 및 고정 서브-어셈블리를 포함하고, 상기 액추에이터는 2개의 회전 방향, 즉 요 회전축 중심으로의 요를 위한 제1 회전 방향 및 피치 회전축 중심으로의 피치를 위한 제2 회전 방향으로 상기 OPFE를 회전시키도록 작동하고, 피치를 위한 회전은 피봇 회전 메커니즘을 사용하는 회전을 포함한다.

Description

연장된 2-자유도 회전 범위를 제공하기 위한 액추에이터
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 12월 3일에 출원된 미국 가특허출원 제62/942,913호로부터 우선권을 주장하며, 이는 그 전체가 참조로 여기에 명시적으로 포함된다.
본 명세서에 개시된 주제는 일반적으로 디지털 카메라에 관한 것이고, 특히 스마트폰에 포함된 폴디드 디지털 카메라에서의 요 및 피치 회전을 위한 액추에이터에 관한 것이다.
전자 핸드헬드 장치(예컨대, 스마트폰 또는 태블릿)에서의 멀티-카메라 및 폴디드 카메라가 공지되어 있다. 폴디드 카메라에는, 반사면을 포함하는 프리즘이나 거울과 같은 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)가 추가되어, 제1 광학 경로(예컨대, 스마트폰 후면에 수직임)로부터 제2 광학 경로(예컨대, 스마트폰 후면에 평행함)로 빛의 전파를 틸팅한다.
공동 소유의 국제 특허 출원 PCT/IB2019/053315는 2개의 개별 회전축을 중심으로 연장된 회전 범위에서 2개의 제1 및 제2 자유도로 OPFE를 회전시키기 위한 액추에이터를 포함하는 폴디드 카메라, 및 이러한 폴디드 카메라 및 업라이트 카메라를 포함하는 듀얼-카메라를 자세하게 기재한다.
OPFE 운반(carrying) 모듈이 예를 들어, 요 및 피치 회전에 대해 2개의 개별 회전축 중심으로 크게 연장된 회전 범위를 가능하게 하고, 최신 산업 표준(예컨대, 낙하 시험과 관련하여)을 지원하고, 스마트 폰 비용과 양립할 수 있는 낮은 제조 비용을 갖는 폴디드 카메라를 구비하는 것이 유리할 것이며, 나아가 그러한 폴디드 카메라를 필요로 한다.
다양한 실시예에서, 스마트폰과 같은 모바일 장치에서 OPFE(예를 들어, 프리즘 또는 미러)에 연장된 2 자유도 회전 범위를 제공하기 위한 액추에이터가 제공되며, 이는 요 회전축을 갖는 요 서브-어셈블리; 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)를 운반하는 피치 서브-어셈블리, 여기서 피치 서브-어셈블리는 피봇 회전 메커니즘을 포함하고 피치 회전축을 갖고; 및 고정 서브-어셈블리를 포함하고, 상기 액추에이터는 요 회전축 중심으로의 요를 위한 제1 회전 방향, 및 피치 회전축 중심으로의 피치를 위한 제2 회전 방향인 2개의 회전 방향으로 상기 OPFE를 회전시키도록 작동하고, 피치를 위한 회전은 상기 피봇 회전 메커니즘을 사용한 회전을 포함한다.
일부 실시예에서, 위 또는 아래와 같은 액추에이터는 폴디드 카메라에 통합된다. 폴디드 카메라는 2개의 회전 방향으로 장면을 스캐닝할 수 있는 스캐닝 텔레 카메라일 수 있다.
일부 실시예에서, 요 서브-어셈블리 및 피치 서브-어셈블리는 마스터-슬레이브 배열을 형성하고, 여기서 요 서브-어셈블리는 마스터로서의 역할을 하고 피치 서브-어셈블리는 슬레이브로의 역할을 한다.
일부 실시예에서, 피봇 회전 메커니즘은 OPFE의 대향하는 2개의 측면에 위치하는 피봇을 포함하고, 여기서 피치 회전축은 피치 서브-어셈블리 무게 중심에 가깝다.
일부 실시예에서, 피봇 회전 메커니즘은 볼 가이드 메커니즘을 포함한다.
일부 실시예에서, 피봇 회전 메커니즘은 피치 구동 코일 및 자석을 포함한다.
일부 실시예에서, 피치 구동 코일은 요 회전축을 둘러싼다.
