小型撮像装置
本発明は１つの小型撮像装置と装着方法に関する。撮像装置は、１つ又は複数のレンズを含む１つのレンズアセンブリと、前記レンズアセンブリから光を受け取る１つのイメージセンサと、前記レンズアセンブリの位置を調整するための１つのアクチュエータとを含み、前記アクチュエータは、電磁力を生じさせるように少なくとも1つの磁石と少なくとも1つのコイルとを含み、前記アクチュエータの少なくとも一部分が前記レンズアセンブリと前記イメージセンサとの間に配置され、前記アクチュエータが前記イメージセンサ上に装着され、前記アクチュエータの表面積は前記イメージセンサの表面積に近く又は前記イメージセンサの表面積より小さく、前記コイルと前記磁石とは前記レンズアセンブリの光軸に垂直するように配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話及び／又は個人情報端末（ＰＤＡ）のような多くの携帯式電子装置は、小型カメラモジュールを含んでいる。このモジュールは、１つのイメージセンサ、１つの撮像レンズアセンブリ及び／又は１つのアクチュエータを含むことで、撮像レンズアセンブリの、イメージセンサに関する位置を調整することができる。デザイナがより薄く、より小型及び／又はより軽便な携帯式電子装置を目指す際、小型カメラモジュールの製造者は、装置中の限られた空間に合わせるように、より小型なカメラモジュールを提供する必要があるというチャレンジに直面することになる。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
以下の記述を参照し、非限定的及び非包括的な実施例を記述し、特別な説明がない限り、本明細書の全文を通じて同じ参照番号は同じ部材を示す。
【図１】本発明の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【図２】本発明の一実施例である１つの小型撮像モジュールの組立図である。
【図３】本発明の一実施例である１つのバネの模式図である。
【図４】本発明の一実施例である１つのバネの平面図である。
【図５】本発明の一実施例である１つのコイルの模式図である。
【図６】本発明の一実施例である１つのコイルの平面図である。
【図７】本発明の一実施例である１つのコイル−バネアセンブリの平面図である。
【図８】本発明の他の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【図９】本発明の一実施例である１つの小型撮像モジュールの側面図である。
【図１０】本発明の一実施例である１つの作動中のアクチュエータの部分拡大模式図である。
【図１１】本発明の一実施例である１つの未作動のアクチュエータの部分拡大模式図である。
【図１２】本発明の他の一実施例である１つの小型撮像モジュールの側面図である。
【図１３】本発明の一実施例である１つの作動中のアクチュエータの部分拡大模式図である。
【図１４】本発明の一実施例である１つの未作動のアクチュエータの部分拡大模式図である。
【図１５】本発明の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【図１６】本発明の他の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【図１７】本発明の他の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【図１８】本発明の他の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
以下の詳細な記述において、本発明を完全に理解するために、多くの具体的な詳細を論述した。ただし、これらの具体的な詳細がなくても本発明を実施できることは、当分野の技術者に理解されるところである。なお、本発明と混同しないように、当分野の技術者にとって既知の方法、装置又はシステムは詳細に記述されない。
【０００５】
明細書において、「一実施例」とは、本発明の少なくとも１つの実施例に含まれ、１つの特定の実施例と関連して記述された特別な特徴、構造又は特性のことである。そのため、明細書の違う部分で記載の「一実施例において」は必ずしも同一実施例又は記述されたいずれかの特定の実施例を指すことに限定されない。また、１つ又は複数の実施例において種々の方法で記述された特別な特徴、構造又は特性を合併できることは理解される。通常、当然、あれこれの問題点は特定的に使用された前後の文章によって異なってくるかもしれない。そのため、前後の文章における具体的な記述及びこれらの用語の使用は、前後の文章からの推論を理解することに有用である。
【０００６】
同様に、ここで使用された「及び」、「及び／又は」及び「又は」は、様々な意味を含み、これらは同様に、少なくとも部分的にこれらの用語を使用した前後の文章によって決まる。通常、もし「又は」及び「及び／又は」はリストを関連させるために用いられるとし、例えば、Ａ、Ｂ又はＣは、Ａ、Ｂ及びＣという包含的な意味であってもよく、Ａ、Ｂ又はＣという排他的な含意であってもよい。また、ここで使用される「１つ又は複数」は如何なる単独な特徴、構造もしくは特性を記述するためにも、又は、特徴、構造もしくは特性の幾つかの組み合わせを記述するためにも用いられてよい。ただし、これはただ１つの記述例であって、権利の請求する主題はこの例に限定されないことを注意すべきである。
【０００７】
ここで記述した実施例は１つの小型撮像モジュールを含み、該小型撮像モジュールは１つの装置及び／又は１つの方法プロセスを提供することによって、撮像レンズ及びイメージセンサとの間の距離を調整し、そのうち、小型モジュールのフットプリント（footprint）はイメージセンサのフットプリントとほとんど同じであり得る。言い換えると、小型撮像モジュールの平面視面積はイメージセンサの平面視面積に近く、又はイメージセンサの平面視面積より小さい。このような小型撮像モジュールは、より薄型、小型及び／又は軽便な、例えば、小型カメラのような電子装置内にこのようなモジュールを整合させることができるというメリットをデザイナに提供する。
【０００８】
これらの実施例を記述するために使用される時、用語「〜上に」、「〜下に」及び「〜側に」はこの小型撮像モジュールの光軸に対する位置を記述する。特に、「〜上に」及び「〜下に」は光軸に沿う位置を指し、その内の「〜上に」は１つの部品の一方側を指し、「〜下に」は部品の他方側を指す。「〜上に」及び「〜下に」に対して、「〜側に」は１つの部品の側面を指し、該側面は光軸から離され、例えば、レンズの外囲部である。
【０００９】
１つの特定の実施例において、このようなフットプリント（footprint）は１つのアクチュエータをレンズアセンブリの横側に配置することではなく、１つのアクチュエータをレンズアセンブリの上方及び／又は下方に配置することによって達成できる。例えば、１つの特定の実施例において、小型カメラモジュールのような１つの小型撮像モジュールの構造は、オートフォーカス及び／又はその他の撮像機能を提供することができ、そのうち、アクチュエータは撮像レンズの上方及び／又は下方に配置される。このアクチュエータの平面視面積はこの小型カメラモジュールのイメージセンサの平面視面積に近く、又はこの小型カメラモジュールのイメージセンサの平面視面積より小さい。これに対して、例えば、小型カメラモジュールのアクチュエータを撮像レンズの一方側に置くと、比較的大きい撮像モジュールサイズが得られる。このような比較的大きい外観サイズによれば、小型カメラモジュールのフットプリントはそのイメージセンサのフットプリントより明らかに大きいこととなる。一実施において、レンズアセンブリに磁力を付与させるように、このアクチュエータは磁石とコイルとを含んでよい。この磁石は、平坦又は平面状であってよく、例えば、平面円盤の形状である。磁石は永久磁石又は電磁場の発生器であってよく、例えば、コイルである。このコイルは、巻き線コイル、プリントコイル及び／又はある基板上の電気めっきコイルであってよい。レンズアセンブリに回復力を付与させるように、小型撮像モジュールは１つのバネを含んでよい。
【００１０】
他の実施例において、小型撮像モジュールは１つのアクチュエータを含んでよく、該アクチュエータは１つのコイルを有し、コイルは充電されると、レンズアセンブリと共に移動する。他の構造において、小型撮像モジュールは１つのアクチュエータを含んでよく、該アクチュエータは１つのコイルと１つの磁石とを有し、その内、コイルが充電されると、磁石はレンズアセンブリと共に移動できる。
【００１１】
１つの特定の実施において、このアクチュエータは、１つの平面に配置され得る４つの磁石を含んでよい。もう１つの特定の実施において、このアクチュエータは１つの平面に配置され得る４つのコイルを含んでよい。これらの４つのコイルは直列に電気接続され、又は少なくともそのうちの２つのコイルは並列に電気接続される。もう１つの特定の実施において、これらの４つのコイルは小型撮像モジュールのレンズアセンブリ上に配置されてよい。
【００１２】