일부 실시예에서, 요 서브-어셈블리는 적어도 하나의 그루브-볼 메커니즘을 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 그루브-볼 메커니즘의 그루브는 요 회전축 상에 곡률 중심을 가지면서, 동심으로 만곡되어 있다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 그루브-볼 메커니즘의 볼들은 요 서브-어셈블리 상의 그루브 및 고정 서브-어셈블리 상의 그루브을 각각 포함하는 그루브 쌍에 의해 가이드된다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 그루브-볼 메커니즘은 적어도 3개의 볼을 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 그루브-볼 메커니즘의 볼들은 요 회전축에 수직인 평면에 위치한다.
일부 실시예에서, 요 회전은 적어도 하나의 홀 센서에 의해 감지된다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 홀 센서는 요 서브-어셈블리 아래에 위치하고, 고정 서브-어셈블리에 고정 결합된다.
일부 실시예에서, 요 회전은 요 구동 코일 및 요 구동 자석을 포함하는 작동 메커니즘에 의한 것이다.
일부 실시예에서, 요 구동 자석은 동심으로 만곡된다.
일부 실시예에서, 요 구동 자석은 요 회전축에 가깝게 곡률 중심을 가지면서, 만곡되어 있다
일부 실시예에서, 요 구동 자석은 요 서브-어셈블리에 고정 결합되고, 구동 코일은 하우징에 고정 결합된다.
일부 실시예에서, 요 구동 자석은 2개의 상이한 자석 분극 방향을 갖고, 여기서 2개의 상이한 분극 방향은 요 회전축에 수직이다.
일부 실시예에서, 요 회전축은 함께하는 요 서브-어셈블리 및 피치 서브-어셈블리의 공통 질량 중심에 가깝다.
본 명세서에 개시된 실시예의 비-제한적인 예는 이 단락 다음에 열거되는 여기에 첨부된 도면을 참조하여 아래에 설명된다. 도면 및 설명은 본 명세서에 개시된 실시예를 조명하고 명확히 하기 위한 것이며 어떤 식으로든 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 상이한 도면에서 동일한 요소는 동일한 번호로 표시될 수 있다. 도면에서의 요소는 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아니다. 도면에서:
도 1a는 연장된 2 자유도(2DOF) 회전 범위를 갖는 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)를 구비하는 공지의 폴디드 카메라를 도시한다.
도 1b는 OPFE 액추에이터를 갖는, 도 1a의 폴디드 카메라를 도시한다.
도 1c는 듀얼 카메라 시스템의 일부로서, 도 1a의 폴디드 카메라를 도시한다.
도 2a는 본 명세서에 개시된 OPFE 액추에이터의 실시예를 분해도로 도시한다.
도 2b는 도 2a의 OPFE 액추에이터의 요, 피치 및 고정 서브-어셈블리의 세부사항을 도시한다.
도 2c는 요 및 피치 서브-어셈블리의 분해도를 도시한다.
도 2d는 피치 서브-어셈블리 및 OPFE를 2개의 회전된 상태로 도시한다.
도 2e는 본 명세서에 개시된 OPFE 액추에이터의 실시예를 사시도로 도시한다.
도 3은 OPFE 액추에이터의 요 구동 자석을 도시한다.
도 4는 OPFE 액추에이터의 요 서브-어셈블리 및 고정 서브-어셈블리의 부분들의 보다 상세한 다양한 도면들을 도시한다.
도 5(a)는 피치 서브-어셈블리가 없는 요 서브-어셈블리를, 도 5(b), 5(c) 및 5(d)는 요 감지 자석의 세부 사항을 도시한다.
도 6은 예시적인 자석 홀 바 배열을 포함하는 피치 서브-어셈블리를 도시한다.
도 7은 액추에이터의 다양한 기능을 제어하고 구동하는 데 사용되는 2개의 컨트롤러/드라이버를 사용하는 2개의 상이한 실시예의 세부사항을 도시한다.
도 8은 피치 서브-어셈블리 및 요 구동 자석을 도시한다.
도 1a는 PCT/IB2019/053315에 개시된 연장된 회전 범위를 갖는 2 자유도(DOF) 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)를 구비하는 폴디드 카메라(100)를 도시한다. "연장된 회전 범위"라는 용어는 광학 이미지 안정화(OIS)와 같은 다른 응용 분야에 필요한 2-3 도보다 큰 회전 범위를 나타낸다. 연장된 회전 범위는 OPFE 제로(회전하지 않음) 상태에 관하여 각각의 자유도(DOF)에서 ±5도, ±10도 이상, 또는 심지어 15-40도 사이일 수 있다.