他の一実施例において、小型撮像モジュールは１つのアクチュエータを含んでよく、該アクチュエータは電磁力を生じさせるように、少なくとも２組のコイルを含み、そのうち各組のコイルは平行する２つの平面に位置する。１つの特定の実施において、これら２組のコイルをその磁極方向が小型撮像モジュールのレンズアセンブリの光軸に平行となるように配置させることができる。もう１つの特定の実施において、２組のコイルが充電される時、そのうちの１組のコイルはレンズアセンブリと共に移動することができる。もちろん、小型撮像モジュールのこれらの詳細は一例に過ぎず、本発明の請求範囲の主題はこれらに限定されない。
【００１３】
一実施例において、１つ又は複数のレンズを含むレンズアセンブリをアクチュエータの一部分に装着し、且つイメージセンサを配置してレンズアセンブリからの光を受け取ることによって、１つの小型撮像モジュールが得られ、その内、アクチュエータはイメージセンサとレンズアセンブリとの間に位置する１つの板バネ（leaf spring）を含んでよい。一実施において、この小型撮像モジュールは１つのレンズアセンブリと、レンズアセンブリの位置を調整するための少なくとも１つのアクチュエータと、１つのイメージセンサとを含んでよく、その内アクチュエータの少なくとも一部分はレンズアセンブリとイメージセンサとの間に配置されてよい。例えば、アクチュエータはレンズアセンブリとイメージセンサとの間に配置される１つの板バネを含んでよい。１つの特定の実施において、このアクチュエータはレンズアセンブリとイメージセンサとの間に配置される１つ磁石と１つのコイルとを含んでよい。例えば、このアクチュエータはイメージセンサ上に装着され、及び／又はレンズアセンブリはアクチュエータ上に装着されてよい。もう１つの特定の実施において、このアクチュエータはレンズアセンブリの上方に配置される１つの磁石及び１つのコイルを含んでよく、板バネはレンズアセンブリの下方に配置される。いずれか１つの実施においても、このアクチュエータはレンズアセンブリを縦方向に駆動させることでイメージセンサに対するレンズアセンブリの位置を調整できる。例えばここで使用された「縦方向に」は小型撮像モジュールの光軸にほぼ平行である方向を指し、「横方向に」は小型撮像モジュールの光軸にほぼ垂直である方向を指す。もちろん、小型撮像モジュールのこれらの詳細は例示に過ぎず、本発明の請求範囲の主題はこれらに限定されない。
【００１４】
アクチュエータはレンズアセンブリの運動を比較的正確に制御できるため、フォーカスのような種々の撮像機能によって画像の質を改善することができる。このような小型モジュールのメリットは、そのフットプリントがイメージセンサのフットプリントに近く、又はイメージセンサのフットプリントより小さいことである。また、適宜に設計された１つのアクチュエータを含むこのような小型モジュールは、バッチ製造に好適である。バッチプロセスはウエハレベルプロセスにおいて起こり得る。このようなプロセスは比較的高い製造効率をもたらすことができ、小型モジュールがズーム機能を備えるため、カメラの製造コストが低減される。
【００１５】
図１は本発明の一実施例である１つの小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。この撮像モジュールはボールグリッドアレイ界面１１５（ball grid array interface）を有するイメージセンサ１１０を含むが、種類の異なる多くの電気接続を含んでよい。イメージセンサ１１０は１つの有効撮像領域１１７を含んでよく、有効撮像領域１１７は、例えば１つの電荷結合素子（ＣＣＤ）、及び／又は、１つ又は複数の相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）素子を含むが、これらは一例に過ぎない。
【００１６】
一実施例において、撮像モジュール１００は１つのレンズアセンブリ１６０を更に含み、イメージセンサ１１０の有効撮像領域１１７上に１つの画像を提供するように、レンズアセンブリ１６０は１つ又は複数のレンズを含んでよい。この画像は可視波長だけではなく、赤外線波長及び／又は紫外線波長を含んでもよい。そのため、この画像は有効撮像領域１１７上に合焦され、アクチュエータ１３５は、レンズアセンブリ１６０の、イメージセンサ１１０に対する位置を調整できる。１つの特定の実施において、アクチュエータ１３５はレンズアセンブリ１６０の少なくとも一部分の縦方向での、イメージセンサ１１０に対する位置を調整できる。上述のように、このレンズアセンブリは１つ又は複数のレンズを含んでよいため、１つ又は複数のレンズの縦方向での位置を１組として調整できる。１つの特定の実施において、アクチュエータ１３５は、１つの磁石１３０、１つの板バネ１４０及び／又は１つのコイル１５０を含んでよい。撮像モジュール１００は、アクチュエータ１３５とイメージセンサ１１０との間に位置するスペーサー１２０を更に含んでもよい。本実施例におけるアクチュエータ１３５は、その全ての部品がレンズアセンブリ１６０の下方に配置されるように記述されているが、他の一実施例において、例えば以下の詳細記述のように、アクチュエータの部品はレンズアセンブリの上方及び／又は下方に配置されてよい。
【００１７】
図２は本発明の一実施例である１つの小型撮像モジュール２００の組立図であり、このモジュールは図１に示す小型撮像モジュール１００を含んでよい。例えば、小型撮像モジュール１００の部品をカバーするように、小型撮像モジュール２００は１つのケーシング２２０を含んでよい。このケーシングはイメージセンサ１１０上に装着されてよく、小型撮像モジュール２００と、制御回路のような１つ又は複数のシステム部品（図に未表示）との間に電気接続されるように、イメージセンサ１１０はボールグリッドアレイ２１０を含んでよい。
【００１８】
図３は本発明の一実施例であるバネ３００の模式図であり、図４はバネ３００の平面図である。このバネは１つの板バネであってよく、例えば図１に示す板バネ１４０である。一実施において、バネ３００は、１つの中央部分３３０及びアーム部分３２０を含んでよく、これらは１つのバネとして適合して移動し、又は屈曲する。例えば、中央部分３３０とアーム部分３２０とは平衡位置から離れると、中央部分３３０とアーム部分３２０とは回復力を付与できる。固定部分３１０はバネ３００の外囲部分を含んでよく、該外囲部分は小型撮像モジュールの１つ又は複数の部品上に固着される。例えば、中央部分３３０とアーム部分３２０とはバネのように屈曲できるが、固定部分３１０は相対的に固定されたある位置に保持される。光が光軸に沿ってバネ３００を通過するように、バネ３００は更に１つの穴３４０を含んでもよい。もちろん、バネ３００のこれらの詳細は例示に過ぎず、本発明はこれらに限定されない。
【００１９】
図５は本発明の一実施例であるコイル５００の模式図であり、図６はコイル５００の平面図である。このコイルは図１に示すコイル１５０を含んでよい。一実施において、図１に示すレンズアセンブリ１６０のようなレンズアセンブリは、コイル５００上に装着されてよく、コイル５００は基板５１０上に装着される導電体５２０を含む。導電体５２０は基板５１０の１つ又は複数の層上の複数のワイヤループであってよい。導電体ループ５２０を流れる電流によって１つの磁場が生じ、図１に示す磁石１３０のような磁石にある作用力が生じる。この場合、バネ１４０はある回復力を付与してこの磁気作用力を相殺でき、これによってレンズアセンブリ１６０の縦方向での、イメージセンサ１１０に関する位置を調整する１つのメカニズムを提供する。光が光軸に沿ってコイル５００を通過するように、コイル５００は１つの穴５３０を更に含んでもよい。もちろん、コイル５００のこれらの詳細は例示に過ぎず、本発明はこれらに限定されない。
【００２０】
一実施例において、バネ及びコイルは１つの部品に結合することができ、図７はこのコイル−バネ部品７００を例示する平面図である。この結合部品のバネ部分はコイル部分に電流を供給できる。例えば、この結合部品は１つのコイル７１０及び１つの電極７２０を含んでよく、外部電源（図に未表示）からコイル７１０に電流を伝導させるように該バネ部品は１つの板バネであってもよい。部分７３０と７４０とは接続領域を示し、そのうち電流は導電体７２０からコイル７１０に伝導することができ、その逆も同様である。
【００２１】
図８は本発明の一実施例の、コイル−バネ部品７００を含む１つの小型撮像モジュール８００のアセンブリ分解模式図である。この撮像モジュールは１つのイメージセンサ８１０を含んでよく、該イメージセンサ８１０は図１に示すイメージセンサ１１０に類似してよい。撮像モジュール８００は１つのレンズアセンブリ８６０を更に含んでよく、イメージセンサ８１０の有効撮像領域上（図に未表示）に画像を提供するように、レンズアセンブリ８６０は１つ又は複数のレンズユニットを含んでよい。この画像は可視波長だけではなく、赤外線波長及び／又は紫外線波長を含んでもよい。そのため、この画像はイメージセンサ８１０上に合焦され、アクチュエータ８３５はレンズアセンブリ８６０の縦方向での、イメージセンサ８１０に関する位置を調整できる。言い換えると、アクチュエータ８３５はレンズアセンブリ８６０とイメージセンサ８１０との間の距離を調整することによって焦点距離を調整できる。このレンズアセンブリは１つ又は複数のレンズを含んでよいため、１つ又は複数のレンズの縦方向での位置を調整できる。１つの特定の実施において、アクチュエータ８３５は磁石８３０、バネ−導電体８４０及び／又はコイル８５０を含んでよい。上述のように、バネ−導電体８４０及びコイル８５０は、図７に示すコイル−バネ部品７００のような単一部品であってよい。この単一部品において、バネ−導電体８４０はコイル８５０に電流を供給することができる。撮像モジュール８００は、アクチュエータ８３５とイメージセンサ８１０との間に位置する１つのスペーサー８２０を含んでもよい。コイル８５０はレンズアセンブリ８６０に配置される。通電されると、コイル８５０を流れる電流によって生じる磁場と、コイル８５０の下に配置する磁石８３０との相互作用は、レンズアセンブリ８６０とコイル８５０とを光軸に沿って移動させるある作用力を付与できる。もう１つの構造において、磁石８３０はコイル８５０の上方に配置されている。もちろん、小型撮像モジュールのこれらの詳細は例示に過ぎず、ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００２２】
図９は本発明の一実施例における小型撮像モジュール９００の側面図である。該撮像モジュールは１つのイメージセンサ９１０を含んでよく、イメージセンサ９１０は図１に示すイメージセンサ１１０に類似してよい。撮像モジュール９００は１つのレンズアセンブリ９６０を含んでもよく、イメージセンサ９１０の有効撮像領域（図に未表示）に１つの画像を提供するように、レンズアセンブリ９６０は１つ又は複数のレンズユニット９７０を含んでよい。上述のように、この画像は可視波長だけではなく、赤外線波長及び／又は紫外線波長を含んでもよい。そのため、この画像はイメージセンサ９１０上に合焦され、アクチュエータはレンズアセンブリ９６０の、イメージセンサ９１０に関する位置を調整できる。この方向は矢印９８０によって示されている。このアクチュエータは、レンズアセンブリ９６０の下に配置され、磁石９３０、板バネ９４０及びコイル９５０を含んでよい。このレンズアセンブリは以下の詳細な記述のように、１つ又は複数のレンズを含んでよいため、１つ又は複数のレンズの縦方向での位置が調整される。１つの特定の実施において、小型撮像モジュール９００は磁石９３０とイメージセンサ９１０との間に位置するスペーサー９２０を更に含む。１つ又は複数の外部部品（図に未表示）に電気接続されるように、イメージセンサ９１０はボールグリッドアレイ９１２を含んでよい。
【００２３】
部分９９０は小型撮像モジュール９００の１つの部位についての表示であり、該部位はアクチュエータの操作に対応して構造が変わり得る。部分９９０の例示構造は図１０と図１１に詳細に示されている。明瞭に記述するために、スペーサー９２０は図１０と図１１内に表示されない。図１０に示すように、電流がコイル９５０を流れると、このアクチュエータは起動される。この電流は１つの磁場を生じさせて、磁石９３０に対するある斥力を生じさせることができる。従って、コイル９５０上に装着されたレンズアセンブリ９６０は移動して、更に磁石９３０から離れることができ、矢印９８０により示される方向に沿って、レンズアセンブリ９６０とイメージセンサ９１０との間の距離を増大させる。同時に、コイル９５０にある回復力を加えるように、板バネ９４０はコイル９５０上に配置されてよい。
【００２４】
図１１において、電流がコイル９５０を流れていない時、このアクチュエータは起動しない。電流がなければ、磁石９３０に対する斥力を生じさせる磁場が存在しない。そのため、コイル９５０上に装着されたレンズアセンブリ９６０は依然として磁石９３０に近接し、レンズアセンブリ９６０とイメージセンサ９１０との間の距離を維持する。この例示は起動中の又は未起動のアクチュエータのみに限定する。又は、アクチュエータの起動する程度は、少なくとも部分的にコイル９５内に流れる電流の変化振幅に基づいて変化する。この起動程度の変化はレンズアセンブリ９６０とイメージセンサ９１０との間の距離を変化させることができるため、イメージセンサ９１０への光の合焦を正確に制御できる。例えば、レンズアセンブリ９６０とイメージセンサ９１０との間の距離は少なくとも部分的に磁場によって決められてよく、レンズアセンブリの光軸に沿ってこの距離を測定することができる。もちろん、小型撮像モジュールのこれらの詳細は例示に過ぎず、本発明はこれらに限定されない。
【００２５】
図１２は本発明の一実施例である小型撮像モジュール９０５の側面図である。この撮像モジュールは１つのイメージセンサ９１５を含んでよく、イメージセンサ９１５は図９に示すイメージセンサ９１０に類似してよい。撮像モジュール９０５は１つのレンズアセンブリ９６５を更に含んでよく、イメージセンサ９１５の有効撮像領域（図に未表示）に画像を提供するように、レンズアセンブリ９６５は１つ又は複数のレンズユニット９７５を含んでよい。１つの特定の実施において、レンズアセンブリ９６５は少なくとも１つのレンズ９７７を含んでよく、レンズアセンブリ９６５は、磁石９３５とコイル９５５のようないずれかのアクチュエータ部品の位置をも越えて延伸できる。磁石９３５は磁石支持ユニット９３６によって支持されてよい。そのため、この画像はイメージセンサ９１５上に合焦され、アクチュエータはレンズアセンブリ９６５の、イメージセンサ９１５に関する位置を調整できる。方向は矢印９８５によって表示される。レンズアセンブリ９６５の下に配置されるこの部分のアクチュエータは１つの板バネ９４５を含んでよいが、レンズアセンブリ９６５の少なくとも一部分の上に配置される他の部分のアクチュエータは磁石９３５とコイル９５５とを含んでよい。レンズアセンブリは１つ又は複数のレンズを含んでよく、且つ１つ又は複数のレンズの縦方向での位置を１組としてアクチュエータによって調整できる。１つの特定の実施において、小型撮像モジュール９０５は板バネ９４５とイメージセンサ９１５との間に配置される１つのスペーサー９２５を更に含んでよい。１つ又は複数の外部部品（図に未表示）に電気接続されるように、イメージセンサ９１５はボールグリッドアレイ９１４を含んでよい。
【００２６】
部分９９５は小型撮像モジュール９０５の１つの部位を表示し、該部位はアクチュエータの動きに対応して構造が変わり得る。部分９９５の例示構造は図１３と図１４に詳細に示されている。１つの特定の実施において、電流がコイル９５５を流れて進行すると、アクチュエータを起動できる。この電流は１つの磁場を生じさせ、磁石９３５に対するある斥力を生じさせることができる。従って、コイル９５５の下に装着されたレンズアセンブリ９６５が移動して、更に磁石９３５を離れることができ、矢印９８８により示される方向に沿ってレンズアセンブリ９６５とイメージセンサ９１５との間の距離を減少させる。同時に、板バネ９４５がレンズアセンブリ９６５の底部に配置されることで、レンズアセンブリ９６５にある上向きの回復力が生じる。もう１つの特定の実施において、アクチュエータはコイル９５５を流れる電流によって起動され、磁石９３５に対するある引力を生じさせることができる。そのため、コイル９５５の下に装着されたレンズアセンブリ９６５は磁石９３５に向かって移動でき、矢印９８８により示される方向に沿ってレンズアセンブリ９６５とイメージセンサ９１５との間の距離を減少させる。もう１つの特定の実施において、電流がコイル９５５を流れていないと、アクチュエータは起動されない。電流がない時、コイル９５５は磁石９３０に対する如何なる斥力又は引力が生じない。従って、コイル９５５の下に装着されたレンズアセンブリ９６５は依然として磁石９３５に近接し、レンズアセンブリ９６５とイメージセンサ９１５との間の距離を維持する。この例示は、起動中の、又は未起動のアクチュエータのみに限定する。又は、アクチュエータの起動は少なくとも部分的にコイル９５５内に流れる電流の変化振幅に基づいて、異なる程度で変化し得る。この起動の変化程度はレンズアセンブリ９６５とイメージセンサ９１５との間の距離を変化させることができるため、イメージセンサ９１５上における光の合焦を正確に制御する。もちろん、小型撮像モジュールのこれらの細部は例示に過ぎず、本発明はこれらに限定されない。
【００２７】
図１５は本発明の一実施例である１つの小型撮像モジュール１７０のアセンブリ分解模式図である。コイル部材１７１は複数の単一コイル１７２を含んでよい。１つの特定の実施において、コイル部材１７１は４つのコイル１７２を含んでよく、それらを単一の平板上に装着でき、４つのコイル１７２は直列に電気接続され、又は少なくとも２つのコイルが並列に電気接続されてよい。小型撮像モジュール１７０は、複数の単一磁石１７４を含んでもよい。例えば、小型撮像モジュール１７０は、４つのコイル１７２に夫々対応する４つの磁石を含んでよいが、ただし、本発明はこれに限定されない。
【００２８】