카메라(100)는 렌즈 광축을 갖는 렌즈(102), OPFE(104) 및 이미지 센서(106)를 포함한다. OPFE(104)는 반사 표면을 갖고, 예를 들어 거울 또는 프리즘일 수 있다. OPFE(104)는 제1 광학 경로(108)로부터 제2 광학 경로(110)로 광을 폴딩한다. 제1 광학 경로(108)는 (객체 또는 장면을 향하는) 뷰 섹션(114)의 방향으로부터 OPFE(104)를 향해 연장되고, 이는 (예시적인 좌표계에서) X-축에 실질적으로 평행하다. 제2 광학 경로(110)는 OPFE(104)로부터 이미지 센서(106)를 향하여 연장되고, 이는 (예시적인 좌표계에서) Z-축에 실질적으로 평행하다. 요 회전은 제로 OPFE 상태에서 제1 광학 경로에 실질적으로 평행한 축 중심의 회전으로 정의될 수 있다. 피치 회전은 요 회전축 및 렌즈 광축에 실질적으로 수직인 축 중심의 회전으로 정의될 수 있다.
OPFE의 회전은 예를 들어, 도 1b에 도시된 OPFE 액추에이터(120)를 사용하여 수행될 수 있다. 2 DOF 회전은 2개의 축(각 축은 DOF임)을 중심으로 한 프리즘의 회전을 설명하는 데 사용될 수 있다. 카메라(100)에서, 자유도는 위에서 정의된 제로 상태일 때, 제1 광학 경로(108)(X-축)에 평행한 요 회전축(122) 중심의 요 회전(132) 및 Y-축에 평행한 피치 회전축(124) 중심의 피치 회전(134)이다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 카메라(100)는 듀얼-카메라(180)의 일부일 수 있다. 듀얼-카메라(180)는 카메라(100)와 업라이트 카메라(190)를 포함한다. 업라이트 카메라(190)는 렌즈(192)와 이미지 센서(194)를 포함한다. 카메라(100, 190)는 각 시야(FOV)의 일부 또는 전부를 공유할 수 있다.
이하의 설명에서는 도 1a를 참조하여 방향을 정의한다. "위쪽"은 뷰 섹션(114)을 향하는 방향이다. "아래쪽"은 그 반대 방향이다.
도 2a는 본 명세서에 개시된 OPFE 액추에이터(200)의 실시예를 분해도로 도시한다. 액추에이터(200)는 요 서브-어셈블리(210), 피치 서브-어셈블리(220) 및 고정 서브-어셈블리(230)를 포함한다. 도 2b는 각각의 서브-어셈블리의 세부 사항을 도시한다. 요 및 피치 서브-어셈블리(210, 220)는 도 2(a)에 2개의 상이한 사시도로 도시되어 있고, 고정 서브-어셈블리(230)는 도 2(b)에 사시도로 도시되어 있다(평면도에 대해 축(208)을 중심으로 45도 회전됨). 마스터-슬레이브 배열로, 요 서브-어셈블리(210)는 고정 서브-어셈블리(230)에 포함되고, 피치 서브-어셈블리(220)는 요 서브-어셈블리(220)에 포함된다. 요 서브-어셈블리(210)는 "동적" 즉, 요 회전축(206)(예를 들어, X-축에 평행)을 중심으로 회전될 수 있는 반면, 고정 서브-어셈블리(230)는 (그 이름으로 지시되는 바와 같이) 고정, 즉 움직이지 않는다. 피치 서브-어셈블리(220)는 OPFE(204)에 견고하게 결합되고, 축(206)에 직교하는(예를 들어, Y-축에 평행한) 피치 회전축(208) 중심으로 회전 가능하다. 회전 작동될 때, 요-서브 어셈블리(210)는 고정 서브-어셈블리(230)에 대해 축(206)을 중심으로 OPFE(204)를 회전시키고, 피치 서브-어셈블리(220)(및 거기에 부착된 OPFE)는 요 서브-어셈블리 및 고정 서브-어셈블리에 대해 축(208)을 중심으로 회전한다. 일부 실시예에서, 요 회전축(206)은 요 서브-어셈블리(210) 및 피치 서브-어셈블리(220)의 질량 중심에 함께 가까울 수 있다. 요 서브-어셈블리(210) 및 피치 서브-어셈블리(220)의 질량 중심에 함께 가깝다는 것은 예를 들어, 1.5mm 미만의 거리를 의미할 수 있다. 다른 예들에서, 이것은 예를 들어, 2mm 미만 또는 5mm 미만의 거리를 의미할 수 있다.
또 다른 예들에서, 피치 서브-어셈블리(220)의 질량 중심에 가깝다는 것은 예를 들어, 모듈 높이(MH)의 15% 미만의 거리를 의미할 수 있다. 다른 예들에서, 이것은 예를 들어, 모듈 높이(MH)의 30% 미만 또는 10% 미만의 거리를 의미할 수 있다. MH는 도 2e에 정의되어 있다. 요 회전은 하나의 평평한 표면 만곡된 레일(205) 및 OPFE(204) 아래의 요 서브-어셈블리(210)의 바닥 표면(214)에 형성된 2개의 만곡된 V-그루브(212)를 이용한다(도 2b의 (a)의 상측 도면). 레일(205) 및 만곡된 V-그루브(212)는 3개의 V-그루브(216)에 작동 가능하게 결합되고, 고정 서브-어셈블리(230)에 포함된다. 205, 212 및 216의 이러한 셋업은 "공차 보상" 또는 "공차 릴리스"로 당업계에 알려져 있다. 레일(205) 및 V-그루브(212)은 동심원으로 만곡되어 있으며, 여기서 곡률의 중심은 회전축(206)이다. 결합된 레일 및 V-그루브는 OPFE의 요 회전을 위한 그루브-볼 메커니즘을 형성한다.
도 2a에서, 볼(218)은 V-그루브(212) 및 평평한 표면 만곡된 레일(205) 내에 위치하는 것으로 도시된다. 볼은 표준 스마트폰 카메라에서의 0.8mm와 비교하여, 1.2mm보다 큰 예시적인 직경을 가질 수 있으며, 이는 더 큰 직경으로 인해 볼의 더 큰 표면 또는 접촉 영역을 레일에 제공하고 낙하에 덜 민감하게 하기 때문에, 향상된 낙하 내성을 가능하게 한다.
OPFE 액추에이터(200)는 도 2(a)의 하측 도면에 도시된 바와 같이, 요 구동 코일(222) 및 하나의 피치 구동 코일(224)을 더 포함한다. 피치 구동 코일(224)은 요 회전축(206)을 둘러싼다. 요 구동 코일(222)은 고정 서브-어셈블리(230)의 구멍(226)(및 그 일부)에 위치하며, 즉 고정 서브-어셈블리(230)에 고정 결합된다.
도 2c는 요 및 피치 서브-어셈블리의 분해도를 도시하며, (a)는 피치 서브-어셈블리가 없는 요 서브-어셈블리(210)를 도시하고, (b)는 피치 서브-어셈블리(220)를 도시하고, (c)는 YZ 평면에서의 요 서브-어셈블리(210)의 단면을 도시한다.
도 2d는 아래로 회전된 상태와 위로 회전된 2개의 회전 상태에서의 OPFE(204)를 갖는 피치 서브-어셈블리(210)를 도시한다. 축(208) 중심의 피치 회전은 OPFE의 2개의 측면에 위치된 피봇을 포함하는 피봇 회전 메커니즘(232)에 의해 가능하며, 여기서 회전축은 피치 서브-어셈블리 질량 중심에 가깝다(일부 경우에는 그 위에 있음). 피치 서브-어셈블리 질량 중심에 가깝다는 것은 예를 들어, 1mm 미만의 거리를 의미할 수 있다. 다른 예들에서, 이것은 예를 들어, 2mm 미만 또는 4mm 미만의 거리를 의미할 수 있다.
또 다른 예들에서, 피치 서브-어셈블리(220)의 질량 중심에 가깝다는 것은 예를 들어, 모듈 높이(MH)의 10% 미만의 거리를 의미할 수 있다. 다른 예들에서, 이것은 예를 들어, 모듈 높이(MH)의 30% 미만 또는 7.5% 미만의 거리를 의미할 수 있다.
피봇 회전 메커니즘(232)은 요 서브-어셈블리(210)의 소켓(234), 피치 서브-어셈블리(220)의 소켓(236) 및 소켓들(234, 236)에 고정된 볼들(238)에 의해 형성된다. 볼들(218)과 마찬가지로 볼들(238)은 1.2mm보다 큰 예시적인 직경을 갖고, 이는 더 큰 직경이 더 큰 표면 또는 접촉 영역을 제공하고 낙하에 덜 민감하게 하기 때문에, 개선된 낙하 내성을 가능하게 한다.
피봇 볼-가이드 메커니즘을 사용한 피치 회전은 PCT/IB2019/053315의 레일-기반 피치 이동과 대조된다. 본 명세서에 개시된 피봇 볼 기반 설계는 크기가 작기 때문에 유리하고 피봇 회전 메커니즘의 견고한 제조를 가능하게 한다.