図１６は本発明の他の一実施例である１つの小型撮像モジュール１７５のアセンブリ分解模式図である。磁石１７７はバネアセンブリ１７８とレンズアセンブリ１７６との間に配置される。また、１つ又は複数のコイル１７９はバネアセンブリ１７８とイメージセンサ１７３との間に配置される。例えば、このような配置を図１に示す実施例と比較することができる。磁石１７７はレンズアセンブリ１７６上に配置されてよい。通電されると、磁石１７７の下方のコイル１７９を流れる電流によって生じる磁場は磁石１７７と相互作用し、レンズアセンブリ１７６と磁石１７７とを光軸に沿って移動させるある作用力を生じることができる。もう１つの構造内において、コイル１７９は磁石１７７の上方に配置されてよいが、ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００２９】
図１７は本発明の他の一実施例である１つの小型撮像モジュール１８０のアセンブリ分解模式図である。１つ又は複数のコイル１８４は、レンズアセンブリの表面１８２上に装着され、及び／又はレンズアセンブリの表面１８２上に直接にカバーしてよいが、ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００３０】
図１８は本発明の他の一実施例である１つの小型撮像モジュール１８５のアセンブリ分解模式図である。このモジュールはコイル１８７、及び／又は磁石を代替するコイル１８９を含んでよく、これらは上記の他の実施例に含まれてもよい。
【００３１】
上記の記述に対して無数の変更を行うことが可能であり、例示と図面は１つ又は複数の特定の実施を記述するためのものに過ぎないことは当分野の技術者に認識されている。
【００３２】
模範された実施例は既に記述されたが、本発明の範囲から逸脱せずに、これらに対して種々の他の修正及び等価物の代替を行うことができることは当分野の技術者に理解されている。また、ここで述べられる中心概念から逸脱せずに、多くの修正を行い、本発明の趣旨に適応させるように１つの特定の状況を調製することができる。従って、本発明はここで披露した特定の実施例に限定されないが、本発明は添付する請求の範囲内に属する全ての実施例及びその等価物も含むことができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話及び／又は個人情報端末（ＰＤＡ）のような多くの携帯式電子装置は、小型カメラモジュールを含んでいる。このモジュールは、１つのイメージセンサ、１つの撮像レンズアセンブリ及び／又は１つのアクチュエータを含むことで、撮像レンズアセンブリの、イメージセンサに関する位置を調整することができる。デザイナがより薄く、より小型及び／又はより軽便な携帯式電子装置を目指す際、小型カメラモジュールの製造者は、装置中の限られた空間に合わせるように、より小型なカメラモジュールを提供する必要があるというチャレンジに直面することになる。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
以下の記述を参照し、非限定的及び非包括的な実施例を記述し、特別な説明がない限り、本明細書の全文を通じて同じ参照番号は同じ部材を示す。
【図１】本発明の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【図２】本発明の一実施例である１つの小型撮像モジュールの組立図である。
【図３】本発明の一実施例である１つのバネの模式図である。
【図４】本発明の一実施例である１つのバネの平面図である。
【図５】本発明の一実施例である１つのコイルの模式図である。
【図６】本発明の一実施例である１つのコイルの平面図である。
【図７】本発明の一実施例である１つのコイル−バネアセンブリの平面図である。
【図８】本発明の他の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【図９】本発明の一実施例である１つの小型撮像モジュールの側面図である。
【図１０】本発明の一実施例である１つの作動中のアクチュエータの部分拡大模式図である。
【図１１】本発明の一実施例である１つの未作動のアクチュエータの部分拡大模式図である。
【図１２】本発明の他の一実施例である１つの小型撮像モジュールの側面図である。
【図１３】本発明の一実施例である１つの作動中のアクチュエータの部分拡大模式図である。
【図１４】本発明の一実施例である１つの未作動のアクチュエータの部分拡大模式図である。
【図１５】本発明の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【図１６】本発明の他の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【図１７】本発明の他の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【図１８】本発明の他の一実施例である小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
以下の詳細な記述において、本発明を完全に理解するために、多くの具体的な詳細を論述した。ただし、これらの具体的な詳細がなくても本発明を実施できることは、当分野の技術者に理解されるところである。なお、本発明と混同しないように、当分野の技術者にとって既知の方法、装置又はシステムは詳細に記述されない。
【０００５】
明細書において、「一実施例」とは、本発明の少なくとも１つの実施例に含まれ、１つの特定の実施例と関連して記述された特別な特徴、構造又は特性のことである。そのため、明細書の違う部分で記載の「一実施例において」は必ずしも同一実施例又は記述されたいずれかの特定の実施例を指すことに限定されない。また、１つ又は複数の実施例において種々の方法で記述された特別な特徴、構造又は特性を合併できることは理解される。通常、当然、あれこれの問題点は特定的に使用された前後の文章によって異なってくるかもしれない。そのため、前後の文章における具体的な記述及びこれらの用語の使用は、前後の文章からの推論を理解することに有用である。
【０００６】
同様に、ここで使用された「及び」、「及び／又は」及び「又は」は、様々な意味を含み、これらは同様に、少なくとも部分的にこれらの用語を使用した前後の文章によって決まる。通常、もし「又は」及び「及び／又は」はリストを関連させるために用いられるとし、例えば、Ａ、Ｂ又はＣは、Ａ、Ｂ及びＣという包含的な意味であってもよく、Ａ、Ｂ又はＣという排他的な含意であってもよい。また、ここで使用される「１つ又は複数」は如何なる単独な特徴、構造もしくは特性を記述するためにも、又は、特徴、構造もしくは特性の幾つかの組み合わせを記述するためにも用いられてよい。ただし、これはただ１つの記述例であって、権利の請求する主題はこの例に限定されないことを注意すべきである。
【０００７】
ここで記述した実施例は１つの小型撮像モジュールを含み、該小型撮像モジュールは１つの装置及び／又は１つの方法プロセスを提供することによって、撮像レンズ及びイメージセンサとの間の距離を調整し、そのうち、小型モジュールのフットプリント（footprint）はイメージセンサのフットプリントとほとんど同じであり得る。言い換えると、小型撮像モジュールの平面視面積はイメージセンサの平面視面積に近く、又はイメージセンサの平面視面積より小さい。このような小型撮像モジュールは、より薄型、小型及び／又は軽便な、例えば、小型カメラのような電子装置内にこのようなモジュールを整合させることができるというメリットをデザイナに提供する。
【０００８】
これらの実施例を記述するために使用される時、用語「〜上に」、「〜下に」及び「〜側に」はこの小型撮像モジュールの光軸に対する位置を記述する。特に、「〜上に」及び「〜下に」は光軸に沿う位置を指し、その内の「〜上に」は１つの部品の一方側を指し、「〜下に」は部品の他方側を指す。「〜上に」及び「〜下に」に対して、「〜側に」は１つの部品の側面を指し、該側面は光軸から離され、例えば、レンズの外囲部である。
【０００９】
１つの特定の実施例において、このようなフットプリント（footprint）は１つのアクチュエータをレンズアセンブリの横側に配置することではなく、１つのアクチュエータをレンズアセンブリの上方及び／又は下方に配置することによって達成できる。例えば、１つの特定の実施例において、小型カメラモジュールのような１つの小型撮像モジュールの構造は、オートフォーカス及び／又はその他の撮像機能を提供することができ、そのうち、アクチュエータは撮像レンズの上方及び／又は下方に配置される。このアクチュエータの平面視面積はこの小型カメラモジュールのイメージセンサの平面視面積に近く、又はこの小型カメラモジュールのイメージセンサの平面視面積より小さい。これに対して、例えば、小型カメラモジュールのアクチュエータを撮像レンズの一方側に置くと、比較的大きい撮像モジュールサイズが得られる。このような比較的大きい外観サイズによれば、小型カメラモジュールのフットプリントはそのイメージセンサのフットプリントより明らかに大きいこととなる。一実施において、レンズアセンブリに磁力を付与させるように、このアクチュエータは磁石とコイルとを含んでよい。この磁石は、平坦又は平面状であってよく、例えば、平面円盤の形状である。磁石は永久磁石又は電磁場の発生器であってよく、例えば、コイルである。このコイルは、巻き線コイル、プリントコイル及び／又はある基板上の電気めっきコイルであってよい。レンズアセンブリに回復力を付与させるように、小型撮像モジュールは１つのバネを含んでよい。
【００１０】
他の実施例において、小型撮像モジュールは１つのアクチュエータを含んでよく、該アクチュエータは１つのコイルを有し、コイルは充電されると、レンズアセンブリと共に移動する。他の構造において、小型撮像モジュールは１つのアクチュエータを含んでよく、該アクチュエータは１つのコイルと１つの磁石とを有し、その内、コイルが充電されると、磁石はレンズアセンブリと共に移動できる。
【００１１】
１つの特定の実施において、このアクチュエータは、１つの平面に配置され得る４つの磁石を含んでよい。もう１つの特定の実施において、このアクチュエータは１つの平面に配置され得る４つのコイルを含んでよい。これらの４つのコイルは直列に電気接続され、又は少なくともそのうちの２つのコイルは並列に電気接続される。もう１つの特定の実施において、これらの４つのコイルは小型撮像モジュールのレンズアセンブリ上に配置されてよい。
【００１２】
他の一実施例において、小型撮像モジュールは１つのアクチュエータを含んでよく、該アクチュエータは電磁力を生じさせるように、少なくとも２組のコイルを含み、そのうち各組のコイルは平行する２つの平面に位置する。１つの特定の実施において、これら２組のコイルをその磁極方向が小型撮像モジュールのレンズアセンブリの光軸に平行となるように配置させることができる。もう１つの特定の実施において、２組のコイルが充電される時、そのうちの１組のコイルはレンズアセンブリと共に移動することができる。もちろん、小型撮像モジュールのこれらの詳細は一例に過ぎず、本発明の請求範囲の主題はこれらに限定されない。
【００１３】
一実施例において、１つ又は複数のレンズを含むレンズアセンブリをアクチュエータの一部分に装着し、且つイメージセンサを配置してレンズアセンブリからの光を受け取ることによって、１つの小型撮像モジュールが得られ、その内、アクチュエータはイメージセンサとレンズアセンブリとの間に位置する１つの板バネ（leaf spring）を含んでよい。一実施において、この小型撮像モジュールは１つのレンズアセンブリと、レンズアセンブリの位置を調整するための少なくとも１つのアクチュエータと、１つのイメージセンサとを含んでよく、その内アクチュエータの少なくとも一部分はレンズアセンブリとイメージセンサとの間に配置されてよい。例えば、アクチュエータはレンズアセンブリとイメージセンサとの間に配置される１つの板バネを含んでよい。１つの特定の実施において、このアクチュエータはレンズアセンブリとイメージセンサとの間に配置される１つ磁石と１つのコイルとを含んでよい。例えば、このアクチュエータはイメージセンサ上に装着され、及び／又はレンズアセンブリはアクチュエータ上に装着されてよい。もう１つの特定の実施において、このアクチュエータはレンズアセンブリの上方に配置される１つの磁石及び１つのコイルを含んでよく、板バネはレンズアセンブリの下方に配置される。いずれか１つの実施においても、このアクチュエータはレンズアセンブリを縦方向に駆動させることでイメージセンサに対するレンズアセンブリの位置を調整できる。例えばここで使用された「縦方向に」は小型撮像モジュールの光軸にほぼ平行である方向を指し、「横方向に」は小型撮像モジュールの光軸にほぼ垂直である方向を指す。もちろん、小型撮像モジュールのこれらの詳細は例示に過ぎず、本発明の請求範囲の主題はこれらに限定されない。
【００１４】
アクチュエータはレンズアセンブリの運動を比較的正確に制御できるため、フォーカスのような種々の撮像機能によって画像の質を改善することができる。このような小型モジュールのメリットは、そのフットプリントがイメージセンサのフットプリントに近く、又はイメージセンサのフットプリントより小さいことである。また、適宜に設計された１つのアクチュエータを含むこのような小型モジュールは、バッチ製造に好適である。バッチプロセスはウエハレベルプロセスにおいて起こり得る。このようなプロセスは比較的高い製造効率をもたらすことができ、小型モジュールがズーム機能を備えるため、カメラの製造コストが低減される。
【００１５】
図１は本発明の一実施例である１つの小型撮像モジュールのアセンブリ分解模式図である。この撮像モジュールはボールグリッドアレイ界面１１５（ball grid array interface）を有するイメージセンサ１１０を含むが、種類の異なる多くの電気接続を含んでよい。イメージセンサ１１０は１つの有効撮像領域１１７を含んでよく、有効撮像領域１１７は、例えば１つの電荷結合素子（ＣＣＤ）、及び／又は、１つ又は複数の相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）素子を含むが、これらは一例に過ぎない。
【００１６】
一実施例において、撮像モジュール１００は１つのレンズアセンブリ１６０を更に含み、イメージセンサ１１０の有効撮像領域１１７上に１つの画像を提供するように、レンズアセンブリ１６０は１つ又は複数のレンズを含んでよい。この画像は可視波長だけではなく、赤外線波長及び／又は紫外線波長を含んでもよい。そのため、この画像は有効撮像領域１１７上に合焦され、アクチュエータ１３５は、レンズアセンブリ１６０の、イメージセンサ１１０に対する位置を調整できる。１つの特定の実施において、アクチュエータ１３５はレンズアセンブリ１６０の少なくとも一部分の縦方向での、イメージセンサ１１０に対する位置を調整できる。上述のように、このレンズアセンブリは１つ又は複数のレンズを含んでよいため、１つ又は複数のレンズの縦方向での位置を１組として調整できる。１つの特定の実施において、アクチュエータ１３５は、１つの磁石１３０、１つの板バネ１４０及び／又は１つのコイル１５０を含んでよい。撮像モジュール１００は、アクチュエータ１３５とイメージセンサ１１０との間に位置するスペーサー１２０を更に含んでもよい。本実施例におけるアクチュエータ１３５は、その全ての部品がレンズアセンブリ１６０の下方に配置されるように記述されているが、他の一実施例において、例えば以下の詳細記述のように、アクチュエータの部品はレンズアセンブリの上方及び／又は下方に配置されてよい。
【００１７】
図２は本発明の一実施例である１つの小型撮像モジュール２００の組立図であり、このモジュールは図１に示す小型撮像モジュール１００を含んでよい。例えば、小型撮像モジュール１００の部品をカバーするように、小型撮像モジュール２００は１つのケーシング２２０を含んでよい。このケーシングはイメージセンサ１１０上に装着されてよく、小型撮像モジュール２００と、制御回路のような１つ又は複数のシステム部品（図に未表示）との間に電気接続されるように、イメージセンサ１１０はボールグリッドアレイ２１０を含んでよい。
【００１８】
図３は本発明の一実施例であるバネ３００の模式図であり、図４はバネ３００の平面図である。このバネは１つの板バネであってよく、例えば図１に示す板バネ１４０である。一実施において、バネ３００は、１つの中央部分３３０及びアーム部分３２０を含んでよく、これらは１つのバネとして適合して移動し、又は屈曲する。例えば、中央部分３３０とアーム部分３２０とは平衡位置から離れると、中央部分３３０とアーム部分３２０とは回復力を付与できる。固定部分３１０はバネ３００の外囲部分を含んでよく、該外囲部分は小型撮像モジュールの１つ又は複数の部品上に固着される。例えば、中央部分３３０とアーム部分３２０とはバネのように屈曲できるが、固定部分３１０は相対的に固定されたある位置に保持される。光が光軸に沿ってバネ３００を通過するように、バネ３００は更に１つの穴３４０を含んでもよい。もちろん、バネ３００のこれらの詳細は例示に過ぎず、本発明はこれらに限定されない。
【００１９】
図５は本発明の一実施例であるコイル５００の模式図であり、図６はコイル５００の平面図である。このコイルは図１に示すコイル１５０を含んでよい。一実施において、図１に示すレンズアセンブリ１６０のようなレンズアセンブリは、コイル５００上に装着されてよく、コイル５００は基板５１０上に装着される導電体５２０を含む。導電体５２０は基板５１０の１つ又は複数の層上の複数のワイヤループであってよい。導電体ループ５２０を流れる電流によって１つの磁場が生じ、図１に示す磁石１３０のような磁石にある作用力が生じる。この場合、バネ１４０はある回復力を付与してこの磁気作用力を相殺でき、これによってレンズアセンブリ１６０の縦方向での、イメージセンサ１１０に関する位置を調整する１つのメカニズムを提供する。光が光軸に沿ってコイル５００を通過するように、コイル５００は１つの穴５３０を更に含んでもよい。もちろん、コイル５００のこれらの詳細は例示に過ぎず、本発明はこれらに限定されない。
【００２０】
一実施例において、バネ及びコイルは１つの部品に結合することができ、図７はこのコイル−バネ部品７００を例示する平面図である。この結合部品のバネ部分はコイル部分に電流を供給できる。例えば、この結合部品は１つのコイル７１０及び１つの電極７２０を含んでよく、外部電源（図に未表示）からコイル７１０に電流を伝導させるように該バネ部品は１つの板バネであってもよい。部分７３０と７４０とは接続領域を示し、そのうち電流は導電体７２０からコイル７１０に伝導することができ、その逆も同様である。