도 2e는 본 명세서에 개시된 OPFE 액추에이터(200)의 실시예를 사시도로 도시한다. 액추에이터(200)는 요 서브-어셈블리(210), OPFE(204)를 운반하는 피치 서브-어셈블리(220) 및 고정 서브-어셈블리(230)를 포함한다. 모듈 높이("MH")는 6.0 - 8.5mm일 수 있다. 프리즘 너비("PW")는 60mm - 140mm일 수 있다.
OPFE 액추에이터(200)는 요 회전을 구동하기 위한 요 구동 자석(228)(도 3)을 더 포함한다. 예시적으로 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 요 구동 자석(228)은 4-극 단일 자석일 수 있다. 대조적으로, PCT/IB2019/053315에서는, 요 구동 자석은 단지 2개의 극을 갖는다. 화살표는 자기 분극 방향을 나타낸다. 여기에 개시된 설계는 더 높은 작동력(actuation force)을 유도하는 더 높은 자기장을 제공한다는 점에서 유리하다.
도 4는 요 서브-어셈블리(210) 및 고정 서브-어셈블리(230)의 부분들의 더 상세한 다양한 도면을 도시한다. 도 4(a) 및 도 4(b)는 OPFE 액추에이터(200)를 통한 단면을 나타내고, 도 4(c) 및 도 4(d)는 고정 서브-어셈블리(230)를 통한 단면을 나타낸다. 언급된 바와 같이, 요 서브-어셈블리(210)는 고정 서브-어셈블리(230)에 의해 운반된다. OPFE 액추에이터(200)는 드롭 스토핑 메커니즘과 회전 스토핑 메커니즘으로 나누어진 요 스토핑 메커니즘을 더 포함한다. 드롭 스토핑 메커니즘은 OPFE 액추에이터(또는 카메라 및 액추에이터를 포함하는 스마트폰과 같은 장치)가 낙하하는 경우, 요 서브-어셈블리(210)가 고정 서브-어셈블리(230)로부터 떨어져 나오는 것을 방지하는 드롭 스토퍼(402)를 포함한다. 예시적으로, 스토퍼(402)는 플라스틱으로 만들어질 수 있는 반면, 스토퍼(402)와 접촉하는 고정 서브-어셈블리(230)의 일부는 금속으로 만들어질 수 있다. 회전 스토핑 메커니즘은 요 서브-어셈블리(210)의 회전 범위를 제한하는 회전 스토퍼(406)를 포함한다. 예시적으로, 회전 스토퍼(406)는 플라스틱으로 만들어질 수 있는 반면, 스토퍼(406)와 접촉하는 고정 서브-어셈블리(230)의 일부는 금속으로 만들어질 수 있다. 대조적으로, PCT/IB2019/053315에는 모든 기능을 수행하는 단 하나의 금속 스토퍼가 있다. 본 명세서에 개시된 설계는 카메라와 액추에이터를 포함하는 스마트폰과 같은 장치가 떨어지는 경우, 또는 바람직하지 않은 입자를 생성할 수 있는 다른 이벤트로 인해, 금속에 부딪힐 수 있는 플라스틱 부품이 없다는 이점이 있다.
요 회전 위치 감지
도 5(a)는 피치 서브-어셈블리(220)가 없는 요 서브-어셈블리(210)를 도시하고, 도 5(b), 도 5(c) 및 도 5(d)는 3개의 상이한 요 회전 위치에서 요 회전 위치를 감지하는 데 사용되는 요 감지 자석(502, 504)의 세부사항을 도시한다. 도 5(b)는 음의 회전 위치에 있고, 도 5(c)는 제로 회전 위치에 있고, 도 5(d)는 양의 회전 위치에 있다. 자석(502, 504)은 PCT/IB2019/053315에서 동일한 목적으로 사용되는 평평한 자석과 대조적으로, 요 서브-어셈블리(210)에 고정 결합되고 평평하다. 평평한 자석은 제조 또는 비용 측면에서 유리할 수 있다. 평평한 요 감지 자석(502, 504)은 큰 움직임으로 감지할 수 있도록 테이퍼진 형상(508)을 갖는다. 일부 실시예에서, 하나의 요 감지 자석만이 사용될 수 있다.