【００２１】
図８は本発明の一実施例の、コイル−バネ部品７００を含む１つの小型撮像モジュール８００のアセンブリ分解模式図である。この撮像モジュールは１つのイメージセンサ８１０を含んでよく、該イメージセンサ８１０は図１に示すイメージセンサ１１０に類似してよい。撮像モジュール８００は１つのレンズアセンブリ８６０を更に含んでよく、イメージセンサ８１０の有効撮像領域上（図に未表示）に画像を提供するように、レンズアセンブリ８６０は１つ又は複数のレンズユニットを含んでよい。この画像は可視波長だけではなく、赤外線波長及び／又は紫外線波長を含んでもよい。そのため、この画像はイメージセンサ８１０上に合焦され、アクチュエータ８３５はレンズアセンブリ８６０の縦方向での、イメージセンサ８１０に関する位置を調整できる。言い換えると、アクチュエータ８３５はレンズアセンブリ８６０とイメージセンサ８１０との間の距離を調整することによって焦点距離を調整できる。このレンズアセンブリは１つ又は複数のレンズを含んでよいため、１つ又は複数のレンズの縦方向での位置を調整できる。１つの特定の実施において、アクチュエータ８３５は磁石８３０、バネ−導電体８４０及び／又はコイル８５０を含んでよい。上述のように、バネ−導電体８４０及びコイル８５０は、図７に示すコイル−バネ部品７００のような単一部品であってよい。この単一部品において、バネ−導電体８４０はコイル８５０に電流を供給することができる。撮像モジュール８００は、アクチュエータ８３５とイメージセンサ８１０との間に位置する１つのスペーサー８２０を含んでもよい。コイル８５０はレンズアセンブリ８６０に配置される。通電されると、コイル８５０を流れる電流によって生じる磁場と、コイル８５０の下に配置する磁石８３０との相互作用は、レンズアセンブリ８６０とコイル８５０とを光軸に沿って移動させるある作用力を付与できる。もう１つの構造において、磁石８３０はコイル８５０の上方に配置されている。もちろん、小型撮像モジュールのこれらの詳細は例示に過ぎず、ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００２２】
図９は本発明の一実施例における小型撮像モジュール９００の側面図である。該撮像モジュールは１つのイメージセンサ９１０を含んでよく、イメージセンサ９１０は図１に示すイメージセンサ１１０に類似してよい。撮像モジュール９００は１つのレンズアセンブリ９６０を含んでもよく、イメージセンサ９１０の有効撮像領域（図に未表示）に１つの画像を提供するように、レンズアセンブリ９６０は１つ又は複数のレンズユニット９７０を含んでよい。上述のように、この画像は可視波長だけではなく、赤外線波長及び／又は紫外線波長を含んでもよい。そのため、この画像はイメージセンサ９１０上に合焦され、アクチュエータはレンズアセンブリ９６０の、イメージセンサ９１０に関する位置を調整できる。この方向は矢印９８０によって示されている。このアクチュエータは、レンズアセンブリ９６０の下に配置され、磁石９３０、板バネ９４０及びコイル９５０を含んでよい。このレンズアセンブリは以下の詳細な記述のように、１つ又は複数のレンズを含んでよいため、１つ又は複数のレンズの縦方向での位置が調整される。１つの特定の実施において、小型撮像モジュール９００は磁石９３０とイメージセンサ９１０との間に位置するスペーサー９２０を更に含む。１つ又は複数の外部部品（図に未表示）に電気接続されるように、イメージセンサ９１０はボールグリッドアレイ９１２を含んでよい。
【００２３】
部分９９０は小型撮像モジュール９００の１つの部位についての表示であり、該部位はアクチュエータの操作に対応して構造が変わり得る。部分９９０の例示構造は図１０と図１１に詳細に示されている。明瞭に記述するために、スペーサー９２０は図１０と図１１内に表示されない。図１０に示すように、電流がコイル９５０を流れると、このアクチュエータは起動される。この電流は１つの磁場を生じさせて、磁石９３０に対するある斥力を生じさせることができる。従って、コイル９５０上に装着されたレンズアセンブリ９６０は移動して、更に磁石９３０から離れることができ、矢印９８０により示される方向に沿って、レンズアセンブリ９６０とイメージセンサ９１０との間の距離を増大させる。同時に、コイル９５０にある回復力を加えるように、板バネ９４０はコイル９５０上に配置されてよい。
【００２４】
図１１において、電流がコイル９５０を流れていない時、このアクチュエータは起動しない。電流がなければ、磁石９３０に対する斥力を生じさせる磁場が存在しない。そのため、コイル９５０上に装着されたレンズアセンブリ９６０は依然として磁石９３０に近接し、レンズアセンブリ９６０とイメージセンサ９１０との間の距離を維持する。この例示は起動中の又は未起動のアクチュエータのみに限定する。又は、アクチュエータの起動する程度は、少なくとも部分的にコイル９５内に流れる電流の変化振幅に基づいて変化する。この起動程度の変化はレンズアセンブリ９６０とイメージセンサ９１０との間の距離を変化させることができるため、イメージセンサ９１０への光の合焦を正確に制御できる。例えば、レンズアセンブリ９６０とイメージセンサ９１０との間の距離は少なくとも部分的に磁場によって決められてよく、レンズアセンブリの光軸に沿ってこの距離を測定することができる。もちろん、小型撮像モジュールのこれらの詳細は例示に過ぎず、本発明はこれらに限定されない。
【００２５】
図１２は本発明の一実施例である小型撮像モジュール９０５の側面図である。この撮像モジュールは１つのイメージセンサ９１５を含んでよく、イメージセンサ９１５は図９に示すイメージセンサ９１０に類似してよい。撮像モジュール９０５は１つのレンズアセンブリ９６５を更に含んでよく、イメージセンサ９１５の有効撮像領域（図に未表示）に画像を提供するように、レンズアセンブリ９６５は１つ又は複数のレンズユニット９７５を含んでよい。１つの特定の実施において、レンズアセンブリ９６５は少なくとも１つのレンズ９７７を含んでよく、レンズアセンブリ９６５は、磁石９３５とコイル９５５のようないずれかのアクチュエータ部品の位置をも越えて延伸できる。磁石９３５は磁石支持ユニット９３６によって支持されてよい。そのため、この画像はイメージセンサ９１５上に合焦され、アクチュエータはレンズアセンブリ９６５の、イメージセンサ９１５に関する位置を調整できる。方向は矢印９８５によって表示される。レンズアセンブリ９６５の下に配置されるこの部分のアクチュエータは１つの板バネ９４５を含んでよいが、レンズアセンブリ９６５の少なくとも一部分の上に配置される他の部分のアクチュエータは磁石９３５とコイル９５５とを含んでよい。レンズアセンブリは１つ又は複数のレンズを含んでよく、且つ１つ又は複数のレンズの縦方向での位置を１組としてアクチュエータによって調整できる。１つの特定の実施において、小型撮像モジュール９０５は板バネ９４５とイメージセンサ９１５との間に配置される１つのスペーサー９２５を更に含んでよい。１つ又は複数の外部部品（図に未表示）に電気接続されるように、イメージセンサ９１５はボールグリッドアレイ９１４を含んでよい。
【００２６】
部分９９５は小型撮像モジュール９０５の１つの部位を表示し、該部位はアクチュエータの動きに対応して構造が変わり得る。部分９９５の例示構造は図１３と図１４に詳細に示されている。１つの特定の実施において、電流がコイル９５５を流れて進行すると、アクチュエータを起動できる。この電流は１つの磁場を生じさせ、磁石９３５に対するある斥力を生じさせることができる。従って、コイル９５５の下に装着されたレンズアセンブリ９６５が移動して、更に磁石９３５を離れることができ、矢印９８８により示される方向に沿ってレンズアセンブリ９６５とイメージセンサ９１５との間の距離を減少させる。同時に、板バネ９４５がレンズアセンブリ９６５の底部に配置されることで、レンズアセンブリ９６５にある上向きの回復力が生じる。もう１つの特定の実施において、アクチュエータはコイル９５５を流れる電流によって起動され、磁石９３５に対するある引力を生じさせることができる。そのため、コイル９５５の下に装着されたレンズアセンブリ９６５は磁石９３５に向かって移動でき、矢印９８８により示される方向に沿ってレンズアセンブリ９６５とイメージセンサ９１５との間の距離を減少させる。もう１つの特定の実施において、電流がコイル９５５を流れていないと、アクチュエータは起動されない。電流がない時、コイル９５５は磁石９３０に対する如何なる斥力又は引力が生じない。従って、コイル９５５の下に装着されたレンズアセンブリ９６５は依然として磁石９３５に近接し、レンズアセンブリ９６５とイメージセンサ９１５との間の距離を維持する。この例示は、起動中の、又は未起動のアクチュエータのみに限定する。又は、アクチュエータの起動は少なくとも部分的にコイル９５５内に流れる電流の変化振幅に基づいて、異なる程度で変化し得る。この起動の変化程度はレンズアセンブリ９６５とイメージセンサ９１５との間の距離を変化させることができるため、イメージセンサ９１５上における光の合焦を正確に制御する。もちろん、小型撮像モジュールのこれらの細部は例示に過ぎず、本発明はこれらに限定されない。