요 감지 자석은 회전 위치 감지를 위해 홀 효과 바 센서(또는 "홀 바")(506)와 결합될 수 있다. 홀 바 센서(506)는 고정 서브-어셈블리(230)에 고정 결합되고, 도 5(d)에 도시된 바와 같이, 요 서브-어셈블리(210) 아래에 배치된다. 만곡된 구동 자석이 또한 감지 자석이었던 PCT/IB2019/053315과 대조적으로, 구동 메커니즘과 감지 메커니즘이 여기에서는 분리되어, 더 적은 부품으로 더 정밀한 감지를 가능하게 한다. 분리 구동 메커니즘 및 감지 메커니즘은 구동력에 대해 큰 회전 반경(즉, 레버)을 가능하게 하고, 더 높은 정밀도로 회전을 감지하기 위해 작은 회전 반경을 가능하게 한다.
본 명세서에 개시된 요 서브-어셈블리의 실시예는 예를 들어, ±10 내지 ±35도의 요 회전 범위를 지원할 수 있다.
피치 회전 위치 감지
도 6은 예시적인 자석 홀 바 배열을 포함하는 피치 서브-어셈블리(220)를 도시한다. 피치 구동 및 감지 자석(602)은 피치 서브-어셈블리(220)에 고정 결합되고, 피치 감지 홀 바(604)는 요 서브-어셈블리(210)에 고정 결합된다. 각각의 축에서, 다수의 홀 센서들은 홀 바로부터 판독하는 A2D 컨트롤러(드라이버)에 대해 작은 회전을 가능하게 하고, 감지의 선형성을 향상시키는데 사용될 수 있다. 대조적으로, PCT/IB2019/05331에서는 각각의 축에 대해 단일 홀 바가 사용되었다.
본 명세서에 개시된 피치 서브-어셈블리의 실시예는 예를 들어, ±2 내지 ±20도의 피치 회전 범위를 지원할 수 있다.
도 7은 2개의 컨트롤러/드라이버(X(요) 및 Y(피치) 컨트롤러)를 사용하는 2개의 다른 실시예의 세부 사항을 도시하는데, 이는 스마트폰 애플리케이션 프로세서(AP) 및 관성 센서(예컨대, 자이로)로부터 입력을 수신하고 구동 메커니즘(액추에이터)의 2개의 코일에 전류를 제공한다. 피치 서브-어셈블리는 마스터-슬레이브 배열을 형성하며, 여기서 요 서브-어셈블리는 마스터 역할을 하고, 피치 서브-어셈블리는 슬레이브 역할을 한다.
도 8은 피치 서브-어셈블리(220) 및 요 구동 자석(228)을 도시한다. 요 구동 자석(228)은 또한 피치 프리로드(preload) 자석으로서 사용된다. "프리로드"는 피치 서브-어셈블리(220)를 피봇 회전 메커니즘(232)에 부착하도록 지향된 힘이다. 2개의 요크, 즉 요크(804) 및 요크(806)를 포함하는 요크 어셈블리(802)가 피치 서브-어셈블리(220)에 부착되어, 리턴 토크/힘을 최소화하고 설계를 단순화한다. 일부 실시예에서, 요크(804)와 요크(806) 사이의 거리가 리턴력(return force)을 정의하는데 사용된다. 다른 실시예에서, 요크 어셈블리(802)와 요 구동 자석(228) 사이의 거리가 리턴력을 정의하는데 사용된다. 대안적인 실시예에서, 피치 프리로드는 단일 요크를 사용할 수 있다.
본 개시내용이 특정 실시예 및 일반적으로 관련된 방법의 관점에서 설명되었지만, 실시예 및 방법의 변경 및 치환은 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시내용은 여기에 기재된 특정 실시예에 의해 제한되지 않고 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 언급된 모든 참조는 각각의 개별 참조가 구체적이고 개별적으로 참조로 여기에 포함되는 것으로 표시된 것과 동일한 정도로, 그 전체가 참조로 명세서에 포함된다. 또한, 본 출원에서 임의의 참조의 인용 또는 식별이 그러한 참조가 본 출원에 대한 선행 기술로서 이용가능하다는 인정으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (22)

  1. 액추에이터로서,
    요 회전축을 갖는 요 서브-어셈블리;
    광학 경로 폴딩 요소(OPFE)를 운반하는 피치 서브-어셈블리, 여기서 피치 서브-어셈블리는 피봇 회전 메커니즘을 포함하고 피치 회전축을 갖고; 및
    고정 서브-어셈블리;
    를 포함하고,
    상기 액추에이터는 요 회전축 중심으로의 요를 위한 제1 회전 방향, 및 피치 회전축 중심으로의 피치를 위한 제2 회전 방향인 2개의 회전 방향으로 상기 OPFE를 회전시키도록 작동하고, 피치를 위한 회전은 상기 피봇 회전 메커니즘을 사용한 회전을 포함하는 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터는 폴디드 카메라에 통합되는 액추에이터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴디드 카메라는 상기 2개의 회전 방향으로 장면을 스캐닝할 수 있는 스캐닝 텔레 카메라인 액추에이터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 요 서브-어셈블리 및 상기 피치 서브-어셈블리는 마스터-슬레이브 배열을 형성하고, 상기 요 서브-어셈블리는 마스터로서의 역할을 하고 상기 피치 서브-어셈블리는 슬레이브로서의 역할을 하는 액추에이터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피봇 회전 메커니즘은 상기 OPFE의 2개의 대향하는 측면에 위치하는 피봇을 포함하고, 상기 피치 회전축은 피치 서브-어셈블리 무게 중심에 가까운 것인 액추에이터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 피봇 회전 메커니즘은 볼 가이드 메커니즘을 포함하는 액추에이터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 피봇 회전 메커니즘은 피치 구동 코일과 자석을 포함하는 액추에이터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 피치 구동 코일은 상기 요 회전축을 둘러싸는 액추에이터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 요 서브-어셈블리는 적어도 하나의 그루브-볼 메커니즘을 포함하는 액추에이터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 그루브-볼 메커니즘의 그루브는 상기 요 회전 축 상에 곡률 중심을 가지면서, 동심으로 만곡되어 있는 액추에이터.
  11. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 그루브-볼 메커니즘의 볼들은 상기 요 서브-어셈블리 상의 그루브 및 상기 고정 서브-어셈블리 상의 그루브를 각각 포함하는 그루브 쌍에 의해 가이드되는 액추에이터.
  12. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 그루브-볼 메커니즘은 적어도 3개의 볼을 포함하는 액추에이터.
  13. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 그루브-볼 메커니즘의 볼들은 상기 요 회전축에 수직인 평면에 위치하는 액추에이터.
  14. 제1항에 있어서, 상기 요 회전은 적어도 하나의 홀 센서에 의해 감지되는 액추에이터.
  15. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 홀 센서는 상기 요 서브-어셈블리 아래에 위치하고, 상기 고정 서브-어셈블리에 고정 결합되는 액추에이터.
  16. 제1항에 있어서, 상기 요 회전은 요 구동 코일과 요 구동 자석을 포함하는 작동 메커니즘에 의한 것인 액추에이터.
  17. 제16항에 있어서, 상기 요 구동 자석은 동심으로 만곡된 액추에이터.
  18. 제17항에 있어서, 상기 요 구동 자석은 상기 요 회전 축에 가까운 곡률 중심을 가지면서 만곡되어 있는 액추에이터.
  19. 제16항에 있어서, 상기 요 구동 자석은 요 서브-어셈블리에 고정 결합되고, 상기 구동 코일은 하우징에 고정 결합되는 액추에이터.
  20. 제16항에 있어서, 상기 요 구동 자석은 2개의 상이한 자석 분극 방향을 갖고, 상기 2개의 상이한 분극 방향은 상기 요 회전축에 수직인 액추에이터.
  21. 제1항에 있어서, 상기 요 회전축은 함께하는 상기 요 서브-어셈블리와 상기 피치 서브-어셈블리의 공통 질량 중심에 가까운 액추에이터.
  22. 제1항에 있어서, 상기 OPFE는 프리즘인 액추에이터.