【００２７】
図１５は本発明の一実施例である１つの小型撮像モジュール１７０のアセンブリ分解模式図である。コイル部材１７１は複数の単一コイル１７２を含んでよい。１つの特定の実施において、コイル部材１７１は４つのコイル１７２を含んでよく、それらを単一の平板上に装着でき、４つのコイル１７２は直列に電気接続され、又は少なくとも２つのコイルが並列に電気接続されてよい。小型撮像モジュール１７０は、複数の単一磁石１７４を含んでもよい。例えば、小型撮像モジュール１７０は、４つのコイル１７２に夫々対応する４つの磁石を含んでよいが、ただし、本発明はこれに限定されない。
【００２８】
図１６は本発明の他の一実施例である１つの小型撮像モジュール１７５のアセンブリ分解模式図である。磁石１７７はバネアセンブリ１７８とレンズアセンブリ１７６との間に配置される。また、１つ又は複数のコイル１７９はバネアセンブリ１７８とイメージセンサ１７３との間に配置される。例えば、このような配置を図１に示す実施例と比較することができる。磁石１７７はレンズアセンブリ１７６上に配置されてよい。通電されると、磁石１７７の下方のコイル１７９を流れる電流によって生じる磁場は磁石１７７と相互作用し、レンズアセンブリ１７６と磁石１７７とを光軸に沿って移動させるある作用力を生じることができる。もう１つの構造内において、コイル１７９は磁石１７７の上方に配置されてよいが、ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００２９】
図１７は本発明の他の一実施例である１つの小型撮像モジュール１８０のアセンブリ分解模式図である。１つ又は複数のコイル１８４は、レンズアセンブリの表面１８２上に装着され、及び／又はレンズアセンブリの表面１８２上に直接にカバーしてよいが、ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００３０】
図１８は本発明の他の一実施例である１つの小型撮像モジュール１８５のアセンブリ分解模式図である。このモジュールはコイル１８７、及び／又は磁石を代替するコイル１８９を含んでよく、これらは上記の他の実施例に含まれてもよい。
【００３１】
上記の記述に対して無数の変更を行うことが可能であり、例示と図面は１つ又は複数の特定の実施を記述するためのものに過ぎないことは当分野の技術者に認識されている。
【００３２】
模範された実施例は既に記述されたが、本発明の範囲から逸脱せずに、これらに対して種々の他の修正及び等価物の代替を行うことができることは当分野の技術者に理解されている。また、ここで述べられる中心概念から逸脱せずに、多くの修正を行い、本発明の趣旨に適応させるように１つの特定の状況を調製することができる。従って、本発明はここで披露した特定の実施例に限定されないが、本発明は添付する請求の範囲内に属する全ての実施例及びその等価物も含むことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のレンズを含む１つのレンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリから光を受け取る１つのイメージセンサと、
前記レンズアセンブリの位置を調整するための１つのアクチュエータと
を含み、
前記アクチュエータは、電磁力を生じさせるように少なくとも1つの磁石と少なくとも1つのコイルとを含み、前記アクチュエータの少なくとも一部分が前記レンズアセンブリと前記イメージセンサとの間に配置され、前記アクチュエータが前記イメージセンサ上に装着され、前記アクチュエータの平面視面積は前記イメージセンサの平面視面積以下であり、前記コイルの磁極方向と前記磁石の磁極方向とは前記レンズアセンブリの光軸に平行である、装置。
【請求項２】
少なくとも1つのバネを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コイルが通電されると、前記コイルは前記レンズアセンブリと共に移動できる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記コイルが通電されると、前記磁石は前記レンズアセンブリと共に移動できる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記磁石は４つの磁石を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記コイルは４つのコイルを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記４つのコイルは直列に電気接続される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記４つのコイルのうち、少なくとも２つのコイルは並列に電気接続される、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記コイルは前記レンズアセンブリ上に位置する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記磁石は１つのコイルを含み、又はコイルによって代替される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記コイルが通電されると、前記コイルは前記レンズアセンブリと共に移動できる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記バネ及び前記コイルは単一アセンブリに形成可能であって、該単一アセンブリは１つのコイル部分と１つのバネ部分とを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項１３】
前記バネ部分は前記コイル部分に電流を供給するようにされる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記レンズアセンブリと前記イメージセンサとの間の距離は調整可能であって、少なくとも部分的に前記電磁力に対応し、前記距離は前記レンズアセンブリの光軸に沿って測定可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記レンズアセンブリの少なくとも一部分は、前記磁石と前記バネとの間に配置され、且つ前記コイルと前記バネとの間に配置される、請求項２に記載の装置。
【請求項１６】
前記コイルと前記バネとは前記レンズアセンブリの少なくとも一部分によって隔離される、請求項２に記載の装置。
【請求項１７】
前記磁石と前記イメージセンサとの間の距離は調整可能であって、少なくとも部分的に前記電磁力に対応し、前記距離は前記レンズアセンブリの光軸に沿って測定可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記イメージセンサは１つの電荷結合素子（ＣＣＤ）又は１つの相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）素子を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記コイルは前記レンズアセンブリに配置される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
電磁力を生じさせるように少なくとも１つの磁石と少なくとも１つのコイルとを含むアクチュエータの一部分に、１以上のレンズを含む１つのレンズアセンブリを装着することと、
前記レンズアセンブリから光を受け取るように１つのイメージセンサを固定することと、
前記アクチュエータを前記イメージセンサに装着することと
を含み、
前記アクチュエータの平面視面積は前記イメージセンサの平面視面積以下であり、前記コイルの磁極方向と前記磁石の磁極方向とは前記レンズアセンブリの光軸に平行である、方法。
【請求項２１】
少なくとも１つのバネを前記イメージセンサに装着することを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも１つのバネを前記レンズアセンブリに装着することを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記コイルを前記レンズアセンブリに配置することを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記コイルが通電されると、前記コイルは前記レンズアセンブリと共に移動できる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記コイルが通電されると、前記磁石は前記レンズアセンブリと共に移動できる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記バネ及び前記コイルは単一アセンブリに形成可能であって、該単一アセンブリは１つのコイル部分と１つのバネ部分とを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記バネ部分を介して前記コイル部分に電流を供給することを更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記レンズアセンブリと前記イメージセンサとの間の距離は調整可能であって、少なくとも部分的に前記電磁力に対応し、前記距離は前記レンズアセンブリの光軸に沿って測定可能である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記レンズアセンブリを前記磁石と前記バネとの間に装着し、且つ前記コイルと前記バネとの間に装着することを更に含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項１】
１以上のレンズを含む１つのレンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリから光を受け取る１つのイメージセンサと、
前記レンズアセンブリの位置を調整するための１つのアクチュエータと
を含み、
前記アクチュエータは、電磁力を生じさせるように少なくとも1つの磁石と少なくとも1つのコイルとを含み、前記アクチュエータの少なくとも一部分が前記レンズアセンブリと前記イメージセンサとの間に配置され、前記アクチュエータが前記イメージセンサ上に装着され、前記アクチュエータの平面視面積は前記イメージセンサの平面視面積以下であり、前記コイルの磁極方向と前記磁石の磁極方向とは前記レンズアセンブリの光軸に平行である、装置。
【請求項２】
少なくとも1つのバネを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コイルが通電されると、前記コイルは前記レンズアセンブリと共に移動できる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記コイルが通電されると、前記磁石は前記レンズアセンブリと共に移動できる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記磁石は４つの磁石を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記コイルは４つのコイルを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記４つのコイルは直列に電気接続される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記４つのコイルのうち、少なくとも２つのコイルは並列に電気接続される、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記コイルは前記レンズアセンブリ上に位置する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記磁石は１つのコイルを含み、又はコイルによって代替される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記コイルが通電されると、前記コイルは前記レンズアセンブリと共に移動できる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記バネ及び前記コイルは単一アセンブリに形成可能であって、該単一アセンブリは１つのコイル部分と１つのバネ部分とを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項１３】
前記バネ部分は前記コイル部分に電流を供給するようにされる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記レンズアセンブリと前記イメージセンサとの間の距離は調整可能であって、少なくとも部分的に前記電磁力に対応し、前記距離は前記レンズアセンブリの光軸に沿って測定可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記レンズアセンブリの少なくとも一部分は、前記磁石と前記バネとの間に配置され、且つ前記コイルと前記バネとの間に配置される、請求項２に記載の装置。
【請求項１６】
前記コイルと前記バネとは前記レンズアセンブリの少なくとも一部分によって隔離される、請求項２に記載の装置。
【請求項１７】
前記磁石と前記イメージセンサとの間の距離は調整可能であって、少なくとも部分的に前記電磁力に対応し、前記距離は前記レンズアセンブリの光軸に沿って測定可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記イメージセンサは１つの電荷結合素子（ＣＣＤ）又は１つの相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）素子を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記コイルは前記レンズアセンブリに配置される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
電磁力を生じさせるように少なくとも１つの磁石と少なくとも１つのコイルとを含むアクチュエータの一部分に、１以上のレンズを含む１つのレンズアセンブリを装着することと、
前記レンズアセンブリから光を受け取るように１つのイメージセンサを固定することと、
前記アクチュエータを前記イメージセンサに装着することと
を含み、
前記アクチュエータの平面視面積は前記イメージセンサの平面視面積以下であり、前記コイルの磁極方向と前記磁石の磁極方向とは前記レンズアセンブリの光軸に平行である、方法。
【請求項２１】
少なくとも１つのバネを前記イメージセンサに装着することを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも１つのバネを前記レンズアセンブリに装着することを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記コイルを前記レンズアセンブリに配置することを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記コイルが通電されると、前記コイルは前記レンズアセンブリと共に移動できる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記コイルが通電されると、前記磁石は前記レンズアセンブリと共に移動できる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記バネ及び前記コイルは単一アセンブリに形成可能であって、該単一アセンブリは１つのコイル部分と１つのバネ部分とを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記バネ部分を介して前記コイル部分に電流を供給することを更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記レンズアセンブリと前記イメージセンサとの間の距離は調整可能であって、少なくとも部分的に前記電磁力に対応し、前記距離は前記レンズアセンブリの光軸に沿って測定可能である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記レンズアセンブリを前記磁石と前記バネとの間に装着し、且つ前記コイルと前記バネとの間に装着することを更に含む、請求項２１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公表番号】特表２０１３−５０１２４５（Ｐ２０１３−５０１２４５Ａ）
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２１９２６（Ｐ２０１２−５２１９２６）
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＮ２００９／０７３０２９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１１９２５
【国際公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５１２０２４１２９）ホンコン アプライド サイエンス アンド テクノロジー リサーチ インスティチュート カンパニー リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＮ２００９／０７３０２９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１１９２５
【国際公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５１２０２４１２９）ホンコン アプライド サイエンス アンド テクノロジー リサーチ インスティチュート カンパニー リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
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