KR1020227010917A 2019-12-03 2020-12-01 연장된 2-자유도 회전 범위를 제공하기 위한 액추에이터 KR20220054665A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962942913P 2019-12-03 2019-12-03
US62/942,913 2019-12-03
PCT/IB2020/061333 WO2021111301A2 (en) 2019-12-03 2020-12-01 Actuators for providing an extended two-degree of freedom rotation range

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220054665A true KR20220054665A (ko) 2022-05-03

Family

ID=76221487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227010917A KR20220054665A (ko) 2019-12-03 2020-12-01 연장된 2-자유도 회전 범위를 제공하기 위한 액추에이터

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220397808A1 (ko)
EP (1) EP4045959A4 (ko)
KR (1) KR20220054665A (ko)
CN (1) CN114667469A (ko)
WO (1) WO2021111301A2 (ko)

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090122406A1 (en) * 2006-02-06 2009-05-14 Jarkko Rouvinen Optical Image Stabilizer Using Gimballed Prism
CN102016708B (zh) * 2008-04-30 2013-07-31 日本电产三协株式会社 带抖动修正功能的光学单元
KR101963546B1 (ko) * 2015-04-16 2019-03-28 코어포토닉스 리미티드 소형 접이식 카메라의 오토 포커스 및 광학 이미지 안정화
KR102225727B1 (ko) * 2015-09-06 2021-03-10 코어포토닉스 리미티드 소형의 접이식 카메라의 롤 보정에 의한 자동 초점 및 광학식 손떨림 방지
CN111965919B (zh) * 2016-05-30 2022-02-08 核心光电有限公司 旋转滚珠引导音圈电动机
CN106288443B (zh) * 2016-09-27 2018-08-10 佛山职业技术学院 一种槽式太阳能聚光器
US10754124B2 (en) * 2016-11-17 2020-08-25 Tdk Taiwan Corp. Driving mechanism
CN106483645A (zh) * 2016-12-16 2017-03-08 秦皇岛华电测控设备有限公司 一种槽式太阳能集热器反射镜组及其成型工艺
EP4246993A3 (en) * 2016-12-28 2024-03-06 Corephotonics Ltd. Folded camera structure with an extended light-folding-element scanning range
KR102140582B1 (ko) * 2017-04-28 2020-08-03 자화전자(주) 다축 구조의 반사계 구동장치
KR102072811B1 (ko) * 2017-06-16 2020-03-02 삼성전기주식회사 카메라 모듈
CN107329231B (zh) * 2017-07-28 2023-05-09 中国科学院西安光学精密机械研究所 可调节反射镜Bipod柔性支撑结构、支撑装置及其装调方法
CN107462966B (zh) * 2017-08-24 2020-02-07 长光卫星技术有限公司 一种用于微型遥感载荷反射镜的柔性支撑结构
CN109963058B (zh) * 2017-12-14 2021-04-06 Lg 电子株式会社 棱镜装置、和包括棱镜装置的相机装置
CN110086981B (zh) * 2018-01-25 2021-08-31 台湾东电化股份有限公司 光学系统以及光学系统的控制方法
KR102115583B1 (ko) * 2018-03-30 2020-05-27 삼성전기주식회사 반사모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈
US11268829B2 (en) * 2018-04-23 2022-03-08 Corephotonics Ltd Optical-path folding-element with an extended two degree of freedom rotation range
KR102560396B1 (ko) * 2019-11-29 2023-07-27 엘지이노텍 주식회사 카메라 엑추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
EP4045959A2 (en) 2022-08-24
US20220397808A1 (en) 2022-12-15
WO2021111301A2 (en) 2021-06-10
CN114667469A (zh) 2022-06-24
WO2021111301A3 (en) 2021-07-15
EP4045959A4 (en) 2022-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200257132A1 (en) Reflecting module for optical image stabilization (ois) and camera module including the same
US20210080808A1 (en) Anti-shake compensation structure for auto-focus
US9025034B2 (en) Image blur correction unit, image blur compensation device, and optical apparatus
US8730595B2 (en) Optical image stabilizer and lens driving apparatus
KR102078978B1 (ko) 소형 접이식 카메라의 오토 포커스 및 광학 이미지 안정화
JP5923558B2 (ja) 光路の切り換えが可能な光学震動防止機構
KR102170626B1 (ko) 흔들림 보정 기능이 부착된 광학 유닛
US20110122495A1 (en) Imaging lens unit and imaging apparatus
WO2012004994A1 (ja) カメラ駆動装置
US10284118B2 (en) Two-axis angular pointing device and methods of use thereof
EP1871096A2 (en) Positioning device, shake correcting device and electronics
US9256047B2 (en) Lens driving apparatus
JP5955609B2 (ja) レンズ駆動装置
JP6286667B2 (ja) レンズ鏡筒及び撮像装置
JP2015121755A (ja) 像振れ補正装置、レンズ装置、および、撮像装置
US11528419B2 (en) Camera module
KR20170004872A (ko) 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛
JP5254052B2 (ja) 像振れ補正装置、撮像レンズユニット、及びカメラユニット
US10928644B2 (en) Anti-vibration device and binocle
JP5117360B2 (ja) 像振れ補正装置、撮像レンズユニット、及びカメラユニット
JP5117450B2 (ja) 像振れ補正装置、撮像レンズユニット、及びカメラユニット
KR20220054665A (ko) 연장된 2-자유도 회전 범위를 제공하기 위한 액추에이터
JP2021076789A (ja) レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器
CN108931875B (zh) 双轴倾斜活动装置、照相装置、光学装置以及电子设备
KR102642909B1 (ko) 센서 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal