(57)【要約】  小型カメラモジュールは、画像センサ端部でフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）及びＦＰＣ延長セグメントに結合され、かつＦＰＣをハウジング上に折り畳む時に、光学トレインの被写体側に配置された１又は２以上の電気接点パッドが、ＭＥＭＳアクチュエータ制御信号をＦＰＣからＭＥＭＳレンズアクチュエータにそこから直接に伝達することができるＦＰＣ延長セグメント上の接点パッドと電気的に結合されるように構成される。【選択図】図１
2015529851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オートフォーカスデジタルカメラモジュールであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内の画像センサと、
前記ハウジング内にあり、前記画像センサに位置合わせされて光路を定め、かつカメラモジュールのオートフォーカス範囲内に配置された前記画像センサ上に被写体をフォーカスさせるために少なくとも１つの可動レンズを前記光路に沿って移動するように構成されたレンズアクチュエータに結合された該少なくとも１つの可動レンズを含む複数のレンズを含む光学トレインと、
カメラモジュールに給電し、かつ前記画像センサによって取り込まれたデジタル画像を含む電子信号を搬送するために前記画像センサに結合されたセンサセグメントを含むフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）と、
を含み、
前記ＦＰＣは、該ＦＰＣがセンサ端部から物体端部までカメラモジュールの周りに折り畳まれた時に、レンズアクチュエータ接点パッドに電気的に結合してレンズアクチュエータ制御信号を搬送するように構成された電気接点パッドを含む延長セグメントを更に含む、
ことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記フレキシブルプリント回路は、カメラモジュールの少なくとも１つの側部を封入する中間セグメントを前記センサセグメントと前記延長セグメントの間に含むことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記延長セグメントは、カメラモジュールの前記センサ端部に結合された前記センサセグメントの反対側のカメラモジュールの物体端部に結合されることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記ハウジングは、外面上に電磁干渉（ＥＭＩ）コーティングを含むことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記オートフォーカス範囲の一端で前記光学トレインの物体端部を少なくとも部分的にそれを通して突出させるほど十分に大きい焦点調節開口をそこに形成し、
光漏出バッフルが、前記光学トレインの前記物体端部の前記オートフォーカス範囲の外側で前記焦点調節開口に部分的に重なる、
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記焦点調節開口よりも小さく、かつ画像を取得するために光がカメラモジュールに入ることを許すバッフル空洞が、前記光漏出バッフルに形成されることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項７】
オートフォーカスデジタルカメラのための小型カメラモジュールであって、
画像を取り込んで伝達するための結像光学系及びデジタル電子機器を収容し、かつ電磁干渉（ＥＭＩ）から電子構成要素を遮断するように構成されたハウジングと、
画像センサと、
前記画像センサと結合かつ位置合わせされた光学トレインであって、被写体を該光学トレインの焦点面に配置された画像センサ上にフォーカスさせるための光路を定めるように構成された光学トレインと、
前記画像センサによって取り込まれたデジタル画像を含む電子信号を搬送するために該画像センサに結合されたフレキシブルプリント回路と、
前記フレキシブルプリント回路に結合された光漏出バッフルであって、前記ＦＰＣを前記ハウジング上に折り畳む時に該光漏出バッフルが前記光学トレインの前記被写体の側に配置され、かつバッフル空洞が前記光路と重なるように前記画像センサから予め決められた距離にバッフル空洞を定める光漏出バッフルと、
を含むことを特徴とする小型カメラモジュール。
【請求項８】
前記ＦＰＣは、該ＦＰＣを前記ハウジング上に折り畳む時に、前記光学トレインの前記被写体側に配置された１又は２以上の電気接点パッドであって、レンズアクチュエータ制御信号を該ＦＰＣからレンズアクチュエータにそこから直接に伝達することができる電気接点パッドが、該ＦＰＣと電気的に結合されるように構成されることを特徴とする請求項７に記載の小型カメラモジュール。
【請求項９】
前記光漏出バッフルは、オートフォーカス範囲の一端で前記光学トレインの物体端部がそれを通って少なくとも部分的に突出することを可能にするように前記ハウジングに定められた焦点調節開口を通って何らかの周辺光が前記カメラに入ることを阻止するように構成されることを特徴とする請求項７に記載の小型カメラモジュール。
【請求項１０】
前記光漏出バッフルは、ＥＭＩ遮断を与える導電材料を含むことを特徴とする請求項７に記載の小型カメラモジュール。
【請求項１１】
前記光漏出バッフルの前記導電材料は、カーボンを含むことを特徴とする請求項１０に記載の小型カメラモジュール。
【請求項１２】
前記ハウジングは、前記オートフォーカス範囲の一端で前記光学トレインの物体端部がそれを通って少なくとも部分的に突出することを可能にするほど十分に大きい焦点調節開口を該ハウジング中に形成しており、
前記光漏出バッフルは、前記光学トレインの前記物体端部の前記オートフォーカス範囲の外側で前記焦点調節開口と部分的に重なる、
ことを特徴とする請求項７に記載の小型カメラモジュール。
【請求項１３】
前記焦点調節開口よりも小さく、かつ画像を取得するために光がカメラモジュールに入ることを可能にするバッフル空洞が、前記光漏出バッフルに形成されることを特徴とする請求項１２に記載の小型カメラモジュール。
【請求項１４】
前記フレキシブルプリント回路は、カメラモジュールの少なくとも１つの側部を封入する中間セグメントをセンサセグメントと延長セグメントの間に含むことを特徴とする請求項７に記載の小型カメラモジュール。
【請求項１５】
オートフォーカスデジタルカメラのための小型カメラモジュールであって、
画像センサと、
前記画像センサと結合かつ位置合わせされ、光学トレインの焦点面に配置された前記画像センサ上に被写体をフォーカスさせるための光路を定めるように構成された少なくとも１つの可動レンズを含む複数のレンズを含む光学トレインと、
前記少なくとも１つの可動レンズに結合され、かつ該少なくとも１つの可動レンズを小型カメラモジュールのオートフォーカス範囲を通して移動するように構成されたＭＥＭＳアクチュエータと、
小型カメラモジュールハウジングであって、該小型カメラモジュールハウジングに収容された前記光学トレイン、ＭＥＭＳアクチュエータ、及び画像センサを電磁干渉（ＥＭＩ）から遮断するように構成された小型カメラモジュールハウジングと、
前記画像センサによって取り込まれたデジタル画像を含む電子信号を搬送するために該画像センサに結合されたフレキシブルプリント回路と、
を含み、
前記ＦＰＣは、延長セグメントを含み、該ＦＰＣを前記ハウジング上に折り畳む時に、前記光学トレインの前記被写体の側に配置された１又は２以上の電気接点パッドが、該ＦＰＣ延長セグメント上の接点パッドと電気的に結合され、ＭＥＭＳアクチュエータ制御信号が該ＦＰＣから前記ＭＥＭＳレンズアクチュエータに該ＦＰＣ延長セグメント上の接点パッドから直接に伝達されるように構成されている、
ことを特徴とする小型カメラモジュール。
【請求項１６】
前記ハウジングは、前記オートフォーカス範囲の一端で前記光学トレインの物体端部がそれを通って少なくとも部分的に突出することを可能にするように構成された予め決められた形状の焦点調節開口を形成し、
前記延長セグメントは、前記光学トレインの前記物体端部の前記オートフォーカス範囲の外側で前記光路の方向に前記焦点調節開口と部分的に重なる光漏出バッフルを含む、
ことを特徴とする請求項１５に記載の小型カメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔優先権の主張〕
本出願は、２０１２年８月１０日出願の「小型スポンジ吸収設計を有するカメラモジュール（ＣＡＭＥＲＡ  ＭＯＤＵＬＥ  ＷＩＴＨ  ＣＯＭＰＡＣＴ  ＳＰＯＮＧＥ  ＡＢＳＯＲＢＩＮＧ  ＤＥＳＩＧＮ）」という名称の米国特許出願第１３／５７１，３９３号、２０１２年８月１０日出願の「ＥＭＩシールドを有するカメラモジュール（ＣＡＭＥＲＡ  ＭＯＤＵＬＥ  ＷＩＴＨ  ＥＭＩ  ＳＨＩＥＬＤ）」という名称の米国特許出願第１３／５７１，３９５号、２０１２年８月１０日出願の「内部導電性トレースを有するオートフォーカスカメラモジュール（ＡＵＴＯ−ＦＯＣＵＳ  ＣＡＭＥＲＡ  ＭＯＤＵＬＥ  ＷＩＴＨ  ＩＮＴＥＲＩＯＲ  ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ  ＴＲＡＣＥ）」という名称の米国特許出願第１３／５７１，３９７号、２０１２年８月１０日出願の「フレキシブルプリント回路延長部を有するオートフォーカスカメラモジュール（ＡＵＴＯ−ＦＯＣＵＳ  ＣＡＭＥＲＡ  ＭＯＤＵＬＥ  ＷＩＴＨ  ＦＬＥＸＩＢＬＥ  ＰＲＩＮＴＥＤ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＥＸＴＥＮＳＩＯＮ）」という名称の米国特許出願第１３／５７１，４０５号を含む４つの同時に出願された一連の特許出願に対する優先権の利益を主張するものである。これらの優先権出願の各々は、これにより引用によって組み込まれる。
【０００２】
本発明は、小型カメラモジュールに関し、特に、効率的、多用途的、かつ耐久的なパッケージ化環境に収容されるオートフォーカス機能及び任意的にズーム機能を有するものに関する。
【背景技術】
【０００３】
カメラモジュールは、２つの主構成要素、すなわち、センサ構成要素と光学トレイン構成要素に比喩的又は実際的に分離することができる。光学トレインの全てのレンズ及び／又は１又は２以上の構成レンズの位置が画像センサの位置に対して固定される場合に、得られる電子カメラは、固定焦点のものであると言われる。光学系を所定位置に堅固に固定することは、カメラからある一定の距離にある物体しか画像センサ上にフォーカスされないことになることを意味する。固定焦点カメラは、物理的な寸法が小さいこと及びコストに関して利点を有するが、性能は限られる。特に、多くの場合に、６０ｃｍから無限遠までの物体が許容可能な程度に鮮明に現れるように、焦点距離は１．２ｍに設定される。しかし、画像鮮映性は特に良好というわけではなく、カメラに６０ｃｍよりも近い物体は常にぼけることになる。この問題を是正するために、フォーカスをより近い距離の場所に設定することは可能であるが、これは、遠距離の物体の鮮映性が代償として低下することを意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第１３／５７１，３９３号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１３／５７１，３９５号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１３／５７１，３９７号明細書
【特許文献４】米国特許出願第１３／５７１，４０５号明細書
【特許文献５】米国特許出願第６１／６０９，２９３号明細書
【特許文献６】米国再発行特許第ＲＥ４２，８９８号明細書
【特許文献７】米国特許出願第２００９／０１１５８８５号明細書
【特許文献８】米国特許出願第２００９／０２２５１７１号明細書
【特許文献９】米国特許出願第２０１２００６３７６１号明細書
【特許文献１０】米国特許出願第２０１１０２２１９３６号明細書
【特許文献１１】米国特許出願第２０１１０２１６１５８号明細書
【特許文献１２】米国特許出願第２００９０１１５８８５号明細書
【特許文献１３】米国特許出願第２００９０２２５１７１号明細書
【特許文献１４】米国特許出願第１３／４４５，８５７号明細書
【特許文献１５】米国特許出願第６１／６４３，３３１号明細書
【特許文献１６】米国特許第７，２２４，０５６号明細書
【特許文献１７】米国特許第７，６８３，４６８号明細書
【特許文献１８】米国特許第７，９３６，０６２号明細書
【特許文献１９】米国特許第７，９３５，５６８号明細書
【特許文献２０】米国特許第７，９２７，０７０号明細書
【特許文献２１】米国特許第７，８５８，４４５号明細書
【特許文献２２】米国特許第７，８０７，５０８号明細書
【特許文献２３】米国特許第７，５６９，４２４号明細書
【特許文献２４】米国特許第７，４４９，７７９号明細書
【特許文献２５】米国特許第７，４４３，５９７号明細書
【特許文献２６】米国特許第７，７６８，５７４号明細書
【特許文献２７】米国特許第７，５９３，６３６号明細書
【特許文献２８】米国特許第７，５６６，８５３号明細書
【特許文献２９】米国特許第８，００５，２６８号明細書
【特許文献３０】米国特許第８，０１４，６６２号明細書
【特許文献３１】米国特許第８，０９０，２５２号明細書
【特許文献３２】米国特許第８，００４，７８０号明細書
【特許文献３３】米国特許第８，１１９，５１６号明細書
【特許文献３４】米国特許第７，９２０，１６３号明細書
【特許文献３５】米国特許第７，７４７，１５５号明細書
【特許文献３６】米国特許第７，３６８，６９５号明細書
【特許文献３７】米国特許第７，０９５，０５４号明細書
【特許文献３８】米国特許第６，８８８，１６８号明細書
【特許文献３９】米国特許第６，５８３，４４４号明細書
【特許文献４０】米国特許第６，５８３，４４４号明細書
【特許文献４１】米国特許第５，８８２，２２１号明細書
【特許文献４２】米国特許出願第２０１２／００６３７６１号明細書
【特許文献４３】米国特許出願第２０１１／０３１７０１３号明細書
【特許文献４４】米国特許出願第２０１１／０２５５１８２号明細書
【特許文献４５】米国特許出願第２０１１／０２７４４２３号明細書
【特許文献４６】米国特許出願第２０１０／００５３４０７号明細書
【特許文献４７】米国特許出願第２００９／０２１２３８１号明細書
【特許文献４８】米国特許出願第２００９／００２３２４９号明細書
【特許文献４９】米国特許出願第２００８／０２９６，７１７号明細書
【特許文献５０】米国特許出願第２００８／００９９９０７号明細書
【特許文献５１】米国特許出願第２００８／００９９９００号明細書
【特許文献５２】米国特許出願第２００８／００２９８７９号明細書
【特許文献５３】米国特許出願第２００７／０１９０７４７号明細書
【特許文献５４】米国特許出願第２００７／０１９０６９１号明細書
【特許文献５５】米国特許出願第２００７／０１４５５６４号明細書
【特許文献５６】米国特許出願第２００７／０１３８６４４号明細書
【特許文献５７】米国特許出願第２００７／００９６３１２号明細書
【特許文献５８】米国特許出願第２００７／００９６３１１号明細書
【特許文献５９】米国特許出願第２００７／００９６２９５号明細書
【特許文献６０】米国特許出願第２００５／００９５８３５号明細書
【特許文献６１】米国特許出願第２００５／００８７８６１号明細書
【特許文献６２】米国特許出願第２００５／００８５０１６号明細書
【特許文献６３】米国特許出願第２００５／００８２６５４号明細書
【特許文献６４】米国特許出願第２００５／００８２６５３号明細書
【特許文献６５】米国特許出願第２００５／００６７６８８号明細書
【特許文献６６】国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ１２／２４０１８号明細書
【特許文献６７】国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ１２／２５７５８号明細書
【特許文献６８】米国特許出願第６１／６２２，４８０号明細書
【特許文献６９】米国特許出願第２０１１０２３００１３号明細書
【特許文献７０】米国特許出願第２００８０１５７３２３号明細書
【特許文献７１】米国特許出願第６１／６７５，８１２号明細書
【特許文献７２】米国特許出願第１２／２１３，４７２号明細書
【特許文献７３】米国特許出願第１２／２２５，５９１号明細書
【特許文献７４】米国特許出願第１２／２８９，３３９号明細書
【特許文献７５】米国特許出願第１２／７７４，４８６号明細書
【特許文献７６】米国特許出願第１３／０２６，９３６号明細書
【特許文献７７】米国特許出願第１３／０２６，９３７号明細書
【特許文献７８】米国特許出願第１３／０３６，９３８号明細書
【特許文献７９】米国特許出願第１３／０２７，１７５号明細書
【特許文献８０】米国特許出願第１３／０２７，２０３号明細書
【特許文献８１】米国特許出願第１３／０２７，２１９号明細書
【特許文献８２】米国特許出願第１３／０５１，２３３号明細書
【特許文献８３】米国特許出願第１３／１６３，６４８号明細書
【特許文献８４】米国特許出願第１３／２６４，２５１号明細書
【特許文献８５】国際特許出願ＷＯ  ２００７／１１００９７
【特許文献８６】米国特許第６，８７３，３５８号明細書
【特許文献８７】米国特許第８，０５５，０２９号明細書
【特許文献８８】米国特許第７，８５５，７３７号明細書
【特許文献８９】米国特許第７，９９５，８０４号明細書
【特許文献９０】米国特許第７，９７０，１８２号明細書
【特許文献９１】米国特許第７，９１６，８９７号明細書
【特許文献９２】米国特許第８，０８１，２５４号明細書
【特許文献９３】米国特許第７，６２０，２１８号明細書
【特許文献９４】米国特許第７，９９５，８５５号明細書
【特許文献９５】米国特許第７，５５１，８００号明細書
【特許文献９６】米国特許第７，５１５，７４０号明細書
【特許文献９７】米国特許第７，４６０，６９５号明細書
【特許文献９８】米国特許第７，９６５，８７５号明細書
【特許文献９９】米国特許第７，４０３，６４３号明細書
【特許文献１００】米国特許第７，９１６，９７１号明細書
【特許文献１０１】米国特許第７，７７３，１１８号明細書
【特許文献１０２】米国特許第８，０５５，０６７号明細書
【特許文献１０３】米国特許第７，８４４，０７６号明細書
【特許文献１０４】米国特許第７，３１５，６３１号明細書
【特許文献１０５】米国特許第７，７９２，３３５号明細書
【特許文献１０６】米国特許第７，６８０，３４２号明細書
【特許文献１０７】米国特許第７，６９２，６９６号明細書
【特許文献１０８】米国特許第７，５９９，５７７号明細書
【特許文献１０９】米国特許第７，６０６，４１７号明細書
【特許文献１１０】米国特許第７，７４７，５９６号明細書
【特許文献１１１】米国特許第７，５０６，０５７号明細書
【特許文献１１２】米国特許第７，６８５，３４１号明細書
【特許文献１１３】米国特許第７，６９４，０４８号明細書
【特許文献１１４】米国特許第７，７１５，５９７号明細書
【特許文献１１５】米国特許第７，５６５，０３０号明細書
【特許文献１１６】米国特許第７，６３６，４８６号明細書
【特許文献１１７】米国特許第７，６３９，８８８号明細書
【特許文献１１８】米国特許第７，５３６，０３６号明細書
【特許文献１１９】米国特許第７，７３８，０１５号明細書
【特許文献１２０】米国特許第７，５９０，３０５号明細書
【特許文献１２１】米国特許第７，３５２，３９４号明細書
【特許文献１２２】米国特許第７，５６４，９９４号明細書
【特許文献１２３】米国特許第７，３１５，６５８号明細書
【特許文献１２４】米国特許第７，６３０，００６号明細書
【特許文献１２５】米国特許第７，４４０，５９３号明細書
【特許文献１２６】米国特許第７，３１７，８１５号明細書
【特許文献１２７】米国特許第７，２８９，２７８号明細書
【特許文献１２８】米国特許出願第１３／３０６，５６８号明細書
【特許文献１２９】米国特許出願第１３／２８２，４５８号明細書
【特許文献１３０】米国特許出願第１３／２３４，１４９号明細書
【特許文献１３１】米国特許出願第１３／２３４，１４６号明細書
【特許文献１３２】米国特許出願第１３／２３４，１３９号明細書
【特許文献１３３】米国特許出願第１３／２２０，６１２号明細書
【特許文献１３４】米国特許出願第１３／０８４，３４０号明細書
【特許文献１３５】米国特許出願第１３／０７８，９７１号明細書
【特許文献１３６】米国特許出願第１３／０７７，９３６号明細書
【特許文献１３７】米国特許出願第１３／０７７，８９１号明細書
【特許文献１３８】米国特許出願第１３／０３５，９０７号明細書
【特許文献１３９】米国特許出願第１３／０２８，２０３号明細書
【特許文献１４０】米国特許出願第１３／０２０，８０５号明細書
【特許文献１４１】米国特許出願第１２／９５９，３２０号明細書
【特許文献１４２】米国特許出願第１２／９４４，７０１号明細書
【特許文献１４３】米国特許出願第１２／９４４，６６２号明細書
【特許文献１４４】米国特許出願第２０１２００１９６１４号明細書
【特許文献１４５】米国特許出願第２０１２００１９６１３号明細書
【特許文献１４６】米国特許出願第２０１２０００８００２号明細書
【特許文献１４７】米国特許出願第２０１１０２１６１５６号明細書
【特許文献１４８】米国特許出願第２０１１０２０５３８１号明細書
【特許文献１４９】米国特許出願第２０１２０００７９４２号明細書
【特許文献１５０】米国特許出願第２０１１０１４１２２７号明細書
【特許文献１５１】米国特許出願第２０１１０００２５０６号明細書
【特許文献１５２】米国特許出願第２０１１０１０２５５３号明細書
【特許文献１５３】米国特許出願第２０１００３２９５８２号明細書
【特許文献１５４】米国特許出願第２０１１０００７１７４号明細書
【特許文献１５５】米国特許出願第２０１００３２１５３７号明細書
【特許文献１５６】米国特許出願第２０１１０１４１２２６号明細書
【特許文献１５７】米国特許出願第２０１００１４１７８７号明細書
【特許文献１５８】米国特許出願第２０１１００８１０５２号明細書
【特許文献１５９】米国特許出願第２０１０００６６８２２号明細書
【特許文献１６０】米国特許出願第２０１０００２６８３１号明細書
【特許文献１６１】米国特許出願第２００９０３０３３４３号明細書
【特許文献１６２】米国特許出願第２００９０２３８４１９号明細書
【特許文献１６３】米国特許出願第２０１００２７２３６３号明細書
【特許文献１６４】米国特許出願第２００９０１８９９９８号明細書
【特許文献１６５】米国特許出願第２００９０１８９９９７号明細書
【特許文献１６６】米国特許出願第２００９０１９０８０３号明細書
【特許文献１６７】米国特許出願第２００９０１７９９９９号明細書
【特許文献１６８】米国特許出願第２００９０１６７８９３号明細書
【特許文献１６９】米国特許出願第２００９０１７９９９８号明細書
【特許文献１７０】米国特許出願第２００８０３０９７６９号明細書
【特許文献１７１】米国特許出願第２００８０２６６４１９号明細書
【特許文献１７２】米国特許出願第２００８０２２０７５０号明細書
【特許文献１７３】米国特許出願第２００８０２１９５１７号明細書
【特許文献１７４】米国特許出願第２００９０１９６４６６号明細書
【特許文献１７５】米国特許出願第２００９０１２３０６３号明細書
【特許文献１７６】米国特許出願第２００８０１１２５９９号明細書
【特許文献１７７】米国特許出願第２００９００８０７１３号明細書
【特許文献１７８】米国特許出願第２００９００８０７９７号明細書
【特許文献１７９】米国特許出願第２００９００８０７９６号明細書
【特許文献１８０】米国特許出願第２００８０２１９５８１号明細書
【特許文献１８１】米国特許出願第２００９０１１５９１５号明細書
【特許文献１８２】米国特許出願第２００８０３０９７７０号明細書
【特許文献１８３】米国特許出願第２００７０２９６８３３号明細書
【特許文献１８４】米国特許出願第２００７０２６９１０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、効率的、多用途的、かつ耐久的なパッケージ化環境に収容されたオートフォーカス機能及び任意的にズーム機能を有する小型カメラモジュールを有することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態による可動レンズのサブセットとＭＥＭＳアクチュエータとを含むオートフォーカスカメラモジュールの例の概略断面図である。
【図２Ａ】一実施形態による１又は２以上の可動レンズの異なるサブセットとＭＥＭＳアクチュエータとを含むオートフォーカスカメラモジュールの別の例を示す概略図である。
【図２Ｂ】センサ構成要素と交換可能であるように結合及び分離することができる光学トレイン構成要素とを含む２つの主部分構成要素を含むカメラモジュールを示す図である。
【図３】一実施形態による１又は２以上の可動レンズの異なるサブセットとＭＥＭＳアクチュエータとを含むオートフォーカスカメラモジュールの別の例を示す概略図である。
【図４Ａ】一実施形態によるワイヤ結合画像センサ構成を含むオートフォーカスカメラモジュールの例の概略断面図である。
【図４Ｂ】一実施形態によるフリップチップ画像センサ構成を含むオートフォーカスカメラモジュールの例の概略断面図である。
【図５Ａ】一実施形態による銅ピラー相互接続部を有する別のカメラモジュールの概略断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのカメラモジュールの概略平面図である。
【図６Ａ】一実施形態によるある一定の周辺構成要素及び／又は内部構成要素を有するカメラモジュールの略分解組立図である。
【図６Ｂ】一実施形態によるある一定の周辺構成要素及び／又は内部構成要素を有するカメラモジュールの略上面図である。
【図６Ｃ】一実施形態によるある一定の周辺構成要素及び／又は内部構成要素を有するカメラモジュールの概略側面図である。
【図７】電磁干渉（ＥＭＩ）シールド又はＥＭＩハウジングとして機能し、焦点調節開口を通じた封入レンズバレルの移動を可能にするハウジングと、カメラ開口を定めるか又はカメラモジュール開口を境界付けるか又はこの開口を取り囲むか、あるいは望ましい露出光を透過させる一方で第１の開口を通して望ましくない迷光がカメラモジュールに入射すること又はそこから射出することを阻止する光漏出バッフルとを含むカメラモジュールの略分解組立図である。
【図８】図７のＥＭＩハウジング（分解されていない）及び別個の（例示目的で）光漏出バッフルを有するカメラモジュールを示す図である。
【図９】一実施形態によるＥＭＩハウジング及び光漏出バッフルを有するカメラモジュールを示す概略図である。
【図１０Ａ】一実施形態により外面上にＥＭＩコーティングを有するオートフォーカスカメラモジュールのためのＥＭＩハウジングと電子アクチュエータ構成要素を電子パッド又はプリント回路に接続するための内面に沿う導電性トレースとの略上面図である。
【図１０Ｂ】一実施形態により外面上にＥＭＩコーティングを有するオートフォーカスカメラモジュールのためのＥＭＩハウジングと電子アクチュエータ構成要素を電子パッド又はプリント回路に接続するための内面に沿う導電性トレースとの略底面図である。
【図１１Ａ】一実施形態による電子アクチュエータ構成要素を電子パッド又はプリント回路に接続するための導電性トレースをその上に有するブラケット内に少なくとも部分的に囲まれたレンズバレルを含むオートフォーカスカメラモジュールの略斜視図である。
【図１１Ｂ】一実施形態による電子アクチュエータ構成要素を電子パッド又はプリント回路に接続するための導電性トレースをその上に有するブラケット内に少なくとも部分的に囲まれたレンズバレルを含むオートフォーカスカメラモジュールの略分解組立図である。
【図１２】一実施形態により図６Ａ〜図１１のＥＭＩハウジングとカメラモジュールのオートフォーカス光学構成要素との間に配置された複数のスポンジを含む衝撃保護付きカメラモジュール又はスポンジ吸収カメラモジュールの略分解組立図である。
【図１３Ａ】一実施形態によるｘ−ｙ−ｚ圧縮スポンジ吸収カメラモジュールの略組立図である。
【図１３Ｂ】一実施形態によるｘ−ｙ−ｚ圧縮スポンジ吸収カメラモジュールの略部分分解組立図である。
【図１４Ａ】一実施形態によるｘ−ｙ−ｚ圧縮スポンジ吸収カメラモジュールの概略断面図である。
【図１４Ｂ】一実施形態により間隙との組合せで保護弾性を最適化するように設計されたｚ圧縮の前の有利な空きスポンジｚ圧縮間隙及び初期スポンジｚ長を示すスポンジ吸収カメラモジュールの概略図である。
【図１４Ｃ】一実施形態により有利に相乗的なカメラモジュールアーキテクチャに従ってふさがれたスポンジｚ圧縮間隙及び短くなった圧縮スポンジｚ長を示すｚ方向圧縮の後の図１４Ｂのカメラモジュールの概略図である。
【図１５Ａ】カメラモジュールがセンサ端部で湾曲可能フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）に物理的かつ電子的に結合され、ＦＰＣがカメラモジュールのレンズバレルの画像端部でアクチュエータパッドに電気的に接触するための１又は２以上の導電性側面パッドを含む場合のＦＰＣ曲げの前のカメラモジュールの概略図である。
【図１５Ｂ】カメラモジュールがセンサ端部で湾曲可能フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）に物理的かつ電子的に結合され、ＦＰＣがカメラモジュールのレンズバレルの画像端部でアクチュエータパッドに電気的に接触するための１又は２以上の導電性側面パッドを含む場合のカメラモジュールの概略図である。
【図１５Ｃ】カメラモジュールがセンサ端部で湾曲可能フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）に物理的かつ電子的に結合され、ＦＰＣがカメラモジュールのレンズバレルの画像端部でアクチュエータパッドに電気的に接触するための１又は２以上の導電性側面パッドを含む場合のＦＰＣ曲げの後のカメラモジュールの概略図である。
【図１６Ａ】ＦＰＣがアクチュエータ接点に電気的に結合され、かつ例えば図６Ａ及び図７〜図９を参照して説明する実施形態に対する代替として光漏出バッフルとして機能するか又はそれに結合するように構成される場合の図１５Ａにおけるものと類似のＦＰＣ曲げの前の一実施形態によるカメラモジュールの概略図である。
【図１６Ｂ】ＦＰＣがアクチュエータ接点に電気的に結合され、かつ例えば図６Ａ及び図７〜図９を参照して説明する実施形態に対する代替として光漏出バッフルとして機能するか又はそれに結合するように構成される場合の図１５Ｃにおけるものと類似のＦＰＣ曲げの後の一実施形態によるカメラモジュールの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
一実施形態により、小型カメラモジュールを提供し、このカメラモジュールは、カメラモジュールに給電し、画像センサに取り込まれた画像を伝達するためにフレキシブルプリント回路に結合するように構成された画像センサと、画像センサに位置合わせされ、複数のレンズを含む光学トレインとを含む。少なくとも１つの可動レンズは、アクチュエータ、例えば、ＭＥＭＳアクチュエータに結合され、カメラモジュールのオートフォーカス範囲に置かれた物体を画像センサ上にフォーカスさせるために光路に沿った少なくとも１つの可動レンズの位置を自動的に調節するように構成された光学系が形成される。小型カメラモジュールは、光学トレインを含み、カメラモジュール構成要素を電磁干渉（ＥＭＩ）から遮断するように構成されたＥＭＩハウジングを含む。ＥＭＩハウジングには、オートフォーカス範囲の一端で光学トレインの物体端部がそれを通って少なくとも部分的に突出することを可能にするほど十分に大きい焦点調節開口がその中に定められる。光漏出バッフルには、光路に沿った焦点調節開口と部分的に重なるバッフル開口がその中に定められる。光漏出バッフルは、光路方向に焦点調節開口に部分的に重なるが、光路方向に沿ってオートフォーカス範囲の外側に位置するＥＭＩ遮断材料を含む。
【０００８】
光学トレインの１又は２以上のレンズは、レンズバレル内に配置することができる。レンズバレルは、少なくとも１つの可動レンズを含むことができる。レンズバレルは、その中に固定されたレンズと共に移動可能にすることができ、及び／又はレンズバレル内で１又は２以上のレンズを移動可能にすることができる。
【０００９】
ＥＭＩハウジングは、ＥＭＩコーティングを含むことができる。これに代えて、ＥＭＩハウジングは、導電性、半導電性、及び／又は別途ＥＭＩ遮断材料で形成することができる。光漏出バッフルは、カメラモジュール構成要素に対して追加のＥＭＩ遮断を与える導電性、半導電性、又は他のＥＭＩ遮断材料を含むことができる。光漏出バッフルの導電材料は、カーボン、例えば、カーボンフェザー材料を含むことができる。光漏出バッフルをハウジングに、例えば、ハウジングの外側又は内部凹部で結合するために導電性糊を使用することができる。
【００１０】
別のオートフォーカスデジタルカメラモジュールは、ハウジングと、ハウジング内にある画像センサと、ハウジング内にあり、画像センサに位置合わせされて光路を定め、レンズアクチュエータに結合された少なくとも１つの可動レンズを含む複数のレンズを含み、カメラモジュールのオートフォーカス範囲に置かれた被写体を画像センサ上にフォーカスさせるために少なくとも１つの可動レンズを光路に沿って移動するようにレンズアクチュエータが構成される光学トレインとを含む。フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）は、カメラモジュールに給電し、かつ画像センサによって取り込まれたデジタル画像を含む電子信号を搬送するために画像センサに結合されたセンサセグメントを含む。ＦＰＣは、それがセンサ端部から物体端部にカメラモジュールの周りで折り畳まれた場合にレンズアクチュエータ接点パッドに電気的に結合してレンズアクチュエータ制御信号を搬送するように構成された電気接点パッドを含むセンサセグメントから離間した延長セグメントを更に含む。
【００１１】
フレキシブルプリント回路は、センサセグメントと延長セグメントの間に、カメラモジュールの少なくとも１つの側部を封入する中間セグメントを含むことができる。延長セグメントは、カメラモジュールのセンサ端部で結合されたセンサセグメントとは反対のカメラモジュールの物体端部で結合することができる。ハウジングは、外面上に電磁干渉（ＥＭＩ）コーティングを含むことができる。
【００１２】
ハウジングは、オートフォーカス範囲の一端で光学トレインの物体端部を通して少なくとも部分的に突出することを可能にするほど十分に大きい焦点調節開口をその中に定めることができる。光漏出バッフルは、光学トレインの物体端部のオートフォーカス範囲の外側で焦点調節開口に部分的に重なることができる。光漏出バッフル内には、焦点調節開口よりも小さく、画像を取得するために光がカメラモジュールに入射することを可能にするバッフル空洞を定めることができる。
【００１３】
画像を取り込んで伝達するための結像光学系及びデジタル電子機器を収容し、かつ電磁干渉（ＥＭＩ）から電子構成要素を遮断するように構成されたハウジングを含むオートフォーカスデジタルカメラのための別の小型カメラモジュールを提供する。光学トレインは、画像センサと結合かつ位置合わせされ、被写体を光学トレインの焦点面に配置された画像センサ上にフォーカスさせるための光路を定めるように構成される。画像センサによって取り込まれたデジタル画像を含む電子信号を搬送するために、画像センサにフレキシブルプリント回路が結合される。フレキシブルプリント回路には光漏出バッフルが結合され、光漏出バッフルは、画像センサからの予め決められた距離の場所にバッフル空洞を定め、ＦＰＣをハウジング上に折り畳む時に、光漏出バッフルが光学トレインの被写体の側に配置され、バッフル空洞が光路と重なるようにする。
【００１４】
ＦＰＣは、ＦＰＣをハウジング上に折り畳む時に、光学トレインの被写体側に配置された１又は２以上の電気接点パッドがＦＰＣと電気的に結合され、そこからＦＰＣからのレンズアクチュエータ制御信号をレンズアクチュエータに直接伝達することができるように構成することができる。光漏出バッフルは、オートフォーカス範囲の一端で光学トレインの物体端部がそこを通って少なくとも部分的に突出することを可能にするようにハウジング内で予め決められた焦点調節開口を通して、いずれかの周辺光がカメラに入射することを阻止するように構成することができる。光漏出バッフルは、カーボンのようなＥＭＩ遮断を与える導電性又は半導電性の材料を含むことができる。光漏出バッフル内には、焦点調節開口よりも小さく、画像を取得するために光がカメラモジュールに入射することを可能にするバッフル空洞を定めることができる。フレキシブルプリント回路は、センサセグメントと延長セグメントの間に、カメラモジュールの少なくとも１つの側部を封入する中間セグメントを含むことができる。
【００１５】
更に、画像を取り込んで伝達するための結像光学系及びデジタル電子機器を収容し、かつ電磁干渉（ＥＭＩ）から電子構成要素を遮断するように構成されたハウジングを含むオートフォーカスデジタルカメラのための小型カメラモジュールを提供する。光学トレインが画像センサと結合かつ位置合わせされ、光学トレインは、複数のレンズを含み、ハウジング内で、被写体を光学トレインの焦点面に配置された画像センサ上にフォーカスさせるための光路を定めるように構成される。画像センサ構成要素を小型光学モジュールに位置合わせすることによって形成されるカメラモジュールのオートフォーカス範囲の端から端まで移動可能である光学トレインの少なくとも１つの可動レンズには、ＭＥＭＳアクチュエータが結合される。画像センサによって取り込まれたデジタル画像を含む電子信号を搬送するために、画像センサにフレキシブルプリント回路が結合される。ＦＰＣは、延長セグメントを含み、延長セグメントは、ＦＰＣをハウジング上に折り畳む時に、光学トレインの被写体側に配置された１又は２以上の電気接点パッドがＦＰＣ延長セグメント上の接点パッドと電気的に結合され、そこからＦＰＣからのＭＥＭＳアクチュエータ制御信号をＭＥＭＳレンズアクチュエータに直接伝達することができるように構成される。
【００１６】
ハウジングは、オートフォーカス範囲の一端で光学トレインの物体端部がそれを通して少なくとも部分的に突出することを可能にするように構成された予め決められた形状の焦点調節開口をその中に有することができ、ＦＰＣ延長セグメントは、望ましくない光がハウジングに入射するのを阻止するために焦点調節開口に部分的に重なり、光学トレインのこの物体端部のオートフォーカス範囲の外側に配置された光漏出バッフルを含む。
【００１７】
カメラモジュール及び内部フレームを封入するための外面を有するハウジングと、ハウジング内にある画像センサと、ハウジングの内部フレーム内で画像センサと結合かつ位置合わせされて光路を定め、かつ複数のレンズを含む光学トレインとを含む別のオートフォーカスデジタルカメラモジュールを提供する。レンズアクチュエータ、例えば、ＭＥＭＳアクチュエータは、カメラモジュールのオートフォーカス範囲に置かれた被写体の画像を画像センサの作動平面上にフォーカスさせるために、光路に沿って光学トレインの少なくとも１つの可動レンズを移動するように構成される。カメラモジュールに給電し、かつ画像センサによって取り込まれたデジタル画像を含む電子信号を搬送するために、画像センサには、プリント回路、例えば、フレキシブルプリント回路、リジッドプリント回路、リジッド−フレキシブルプリント回路、又はプリント回路基板が結合される。レンズアクチュエータ制御信号を搬送するために、プリント回路は、レンズアクチュエータにも電子的に結合される。ハウジングの外面上には、電磁干渉（ＥＭＩ）遮断コーティングが設けられる。ハウジングの内部フレームの１又は２以上の面上には、レンズアクチュエータ制御信号をプリント回路上の電気接点パッドからレンズアクチュエータ接点パッドに搬送することを可能にする導電性トレースが設けられる。
【００１８】
ハウジングの内側で内部フレームを形成するブラケットを含むＥＭＩ遮断ハウジングを含む別のオートフォーカスデジタルカメラモジュールを提供する。光路を定めるために、複数のレンズを含む光学トレインは、ハウジング内の画像センサと結合及び位置合わせされる。カメラモジュールのオートフォーカス範囲に置かれた被写体の画像をフォーカスさせるために、少なくとも１つの可動レンズは、これらの可動レンズを光路に沿って移動するように構成されたＭＥＭＳアクチュエータのようなレンズアクチュエータに結合される。カメラモジュールに給電し、かつ画像センサによって取り込まれたデジタル画像を含む電子信号を搬送するために、画像センサにプリント回路が結合される。プリント回路上の１又は２以上の、例えば１対の、電気接点パッドをレンズアクチュエータ上の接点パッドに電気的に結合してプリント回路上の電気接点パッドとレンズアクチュエータ上の接点パッドとの間でレンズアクチュエータ制御信号を搬送することを可能にするために、ブラケットの１又は２以上の面に沿って１つ又は２つの導電性トレースが形成される。
【００１９】
ＥＭＩ遮断ハウジングは、少なくとも１つの面上に電磁干渉（ＥＭＩ）コーティングを含むことができ、及び／又はＥＭＩ遮断ハウジングは、電磁干渉（ＥＭＩ）遮断基板材料を含むことができる。
【００２０】
光漏出バッフルは、光路に沿ったオートフォーカス範囲の一端で少なくとも１つの可動レンズを通して少なくとも部分的に突出することを可能にするようにオートフォーカスデジタルカメラモジュールの被写体端部に定められる焦点調節開口と重なるバッフル開口をその中に定めることができる。光漏出バッフルは、焦点調節開口に部分的に重なり、かつデジタルカメラモジュールのオートフォーカス範囲の被写体端部の直ぐ外側に位置付けられたＥＭＩ遮断材料を含むことができる。
【００２１】
光漏出バッフルは、光学モジュール構成要素に対してＥＭＩ遮断を与える導電性又は半導電性の材料、例えば、カーボン又はカーボンフェザーを含むことができる。導電性糊は、光漏出バッフルをＥＭＩハウジングに結合することができる。光漏出バッフルは、ハウジングの外側に配置することができる。
【００２２】
オートフォーカスデジタルカメラモジュールの画像センサ構成要素と結合するように構成された別の小型光学モジュールを提供する。小型光学モジュールの光学トレインは、少なくとも１つの可動レンズを含む複数のレンズと、光学トレインの焦点面に配置され、かつ画像センサによって取り込まれたデジタル画像を含む電子信号を搬送するためにプリント回路に結合された画像センサ上に被写体をフォーカスさせるために光路に沿って少なくとも１つの可動レンズを移動するように構成されたレンズアクチュエータとを含む。内部ハウジングは、光学トレインと画像センサとを含んで位置合わせするためのフレームとして構成され、それに対して外部ハウジングは、内部ハウジングと光学トレインを含み、かつ光学トレイン及び画像センサを電磁干渉（ＥＭＩ）と外部物理的衝撃の両方から遮断するように構成される。外部ハウジングと内部ハウジングの間には、３つの空間軸線方向に圧縮して外部物理的衝撃を吸収するように構成された１又は２以上の衝撃吸収スポンジが配置される。外部ハウジングから内部ハウジングに向う光路方向の相対移動を接触なしに可能にするために、外部ハウジングと内部ハウジングの間に１又は２以上のスポンジ容積圧縮間隙が定められる。
【００２３】
レンズアクチュエータは、プリント回路を１対のレンズアクチュエータ接合パッドに電気的に結合する１対の導電性トレースに沿ってプリント回路からのレンズアクチュエータ制御信号を受け入れるためのこの１対のレンズアクチュエータ制御パッドを含むことができる。外部ハウジングは、内部フレームと一体的に形成することができ、導電性トレースは、内部フレームに沿って形成することができる。外部ハウジング内には、モールド成形ブラケットを内部フレームとして配置することができ、ブラケットの１又は２以上の面上に、又はこれらの面に沿って導電性トレースを形成することができる。
【００２４】
レンズバレルは、少なくとも１つの可動レンズを含む複数のレンズのうちの１つ又は２つ以上を内部に含むことができる。ＥＭＩ外部ハウジングは、光学モジュール構成要素に対してＥＭＩ遮断を与えるＥＭＩコーティングを含むことができる。ＥＭＩ外部ハウジングは、光学モジュール構成要素に対してＥＭＩ遮断を与える導電性又は半導電性の材料を含むことができる。
【００２５】
外部ハウジングと内部ハウジングの間で、１又は２以上の衝撃吸収スポンジは、光路方向に光学トレインと重ならず、それによって光学トレインにＺ高さを加算することなく圧縮してＺ衝撃を吸収するように配置することができる。
【００２６】
１又は２以上の衝撃吸収スポンジは、光路方向に内部ハウジングに重ならないように配置することができる。それによって１又は２以上のスポンジは、内部ハウジングにＺ高さを加算することなくＺ衝撃を吸収するように圧縮することができる。
【００２７】
１又は２以上のスポンジ容積圧縮間隙は、光学トレインにＺ高さを加算しないように、光路方向に内部ハウジングと重ならないように構成することができる。
【００２８】
１又は２以上のスポンジ容積圧縮間隙は、内部ハウジングの１又は２以上の区域部分と光路方向に重なる外部ハウジングとの間に少なくとも推定スポンジ圧縮深さまで定めることができる。１又は２以上の重ね合わせ区域部分は、近似的に内部ハウジングの重ね合わせ区域の最外側半径と半径方向に隣接する衝撃吸収スポンジの内壁との間の範囲にある外側輪郭と、ＥＭＩハウジングを通る光学トレインの延長部が、画像センサモジュールを小型光学モジュールに結合して位置合わせすることによって形成される小型カメラモジュールのオートフォーカス範囲の外側境界に達することを可能にするようにハウジング内に予め決められた焦点調節開口を定める外部ハウジング環状の内側半径を有する内側輪郭とによって定めることができる。
【００２９】
外部ハウジングの側壁の光路方向の独立した移動を接触なしに可能にするために、１又は２以上のセグメントに沿うＥＭＩハウジングの側壁の少なくとも内面輪郭と外面輪郭の間の区域を含む第２のスポンジ容積圧縮間隙を少なくとも推定スポンジ圧縮深さまで定めることができる。第２のスポンジ容積圧縮間隙は、小型光学モジュールを含む小型カメラモジュールが結合するように構成されるフレキシブルプリント回路ＦＰＣに重なるように構成された外部ハウジングの少なくとも側壁区画を含むことができる。第２のスポンジ容積圧縮間隙は、光路方向の外部ハウジングの独立した移動に対する１又は２以上の他の障害物と重なり、及び／又は外部ハウジングの側壁の内面及び外面の１又は２以上の輪郭と完全に重なる可能性があると決定された外部ハウジングの１又は２以上の更に別の側壁区画を含むことができる。
【００３０】
小型カメラモジュールは、例えば、電子ズーム画像処理と組み合わせることができる光路に沿って結合された固定レンズを画像センサの直前に含むことができる。
【００３１】
センサモジュールに結合された小型光学モジュールを含み、かつ本明細書で説明する小型光学モジュール、小型カメラモジュール、及び／又はセンサモジュールの機能のうちのいずれかをそれ以外に含む別の小型カメラモジュールを提供する。更に別の実施形態は、本明細書に説明する特徴の組合せを含む。
【００３２】
オートフォーカスカメラモジュール
本明細書に説明する実施形態によるカメラモジュールは、光学領域にある画像を電子フォーマットに変換する画像センサと、興味のあるシーンを画像センサ上にフォーカスさせる光学トレインとを含む。実施形態は、シーン内の細部を正確に取り込む高い性能を有するように構成されたカメラを含む。光学トレインの品質及び／又は画像センサの解像度は、そのような細部を正確に取り込む望ましい性能に従って選択することができる。画像センサは、数百万ピクセル（画素）を含むことができ、一実施形態によるオートフォーカスカメラモジュールは、２つ、３つ、４つ、５つ、又は６つ以上のレンズを含むことができる。
【００３３】
光学トレインの少なくとも１つの可動レンズの位置は、画像センサの位置に対して固定されず、従って、本明細書に説明する実施形態によるオートフォーカスカメラモジュールは、物体が画像センサ上にフォーカスされることになる際の電子カメラからの距離を変更することができる。カメラからシーン内の１又は２以上の主な物体までの１又は２以上の距離を決定する実施形態によるシステムを利用することができる。決定された距離に従って１又は２以上の主な物体が画像センサ上にフォーカスされるまで、少なくとも１つの可動レンズを移動することができる。これらの物体は、カメラの直近（１０ｃｍ又はそれよりも近い）から非常に遠く（無限遠）までの範囲にわたるとすることができる。
【００３４】
本明細書では、従来のオートフォーカスカメラ及び固定焦点カメラよりも優れた画像品質を与えるカメラの実施形態を提供する。一実施形態によるカメラモジュールは、小型のサイズのみならず、有利な電力効率、並びに望ましくない物理的衝撃及び電磁干渉に対する保護を与える効率的で耐久性のあるパッケージ化環境も示している。
【００３５】
一実施形態による電子カメラは、視野を有意に変更する有利な性能を示している。例えば、従来のカメラが使用される場合に、自宅の前で撮影される家族の写真は、シーンの縁部に不用意にごみ容器を含むかもしれない。一実施形態によるカメラは、視野を制限して取り込み画像からこの乱れを削除するように調節することができる。それとは逆に、丘の上で撮影される家族の写真は、一実施形態によるカメラを用いて、より大きいパノラマを取り込む広い視野に調節することによって更に良くすることができる。
【００３６】
一実施形態によるカメラは、オートフォーカス機構と共に動的視野機能を組み込むことにより、明確な改善を示している。一実施形態において、カメラの光学トレインの設計は、固定された部分と、アクチュエータによってカメラの光軸に沿って移動可能な部分とを含む。一実施形態において、カメラ上の固定又は取外し可能なストレージデバイス内に埋め込まれたコードにより、及び／又はリモートプロセッサを用いて、いずれかの画像処理、例えば、画像歪曲の除去が可能になる。
【００３７】
一実施形態により、これらの３つ全てを小型カメラモジュール内に統合する有利なカメラを提供する。そのようなカメラモジュールは、独立型カメラ製品とすることができ、又は固定又は携帯の電子製品内及び／又は自動車のような様々な他の環境内に含めることができる。
【００３８】
ここで図を参照していくつかの実施形態を以下に説明する。本明細書では、一体的なオートフォーカス及び任意的ズーム機能を有利に組み込んだ電子カメラを提供する。一実施形態において、オートフォーカス及びズーム機能は、有利な光学トレインとプロセッサ利用画像処理との組合せを利用し、一実施形態において、両方の場合には同じか又は類似の構成要素を含む。
【００３９】
オートフォーカスを追加するための別の方式は、光学トレイン内の１又は２以上の他のレンズを群として移動する段階を含むことができる。この作動原理に基づくオートフォーカスズームカメラは、引用によって組み込まれている米国特許出願第６１／６０９，２９３号明細書に記載されている。この可動レンズ群は、１つよりも多い可動レンズを含むことができ、’２９３出願に記載されているように４つのレンズを含むことができ、更に、可動レンズ群を形成する１つ又は複数のレンズの特定の個数及び幾何学形状に依存して様々な個数の絞り及び開口を含むことができる。
【００４０】
オートフォーカスを含み、任意的にズームも含む一実施形態による光学トレインは、２つの一般的な構成要素、すなわち、可動レンズ群と固定レンズ群を含む。図１は、カメラの光軸に沿って移動することができる１又は２以上の可動レンズを含む第１の可動レンズ群（例えば、Ｌ１〜Ｌ４）と、所定位置に固定された少なくとも１つのレンズを含む固定レンズ群（例えば、Ｌ５）とを含むオートフォーカスズームカメラを示している。１又は２以上の移動レンズは、図１の例ではシーンに最も近い４つのレンズＬ１〜Ｌ４を含み、それに対して固定レンズＬ５は画像センサに最も近い。
【００４１】
一般論として、可動レンズ群は、カメラの焦点距離を変更する機能を実施し、ズームを更に含むカメラモジュールの実施形態において、少なくとも１つの固定レンズは、光学系のＰＳＦ機能をイメージャに適合させて、可動レンズ群によって誘起される像面湾曲を補償する任意的な電子ズーム機能を実施するように構成される。’２９３出願に記載されている特定の実施形態においてこの機能を実施することができる固定レンズは、画像センサに最も近いレンズである。少なくとも１つの移動レンズは、望ましい焦点距離を得るために光軸に沿った適切な距離の場所に設けられ、それに対して少なくとも１つの固定レンズは、その後に側焦点距離がレンズとイメージャの間の距離に適合するように設けられる。
【００４２】
埋め込みコードによってプログラムされたプロセッサは、ズーム、並びに下記で引用によって組み込む特許及び係属中の特許に開示されているような多数の他の画像処理機能強化を可能にするために、画像センサ内のピクセルから情報を収集して、いくつかは自動的に、その他はユーザの入力に基づいて、関連の電子ファイルに変更を加えることができる。例えば、ズームの程度は、調節可能にすることができる。プロセッサは、光学トレインによって予想可能方式で生成される歪曲及び他の歪みを補正しようと試みるようにプログラムすることができる。画像処理機構は、ハードウエア又はソフトウエアのいずれにも実施することができる。一実施形態において、これらの機構は、画像センサ内に埋め込まれたＲＴＬ（抵抗トランジスタ論理回路）コードのような画像処理パイプライン内の早期に配置され、それに対して他の実施形態において、外部ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）上に配置されるか、又は移動電話内のベースバンドチップのようなプロセッサ内に完全にソフトウエアで配置される。
【００４３】
図１に示す例によるオートフォーカスズームカメラの例は、一実施形態では１０ｃｍから９ｍまでの範囲にわたることが可能である一般的に１５ｃｍから５ｍまで、好ましくは、２０ｃｍから３ｍまで（過焦点距離を除く）の焦点距離を有することができ、それに対してズーム機能は、×０．５から×５の間の範囲に及ぶことができ、一般的に×１から×４までとすることができ、より具体的には、一実施形態において×１から×３の間にあるとすることができる。一実施形態による有利なカメラモジュールによって生成される最終的な電子ファイルの特記される特性は、ファイルサイズ及びファイル内に含まれる画像の有効解像度を一実施形態において焦点距離及びズーム設定とは関係なく殆ど一定にすることができることである。
【００４４】
一実施形態による可変光学カメラは、光学トレインが群に分割され、これらの群のうちの一部のものが機能及び位置において固定され、他のものが機能及び位置において可変であるカメラを含む。この手段により、光学トレインのより高度な制御を提供することができる。例えば、光軸に沿って２つの特定のレンズ群を移動することにより、カメラの視野を変更することができる。一実施形態において、一般的にカメラの解像度を他のパラメータによって固定することができるので、視野を制限することにより、シーン内の物体の有効な拡大がもたらされる。その結果、この種のカメラをズームカメラ又はオートフォーカスズームカメラと呼ぶ。
【００４５】
オートフォーカスズームカメラモジュール
いくつかの異なる実施形態は、有利なオートフォーカスズームカメラ、及び／又はその機構の構成要素又はサブセットを含む。一実施形態において、オートフォーカス及びズーム機能は、（ｉ）ズームアルゴリズムとの組合せで電子ズームを提供するように構成され、かつ画像センサに対して所定位置に固定された１つのレンズと、（ｉｉ）カメラの光軸に沿って移動することができる１つのレンズ、又はこれに代えて２つ又は３つ以上の移動レンズ、又は１つの移動レンズと２つ又は３つ以上の固定レンズとの組合せと、（ｉｉｉ）画像の電子形態に変更を加えるズームアルゴリズムプログラム可能画像処理構成要素との組合せによって達成される。代替実施形態において、ズームは、可動レンズ構成要素を用いて達成される。他の実施形態において、ズーム構成要素を含まないオートフォーカスカメラモジュールを提供し、この場合に、オートフォーカスカメラモジュール（すなわち、ズームを含まない）内でオートフォーカスズームカメラモジュールのための本明細書で説明するレンズ列の例を使用することができ、又はレンズ列を特にレンズＬ５に関して簡素化することができる。特に、この実施形態のズーム機構に関する関連実施形態及び代替的特徴は、引用によって組み込まれている米国再発行特許第ＲＥ４２，８９８号明細書、並びに米国特許出願公開第ＵＳ２００９／０１１５８８５号明細書及びＵＳ２００９／０２２５１７１号明細書に記載されていると考えられる。別の実施形態において、ズーム機能は、１又は２以上の移動レンズによって達成される。電子ズーム実施形態において移動することができる１つのレンズは、光学トレインの中央に置かれ、オートフォーカス機能を与えるように可動であるとすることができる。他の実施形態において、１つよりも多いレンズを可動とすることができ、他の実施形態において、１つよりも多い固定レンズが含まれる。
【００４６】
異なる実施形態において、各実施形態において常に具体的に説明するわけではない１又は２以上の絞り、開口、及び／又は赤外線フィルタのような他の光学構成要素が様々な組合せで含まれる。赤外線フィルタは、画像センサと光学トレインの最後のレンズとの間、又は光路に沿った他の場所に含めることができる。１又は２以上の開口は、レンズ面に固定するか又はカメラモジュールハウジング、レンズバレルハウジング、又はカメラモジュール又はカメラデバイスの他の固定構成要素に独立して固定することができる。１又は２以上の開口は、可動開口のように、可動レンズ上で又はそれと共に移動することができる。一実施形態において、可動レンズに対する開口は、可動レンズ面上又はその近くにあって可動であり、それ以外に開口と可動体とがアクチュエータを用いて一緒に移動することができるように可動レンズに対して固定される。他の実施形態において、可動レンズに対する開口は、画像センサに対して固定することができる。
【００４７】
説明されるタイプの固定レンズを組み込む電子カメラは、画像クロッピングによって視野の動的変更、言い換えれば、ズームを提供することができる。シーンからの情報が廃棄されるので、通常、クロッピングは、画像品質を低下させるが、一実施形態において、この固定レンズによって画像の中心が拡大されるので、クロッピングされた画像の忠実性は保持される。一実施形態において、この固定レンズは、動的視野カメラを製造するのに使用され、このカメラは、補正されない限り、樽形歪曲に似た画像歪曲を生成することになる。歪曲の程度は固定され、レンズ設計によって制御される。それによってカメラモジュール自体の内部又はカメラモジュールの外側のいずれかにあるが、カメラ電話、携帯カメラ、タブレット、又はラップトップのようなデバイス、又はカメラモジュールをデバイス構成要素として含む他のデバイスの内側にあるオンボードプロセッサ、又は物理的に、電子的に、又は無線信号によってデバイスに結合され、特定の目的に対して設計されるある一定のアルゴリズムによってプログラムされた他のプロセッサによって実施される画像処理作動において画像データを構成することにより、歪曲及び他の予想可能な乱れを補正して除去することが比較的効率的になる。この作動原理に基づくズームを有するカメラのいくつかの実施形態は、米国特許第ＲＥ４２，８９８号明細書、米国特許出願公開第２０１２００６３７６１号明細書、第２０１１０２２１９３６号明細書、第２０１１０２１６１５８号明細書、第２００９０１１５８８５号明細書、及び第２００９０２２５１７１号明細書、及び／又は米国特許出願第６１／６０９，２９３号明細書及び第１３／４４５，８５７号明細書に記載されており、これらの文献は引用によって組み込まれている。このアルゴリズムは、画像をズーム拡大表現で表示することができるようにプロセッサがデータに適用するまで、内部でカメラモジュールを構成要素とする電子デバイス内でカメラモジュール上又はその外側に格納することができ、又は固定画像データとして記憶、送信、又は表示されていない画像データ、例えば、画像センサからの原データ又は前処理された画像データにアルゴリズムを適用するように構成されたカメラモジュールによって利用されているプロセッサがアクセス可能である限りクラウド又は他のもの上に格納することができる。
【００４８】
一実施形態において、アルゴリズムとの組合せでズームを生成するのに必要とされる固定レンズは、物理的な理由から、画像センサに最も近いレンズとして有利に配置される。オートフォーカスを追加するための代わりの方式は、光学トレイン内の１又は２以上の他のレンズを群として移動する段階を含むことができる。この作動原理に基づくオートフォーカスズームカメラは、引用によって組み込まれている米国特許出願第６１／６０９，２９３号明細書に記載されている。この可動レンズ群は、１つよりも多い可動レンズを含むことができ、’２９３出願に記載されているように４つのレンズを含むことができ、更に、可動レンズ群を形成する１つ又は複数のレンズの特定の個数及び幾何学形状に依存して様々な個数の絞り及び開口を含むことができる。図２Ａ〜図２Ｂに略示するようないかなる側にも設けられた２つの固定レンズ対Ｌ１−Ｌ２及びＬ４−Ｌ５に対して可動である中央レンズＬ３のような１つのレンズしか可動レンズ群内に含まれない実施形態は、小さい質量という利点を有し、従って、それを移動する上で比較的弱い力しか必要とされず、更に、小さい変位距離のアクチュエータを使用することができるという驚くべき更に別の利点をも有する。
【００４９】
一実施形態によるオートフォーカスズームカメラモジュールの別の特徴は、一実施形態における光学トレイン内の中央レンズ、例えば、５つのレンズを含む光学トレイン内のＬ３、７つのレンズから構成される光学トレイン内のＬ４、又は３つのレンズから構成される列内のＬ２を移動することによる上述のタイプの固定ズームレンズからのズームとの組合せでのオートフォーカスの実現を含む。他の実施形態において、可動レンズは、少なくとも１つの固定レンズと光学トレインの残りの部分との間のいずれかの場所で中央からオフセットされ、例えば、５レンズ実施形態におけるＬ２又はＬ４、又は７レンズ実施形態におけるＬ２、Ｌ３、Ｌ５、又はＬ６である。更に他の実施形態は、光学トレインの一端又は両方の端部に可動レンズを含む。
【００５０】
ここで図２Ａ〜図２Ｂを参照すると、オートフォーカスカメラモジュールの別の例を略示しており、中央レンズＬ３は、２つの固定レンズ対Ｌ１−Ｌ２とＬ４−Ｌ５との間で可動である。この実施形態は、引用によって組み込まれている米国特許出願第６１／６４３，３３１号明細書に記載されている。可動レンズ群内に、いかなる側にも設けられた２つの固定レンズ対Ｌ１−Ｌ２及びＬ４−Ｌ５に対して可動である中央レンズＬ３のような１つのレンズしか含まれない実施形態は、小さい質量という利点を有し、従って、それを移動する上で比較的弱い力しか必要とされない。１可動レンズ実施形態は、小さい変位距離のアクチュエータを使用することができるという驚くべき更に別の利点も有する。これは、一実施形態において、光学トレイン内の中央レンズ、例えば、５つのレンズを含む光学トレイン内のＬ３、７つのレンズから構成される光学トレイン内のＬ４、又は３つのレンズから構成される列内のＬ２を移動することによるものである。他の実施形態において、可動レンズは、少なくとも１つの固定レンズと光学トレインの残りの部分の間のいずれかの場所で中央からオフセットされ、例えば、５レンズ実施形態におけるＬ２又はＬ４、又は７レンズ実施形態におけるＬ２、Ｌ３、Ｌ５、又はＬ６である。更に他の実施形態は、光学トレインの一端又は両方の端部に可動レンズを含む。
【００５１】
感覚的な予想に反して、従来のオートフォーカスカメラと類似のフォーカス範囲を得るのに、図２Ａの例における中央レンズは、比較的短い距離、一般的に１００ｕｍ前後しか移動されないことを見ることができる。それによってレンズを移動するのに、ＭＥＭＳのような新しい形態のアクチュエータの使用が可能になり、そのようなデバイスの固有の特性からいくつかの間接的な利点がもたらされる。この設計の多くの利点のうちでも、取りわけ、小さいサイズ、低電力消費、低ノイズ、移動の高い速度及び精度、並びに他の改善が与えられる。
【００５２】
図２Ｂも、事前位置合わせされた単一構成要素として製作されたレンズ列を有するアセンブリを利用する一実施形態によるオートフォーカスズームカメラを通る断面を略示している。画像センサ２０１は、スリーブ２０３に取り付けられた基板２０２上に位置する。スリーブは、図２Ｂに示す例ではネジ山２０４を有する。レンズ列２０６を含むホルダ２０５は、合わせネジ山２０７を有する。スリーブに対してホルダを回転させることにより、この例示的実施形態ではカメラの光軸２０８に沿ってレンズ列全体が移動され、フォーカスを設定することが可能になる。適合するネジ山２０４及び２０７に対する変形は、様々なパターンで適合するグルーブとランドとを含み、画像センサ２０１と、レンズ列２０６の１又は２以上の固定レンズとの間の距離を設定することを可能にする方式でレンズ列ホルダ２０５とスリーブ２０４とを結合するための一連のノッチ、バネ留めのピン、レバー、又は弾性材料、又は他の技術を使用するなどしてフォーカスを連続的又は離散的に設定することを可能にする。
【００５３】
光学トレインの一実施形態による高精度位置合わせは、高い忠実性での画像の伝達を可能にする。一実施形態は、列の様々な要素、主としてレンズの互いに対する傾斜、芯出し、及び回転に関してある精度での位置合わせを含む。一実施形態において、能動的な位置合わせ技術を用いて１つのレンズの別のものに対する非常に正確な位置合わせを提供することができるが、一実施形態において、一般的になるべく受動的な方法が使用され、これは、この方式の高い組み立て速度と低いコストとに起因する。一実施形態のオートフォーカスズームモジュールでは、レンズ列の接合部のうちの１つを除く全てにおいて受動的位置合わせ公差が受け入れられる。
【００５４】
別の実施形態において、オートフォーカスカメラは、オートフォーカス工程において移動される全光学トレインを有することができる。更に、可動構成要素と固定構成要素の両方を有する光学トレインを含む本明細書に説明する実施形態による有利なカメラは、図１及び図２Ａ〜図２Ｂに示すもの以外の多くの例に従って構成することができる。例えば、図３に示すオートフォーカスカメラモジュール例は、画像センサから最も遠いレンズＬ１又は光学トレインの画像端部に結合されたＭＥＭＳアクチュエータを含む。このＭＥＭＳアクチュエータの場所の場合に、異なる個数のレンズ及び／又は異なる構成のレンズを有する異なるカメラモジュール実施形態を用いて、Ｌ１〜Ｌ４、Ｌ１〜Ｌ３、Ｌ１〜Ｌ２、又は更に僅かに１つのレンズＬ１（又は図２Ａ〜図２Ｂの場合のＬ３、いくつかの実施形態ではＬ２、Ｌ４、又は更にＬ５、又は他の実施形態では３つ又は４つのレンズしか光学トレイン内に含まれないか、又は他のものでは６つ又は７つのレンズが含まれる）を含むレンズバレルを可動とすることができる。ＭＥＭＳアクチュエータは、カメラモジュールブラケット内のレンズバレルの外側で、センサ端部でカメラモジュールに結合されたフレキシブルプリント回路に続く１又は２以上の導電性トレースを用いて、又はセンサ端部が第２の場所においてＦＰＣに接続したままの状態で、カメラモジュールの画像端部でアクチュエータの接点パッドに電気的に結合するフレキシブルプリント回路延長部を用いてレンズバレルのこの最も画像側にあるレンズＬ１の場所で電気的に結合することができる。これらの有利なオートフォーカスズームカメラは、光学トレインの１又は２以上の固定部品と１又は２以上の移動部品とを有する。一実施形態において、カメラは、従来の固定カメラ又はオートフォーカスカメラとは異なる固定レンズに対する移動レンズの正確な芯出し及び傾斜位置合わせを示している。
【００５５】
いくつかの実施形態によるカメラモジュールは、本出願及び同じ出願人による他の特許出願又は他の特許において、物理的、電子的、及び光学的なアーキテクチャ例を用いて略示されている。例えば、代替実施形態において含めることができる他のカメラモジュール実施形態、並びにカメラモジュールの機構及び構成要素の実施形態は、米国特許第７，２２４，０５６号明細書、第７，６８３，４６８号明細書、第７，９３６，０６２号明細書、第７，９３５，５６８号明細書、第７，９２７，０７０号明細書、第７，８５８，４４５号明細書、第７，８０７，５０８号明細書、第７，５６９，４２４号明細書、第７，４４９，７７９号明細書、第７，４４３，５９７号明細書、第７，７６８，５７４号明細書、第７，５９３，６３６号明細書、第７，５６６，８５３号明細書、第８，００５，２６８号明細書、第８，０１４，６６２号明細書、第８，０９０，２５２号明細書、第８，００４，７８０号明細書、第８，１１９，５１６号明細書、第７，９２０，１６３号明細書、第７，７４７，１５５号明細書、第７，３６８，６９５号明細書、第７，０９５，０５４号明細書、第６，８８８，１６８号明細書、第６，５８３，４４４号明細書、及び第５，８８２，２２１号明細書、並びに米国特許出願公開第２０１２／００６３７６１号明細書、第２０１１／０３１７０１３号明細書、第２０１１／０２５５１８２号明細書、第２０１１／０２７４４２３号明細書、第２０１０／００５３４０７号明細書、第２００９／０２１２３８１号明細書、第２００９／００２３２４９号明細書、第２００８／０２９６，７１７号明細書、第２００８／００９９９０７号明細書、第２００８／００９９９００号明細書、第２００８／００２９８７９号明細書、第２００７／０１９０７４７号明細書、第２００７／０１９０６９１号明細書、第２００７／０１４５５６４号明細書、第２００７／０１３８６４４号明細書、第２００７／００９６３１２号明細書、第２００７／００９６３１１号明細書、第２００７／００９６２９５号明細書、第２００５／００９５８３５号明細書、第２００５／００８７８６１号明細書、第２００５／００８５０１６号明細書、第２００５／００８２６５４号明細書、第２００５／００８２６５３号明細書、第２００５／００６７６８８号明細書、及び米国特許出願第６１／６０９，２９３号明細書、及びＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ１２／２４０１８号明細書及び第ＰＣＴ／ＵＳ１２／２５７５８号明細書に記載されており、これらの文献の全てが引用によって本明細書に組み込まれている。
【００５６】
ＭＥＭＳアクチュエータ
図２Ａ〜図２Ｂの例では、一実施形態においてオートフォーカス機能を与えるために、ＭＥＭＳアクチュエータは、Ｌ３に（図１の例では可動レンズ群Ｌ１〜Ｌ４に）結合される。他の実施形態において、移動機能を与える上で、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）又は圧電アクチュエータを使用することができる。
【００５７】
適切なＭＥＭＳアクチュエータは、引用によって本明細書に組み込まれている米国特許及び米国特許出願のうちの一部のものに記載されており、例えば、米国特許出願第６１／６２２，４８０号明細書を参照されたい。幾分異なる設計を有する別のＭＥＭＳアクチュエータは、ＵＳ−ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ  １２／２４０１８号明細書に記載されている。これらの米国特許出願の両方は引用によって組み込まれており、下記では、ＭＥＭＳアクチュエータ及びその構成要素の他の例を代替実施形態を提供するものとして引用し、組み込んでいる。そのようなアクチュエータは、シリコン又は実質的にポリマー性の材料で製作することができ、１００ｕｍ前後のストロークを有することができる。更に、これらのアクチュエータは、説明するタイプのオートフォーカスズームカメラモジュールに対して与えられるいくつかの他の有利な特性も示している。これらの有利な特性は、非常に低い電力消費、高速で正確な作動、低いノイズ、無視することができる微粒子汚染、及び低コストを含む。
【００５８】
一実施形態によるＭＥＭＳアクチュエータは、３つの軸線方向の有利な位置合わせを可能にするが、一実施形態によるＭＥＭＳアクチュエータは、アクチュエータ構成要素に帰することができるいずれかの芯出し移動又は傾斜位置合わせ移動を当面の間除外すると一般的に単向性デバイスと考えることができる。すなわち、一実施形態によるＭＥＭＳアクチュエータは休止位置を有し、この休止位置から１つの軸線方向に駆動され、すなわち、オートフォーカス機構を実施するのに利用される時に駆動することができる。この駆動は、レンズ列全体又はそのかなりの部分を事前位置合わせされた単一構成要素として組み立てることを可能にする点で、オートフォーカスカメラモジュールの組立において利点を有する。この場合に、その後の組み立て段階及び較正段階において、このレンズ列は、固定焦点カメラのレンズ列と同様に又は同一方式で処理することができ、すなわち、レンズ列を含むホルダを画像センサの上に固定されたスリーブ内に挿入することによってフォーカスを設定することができる。一実施形態において、ホルダとスリーブとがネジ山によって結合される。
【００５９】
保護カバーを有するカメラモジュール
一実施形態において、画像センサに光学面を単体構成要素として追加することができる。この光学面は、粉塵又は他の汚染物質がセンサの作動面に到達することを阻止し、同時に可視光がセンサまで通過することを可能にするための透明なガラス又はポリマーで製造されたカバーとして機能することができる。この光学面は、特にシリコンセンサのための赤外線（ＩＲ）フィルタとして機能することができる。カバーには、ＩＲ吸収性材料を使用することができ、又はガラス、ポリマー、又は他の光学透明の保護カバーにＩＲコーティングを付加することができる。光学面は、図４Ａ〜図４Ｂの例にあるように、後方を向くレンズＬ１の形状の場合のように、屈折力を与えるように形成することができ、ＩＲフィルタは、センサとレンズＬ１の間に配置することができる（図示していない、引用によって組み込まれている米国特許出願第１３／４４５，８５７号明細書を参照されたい）。ダイスカットの前のウェーハ工程において単体構成要素を形成するための工程に対しては、下記では簡単にしか説明せず、この工程は、’８５７出願により詳細に記載されている。
【００６０】
図４Ａ〜図４Ｂには、例えば、ウェーハレベルの混成光学系を用いて汚染から保護された能動的画像センサを含む単体構成要素を示している。この方式は、カメラモジュール構成要素を有するそのような混成光学系を組み込むことにより、カメラモジュールの全体の物理的Ｚ高さ、すなわち、センサ平面に対して直角な光路に沿った高さを低減することができるという別の利点を有する。
【００６１】
画像センサ上の作動画像区域は、離散ダイへの画像センサウェーハのダイスカット又は単離の前のウェーハ工程において、一実施形態に従って保護される。一実施形態において、この作動画像区域の保護は、青色ガラス又はＩＲコーティングガラスのようなガラスウェーハ、又はポリマーのような他の材料、又は可視光に対して透明であり、ＩＲ光を吸収、それ以外に阻止する他の材料を取り付けることによって達成される。図４Ａ〜図４Ｂの例にあるようなウェーハレベルの光学系要素を追加することにより、このガラス保護の更に改善された機能を得ることができる。
【００６２】
図４Ａは、カメラモジュール構成要素に結合されたワイヤ結合を含むカメラモジュールの例を略示している。図４Ｂは、フリップチップを含むカメラモジュールの例を略示している。図４Ｂに略示するカメラモジュールの例は、熱圧着工程又は超音波熱圧着工程を使用することができる。これらの工程は、引用によって組み込まれている米国特許出願第１３／４４５，８５７号明細書における例示的実施形態でより詳細に記載されている。
【００６３】
様々な実施形態によるオートフォーカス及び光学ズームカメラモジュール内には、歪曲補正構成要素、色収差補正構成要素、輝度、色度、及び／又は輝度コントラスト又は色度コントラストの強調構成要素、ぼけ補正構成要素、及び／又は拡張被写界深度（ＥＤＯＦ）及び／又は拡張ダイナミックレンジ又は高ダイナミックレンジ（ＥＤＲ又はＨＤＲ）構成要素のようなプロセッサベースの構成要素が存在する。
【００６４】
別の例を図５Ａ及び図５Ｂに略示しており、この例は、上記に引用によって組み込んだ米国特許出願第１３／４４５，８５７号明細書にも記載されている。
【００６５】
図５Ａ〜図５Ｂは、断面図及び平面図それぞれに例示する一実施形態によるカメラモジュールの構造化構成要素の例を含む。平面基板は、図５Ａ〜図５Ｂのカメラモジュールの基体を形成する。この基板の目的は、構造的支持を与えることであり、従って、適切な材料は、金属（例えば、チタン）、セラミック（例えば、アルミナ）、及びベークライトのような硬質ポリマーを含む。基板材料はモールド成形することができ、又はその中に貫通孔のアレイを製作するための１又は２以上の他の方法を使用することができる。一実施形態において、最終的にこれらの貫通孔は、カメラモジュールへの電気インタフェースを与える構造の一部として導電材料で完全に又は部分的に充填されることになる。基板は、カメラモジュールの全高に寄与するので、非常に薄いが、それにも関わらず十分に堅固である。一実施形態において、弾性率及び破壊靱性を含む基板材料の機械的性質が慎重に選択される。基板は、２００ミクロン厚前後とすることができ、約５０ミクロンと４００ミクロンの間の範囲にある厚みを有することができる。
【００６６】
図５Ａ〜図５Ｂに図示の例示的実施形態では、画像センサとカバーガラスは、基板のほぼ中心部分の上で結合される。画像センサは、接着性接合部を用いて、磁気的に、１又は２以上のクリップ又は相補的なスライド固定又は撚り固定構成要素を用いて、又は静的接着、熱シュリンク又は圧縮シュリンク、又は伸縮嵌合を利用する嵌合接合を用いて、又は他の手法で基板に取り付けることができる。基板の残りの部分のうちのかなりの部分の上に、この例ではフレキシブル回路が取り付けられる。取り付け方法は、接着性接合部又は直前に上述した方法のうちの１つ、又は他の手法とすることができる。一実施形態において、フレキシブル回路は、ポリイミドのような軟質ポリマー材料の面上の及び／又はその中に埋め込まれた銅又は他の金属又は導電ポリマーで製造された細い導電性線路を含むことができる。電気接続部を作る目的で銅線路へのアクセスを与えるために開口又は他の機構を使用することができる。
【００６７】
図５Ａ〜図５Ｂの例に示すように、フレキシブル回路は、平面図面積において画像センサよりも小さい開口を有する。それによって画像センサ上の接合パッドがフレキシブル回路によって覆われるように、フレキシブル回路を画像センサの上に配置することが可能になる。このようにして、画像センサ上の接合パッドとフレキシブル回路上の適切なランドとの間に電気接合部を作ることができる。いくつかの実施形態により、そのような接合部を作るための様々な方法及び材料が使用され、その例は、導電性接着剤、熱圧付着合、半田付け接合、及び超音波溶接を含む。
【００６８】
画像センサは、フレキシブル回路に電気的に結合され、又は接続可能であり、一実施形態により、能動的構成要素及び／又は受動的構成要素を含むことができる他の箇所への電気接続部を経路指定するためにフレキシブル回路上のトラッキングを可能にする。能動的構成要素及び／又は受動的構成要素は、様々な実施形態において、既存の方法及び技術を用いてフレキシブル回路に取り付けて相互接続することができる。図５Ａ〜図５Ｂでは、カメラモジュール内に３個の受動的構成要素が、１０個の接合パッド及び８個の貫通孔半田相互接続と共に含まれるが、これらの個数と、設置点、形状、及びサイズとは、実施形態として提供したものであり、多くの変形が可能である。
【００６９】
一実施形態において、カメラモジュールへの外部電気接続は、フレキシブル回路上の適切なランドへの電気接続を含む。設計により、これらのランドは、基板内の貫通孔の上に有利に設けられる。図５Ａ〜図５Ｂは、これらの電気相互接続のための銅ピラーを描くが、電気相互接続は、半田ピラー、積層スタッドバンプ、導電性接着剤、及び／又はディープアクセスワイヤ結合を含む様々な材料及び構造から製作することができる。他の実施形態は、バネ付き要素及びポゴピンのような機械構造を含む。半田ピラーが使用される場合に、半田リフロー時に、カメラモジュールの外部インタフェースは、ボール格子アレイと類似の半導体パッケージにおける相互接続に似るように、周囲が半球に形状を変化させる。図５Ａ〜図５Ｂに示す構造例は、平面のフレキシブルプリント回路を含むが、他の実施形態では１又は２以上の弱い曲げ部を有し、他のものでは、ＦＰＣは、Ｕ字形状に曲げられる。
【００７０】
図５Ａ〜図５Ｂは、画像センサ接合パッドがフレキシブル回路の下面と同じレベル上にくるように基板内の凹部に配置された画像センサを略示するが、他の実施形態において、これらをオフセットすることができる。この位置合わせのいずれかの微調節は、フレキシブル回路を接合パッドに取り付けて接続するのに使用される接合媒体の厚みを考慮することができる。
【００７１】
カメラモジュール概観例
図６Ａ〜図６Ｃは、例示的な概観例における画像センサ及び光学トレイン構成要素と共に含めることができるある一定の構成要素を含むカメラモジュールの例をそれぞれ分解組立図、上面図、及び側面図に示している。図６Ａに示す他の構成要素は、ＥＭＩシールド又はＥＭＩハウジング６０１と、光漏出バッフル６０２と、レンズバレルブラケット６０３と、アクチュエータ及びレンズバレルアセンブリ６０４と、青色ガラス又は他のＩＲフィルタ構成要素（特にシリコンセンサ実施形態における）６０５と、センサ構成要素６０６（バスコネクタを用いてフレキシブルプリント回路ＦＰＣに結合されるように示す）と、底面スポンジ６０７とを含む。
【００７２】
モジュールサイズは、各側面において１０ｍｍよりも小さく、一実施形態において、各側面において９ｍｍよりも小さいとすることができ、Ｘ方向及びＹ方向（光路に対して直角な画像センサ平面）の一実施形態において、ＥＭＩテープなしで８．６ｍｍ又は、更に８．５ｍｍとすることができ、Ｚ方向（センサ平面に対して直角な光路と平行）の一実施形態において、ＥＭＩテープ込みで８ｍｍよりも小さく、又は更に７ｍｍよりも小さく、一実施形態において、６．５ｍｍ又は６．４ｍｍよりも小さく、例えば、６．３１５ｍｍとすることができ、ＥＭＩテープなしで６．３ｍｍよりも小さく、例えば、６．２１５ｍｍとすることができる。
【００７３】
下記では、構成要素６０１〜６０７のうちの殆どを図７〜図１４Ｂのうちの１つ又は２つ以上を参照して記載し、ここでは、図６Ａ〜図６Ｃを参照してごく簡単に要約する。図６Ａの例では、光漏出バッフル６０２は、カメラモジュールの物体端部に定められる焦点調節開口６０８の直径にほぼ適合するバッフル外径を有するように示している。バッフル内径は、ある露出でカメラが取り込むべき画像が通過することを可能にするのには十分に大きいが、望ましくない光を阻止するのには十分に小さい。別の実施形態において、光漏出バッフル６０２の外径は開口６０８よりも大きいが、バッフル６０２に重なるＥＭＩハウジング材料は、ＥＭＩハウジング６０１の残りの部分よりもかなり薄くすることができ、又はバッフル６０２に重なるＥＭＩハウジング材料は、例えば、図１又は図３の例のレンズアセンブリの範囲の端部までのこのアセンブリの移動を可能にするほど十分に高い位置にいかなる場合にも置くことができる。一実施形態による光漏出バッフル６０２は、焦点調節開口６０８においてＥＭＩハウジングを助けるＥＭＩ遮断性を有する。
【００７４】
図６Ａでは、ＩＲフィルタ６０５は、センサに装着される、結合される、その上に配置されるか、又はそこから若干離間された別個の構成要素として示すが、上述したように、ＩＲフィルタ６０５は、空洞壁によって空洞を形成するようにセンサと共にウェーハレベルに形成してセンサに結合することができ、同時に、上述の実施形態において、任意的に画像センサに最も近いレンズ、例えば、Ｌ５も、センサ及びＩＲフィルタと共にウェーハレベルに形成される。
【００７５】
図６Ａの例では、スポンジ６０７をＬ字形に示しており、このＬ字形はＵ字形とすることができ、更に４面とすることができ、第５の面は、ＦＰＣがスポンジをちょうど貫通するまで、又はその下まで、例えば、図６Ａの例を含む一実施形態では底面スポンジの上部とのほぼ共面まで突出することを可能にする空間を有することができる。更に、導電性トレース６０９Ａ及び６０９Ｂをオートフォーカス用にレンズを移動するようにアクチュエータを付勢して制御するためにこれらのトレースがＦＰＣに接続可能なブラケットの底部からアクチュエータパッドに接続可能なブラケットの上部まで延びるように示している。
【００７６】
電磁干渉（ＥＭＩ）ハウジング
図７は、例えば、複数のレンズとＭＥＭＳアクチュエータとを含む光学トレインを含むレンズ及びＭＥＭＳアクチュエータアセンブリ７０４のような光学構成要素及び電子構成要素を物理的に含むＥＭＩハウジング７０１を含む一実施形態によるオートフォーカスカメラモジュール例の分解組立図を略示している。ＥＭＩハウジング７０１は、その中に含まれる構成要素に対する電磁干渉（ＥＭＩ）シールドとして機能する。一実施形態において、ＥＭＩハウジングは、導電材料又は半導体材料で製造されるか、又はポリマー又は他の絶縁耐久フレームの上に導電層又は半導体層を含む。図７のオートフォーカスカメラモジュール例のＥＭＩハウジング７０１は、カメラモジュールの物体端部にある焦点調節開口を通じた封入レンズバレルの移動、又は光学トレインの物体端部にある少なくとも１又は２以上のレンズの移動も有利に可能にする。
【００７７】
ＥＭＩ機能を有する光漏出バッフル
光漏出バッフル７０２は、この例示的実施形態では、例えば、導電性糊のような接着剤を用いてハウジング７０１の外面に結合される。光漏出バッフルは、カメラモジュールの光路と平行なＺ方向に開口７０８に重なるＥＭＩ特性部分７０２Ａを有することができる。光漏出バッフル内に定められる開口７０２ＢはＥＭＩ部分７０２Ａによって囲まれ、一方、Ｚ方向にＥＭＩハウジング７０１の材料に重なる外側部分７０３Ｃは、ＥＭＩ特性を有しても持たなくてもよい。特に、カメラモジュールによって望ましい露出及び鮮映性の画像を取り込むことを可能にするために、オートフォーカス探索のようなフォーカス移動において光学トレインの１つ又は複数の可動レンズ又はレンズバレルの外向き移動をＸ−Ｙ平面内で位置合わせされたままで可能にする光漏出バッフル６０２、７０２をＺ軸に沿った場所に結合する、例えば光漏出バッフル６０２、７０２を１つ又は複数の可動レンズ又はレンズバレルの物体最端部に結合するような、別の手法の場合に、図６Ａの例に示すように、外側部分７０３Ｃは任意的である。
【００７８】
図７の分解組立図には、一実施形態による光漏出バッフル７０２を例えば導電性糊のような接着剤を用いて、又はこれに代えて１又は２以上の受動的位置合わせクリップを用いて、又はその組合せを用いてＥＭＩハウジングの上部に結合されるように略示している。光漏出バッフルは、カーボンフェザー、２Ｄカーボン又はグラフェン、導電ポリマー薄膜、金属、又は絶縁体と導電層との組合せのような導電材料の層を含むことができ、又はこれに代えて光漏出バッフル７０２は、レンズバレルの移動を可能にするためにこのバッフルを高い位置に置くことができること、又は接着剤又はクリップによって別個に取り付けることができることを除いて、ＥＭＩハウジングと同じ材料で製造することができる。光漏出バッフル７０２は、カメラ開口を定めることができ、又はカメラモジュール開口を境界付けるか、又はこの開口を取り囲むか、その他、望ましい露出光を透過させる一方で、第１の開口を通して望ましくない迷光がカメラモジュールに入射すること又はそこから射出することを阻止することができる。
【００７９】
図８は、ＥＭＩハウジングがレンズ及びＭＥＭＳアクチュエータアセンブリから分解されずに図７のカメラモジュールを示し、及び／又はレンズ及びＭＥＭＳアクチュエータアセンブリに結合されたＥＭＩハウジングを示している。図８には、カーボンフェザー又はＥＭＩ遮断特性を有する他の導電材料を含むことができる光漏出バッフル８０２から離間した（例示目的で）ＥＭＩハウジング７０１を示している。
【００８０】
図９は、光漏出バッフル９０２が外面上に取り付けられたＥＭＩハウジング９０１を含む図７〜図８のカメラモジュールを示している。図９の光漏出バッフル９０２は、一実施形態においてカメラモジュールに対する開口を定め、他の実施形態において、カメラモジュール内部電子部品を取り囲む区域のうちの僅かな部分もＥＭＩ遮断材料によって保護されないままに残されないように、そうでなければＥＭＩハウジング９０１のより大きい焦点調節開口６０８（図６Ａを参照されたい）によって残されていた開放区域の量を少なくとも低減する。
【００８１】
導電性トレースアクチュエータ制御
図１０Ａ及び図１０Ｂは、一実施形態によるオートフォーカスカメラモジュールのためのＥＭＩハウジング１００１の上面図及び底面図を略示している。図１０Ａ〜図１０ＢのＥＭＩハウジング１００１は、例えば、外面上にＥＭＩコーティング１００２を有する耐久ポリマー又はプラスチック材料で製造された絶縁フレームを有することができる。これに代えて、ハウジング１００１は、導電性又は半導電性のフレームの上に絶縁層を有することができ、又は一般的に導電性又は半導電性のものとすることができるが、それにも関わらずトレース１００３は、絶縁トレース上に導電性トレースを設けることにより、又はハウジング１００１の内側のフレーム１００４又はブラケット１００４の構造化構成要素内に絶縁管を設けることにより、導電性フレームから電気的に分離される。
【００８２】
図１０Ａに示す例におけるＥＭＩハウジング１００１は、外面上にＥＭＩコーティング１００２を有する。図１０Ｂは、ＥＭＩハウジング１００１の内面に従って設けられた導電性トレースを示している。導電性トレース１００３は、カメラモジュールの電子アクチュエータ構成要素を一実施形態による電子パッド又はプリント回路に接続するように構成される。この例では、ハウジング構成要素１００１の材料が非導電性のものであるので、導電性トレース１００３は、ＥＭＩコーティング材料１００２から電気的に分離される。トレース１００３は、組み立てられたカメラモジュールの物体端部で１対のアクチュエータ制御パッドに接続することができる。カメラモジュールのセンサ端部で、導電性トレースをＦＰＣ接点パッドに接続することができる。ハウジング１００１の内部構造１００４は、組み込みのものとするか又は外部ハウジング１００１と合わせて形成することができ、又は図６Ａの例に示すブラケット６０３のような別個のブラケット構成要素とすることができ、例えば、ＰａｎａｓｏｎｉｃによるＭＩＰＴＥＣ（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（微細複合製作技術））ブラケットを使用することができ、又は１対の微細電気トレースを有する別のモールド成形フレームを使用することができる。
【００８３】
図１１Ａ〜図１１Ｂは、センサ構成要素１１０７との結合及び位置合わせのいずれもが行われたレンズバレル１１０４、又はセンサ構成要素１１０７と結合されるように構成されたレンズバレル１１０４を含む一実施形態によるオートフォーカスカメラモジュールの斜視図及び分解組立図を略示している。この実施形態におけるレンズバレル１１０４は、上部に導電性トレース１１０２を有するブラケット１１０１内に少なくとも部分的に囲まれる。この例における導電性トレース１１０２は、保護ＥＭＩハウジング（図１１Ａ〜図１１Ｂには示していない）と共にパッケージ化することができるブラケット１１０１の外面に沿って延びている。他の実施形態において、導電性トレース１１０２は、センサ構成要素又はセンサ構成要素ハウジングに沿って、又はレンズバレル１１０４の外面に部分的に沿って、又はセンサハウジング又はセンサを通して（例えば、引用によって組み込まれているＵＳ２０１１０２３００１３又は２００８０１５７３２３における熱ビア、シリコン貫通ビア、導電性ビア、又は銅ビアを用いて）延ばすことができる。導電性トレース１１０２は、電子アクチュエータ構成要素１１０５の接点パッド１１０３を一実施形態によるフレキシブルプリント回路１１０７又はプリント回路基板１１０７の接点パッド１１０６に接続する。
【００８４】
スポンジ吸収システム
図１２は、１又は２以上のスポンジ１２１０を含む衝撃保護付きカメラモジュール又はスポンジ吸収カメラモジュールの分解組立図を略示しており、例えば、図６Ａ〜図１１を参照して上述したもののようなＥＭＩハウジングと、ＭＥＭＳ作動又は他の可動レンズ作動のオートフォーカスカメラモジュール１２０５のオートフォーカス光学構成要素とを含むことができるハウジング１２０１の間に配置された例えば４つのスポンジ１２１０を示している。ハウジング１２０１は、スポンジ１２１０のうちの１又は２以上の圧縮によって吸収され、内部モジュール１２０５には伝達されない外部衝撃に応答して内部カメラモジュール１２０５とは独立して移動するように構成される。一実施形態において、スポンジ１２１０は、ＥＭＩハウジング１２０１の４つの面の各々に設けられる。有利なことに、一実施形態では、スポンジ１２１０は、光路方向又はＺ方向に内部モジュール１２０５に重ならず、従って、光学モジュール１２０５の全体的なＺ高さに加わらないが、それにも関わらず光路のＺ方向の衝撃を吸収するように機能する。
【００８５】
図１２の例では、スポンジ１２１０の各々を６つの矩形面を有する直方体又は３対の平行面を有する六面体として例示している。しかし、スポンジ１２１０のうちの１つ又は２つ以上は、６つよりも多いか又は少ない面を有し、及び／又は１又は２以上の湾曲面及び／又は階段状面を有するなどの異なる形状のものとすることができる。例えば、スポンジ１２１０のうちの１つ又は２つ以上は、顔又は他の物体の検出、追跡、及び／又は認識のような画像解析又は画像処理のためのジャイロスコープ、加速度計、向き設定センサ、又はハードウエア加速構成要素のような受動的又は能動的な構成要素のための切欠き部、又はいずれかの規則的又は不規則なサイズ又は形状、受動的又は能動的な位置合わせ特徴部を有するオートフォーカスデジタルカメラモジュール構成要素、又はカメラモジュールを受け入れるための切欠き部を含むことができる。スポンジは、カメラモジュールハウジング１２０１が、窮屈に埋め込まれたデバイス内の他の構成要素と合致するような形状のものである一実施形態によるハウジング１２０１の不規則な内面形状に共形な形状のものとすることができる。
【００８６】
１又は２以上の面の各々の上でいずれかの方向に重ねても重ねなくてもよい複数のスポンジを使用することができる。例えば、１対のスポンジ半体又は部分スポンジの間にプリント回路、画像センサ、及び／又はＭＥＭＳアクチュエータ接点パッド付きプロセッサを接続する導電性トレース、薄幅バッテリ、又は他の電気構成要素を配置することができる。
【００８７】
画像センサに近いが、光学モジュール１２０５の光学系から作動画像センサ平面の反対にあるカメラモジュールの裏側に、別の任意的なスポンジ１２１１を含めることができる。一実施形態により、カメラモジュール１２０５は、フレキシブルプリント回路ＦＰＣにセンサ端部で結合することができ、任意的な底面スポンジ１２１１は、ＦＰＣのいずれかの側でカメラモジュールを衝撃から保護することができる。底面スポンジ１２１１は、カメラモジュールの薄幅輪郭を維持するために有利に薄幅であるか又は完全に排除されるが、図１４Ａ〜図１４Ｃを参照して下記でより詳細に説明するように、光学モジュール１２０５に対するＸ−Ｙスポンジ１２１０及びハウジング１２０１の衝撃吸収スポンジ性及び配置は、落下のようなＺ衝撃又は振動又はカメラモジュールの光軸又はＺ軸に沿って印加される可能性がある他の予想外の外力からカメラモジュールを十分に保護する役割をそれにも関わらず達成する。別の代替実施形態において、スポンジは、光路に沿う様々な場所、例えば、レンズ構成要素の間に含めることができ、及び／又は上述の光漏出バッフルが、ＥＭＩコーティング又はＥＭＩ層に加えて、画像光線が画像センサに向う途中で阻止されないように開口を有するスポンジ状層を含むことができる。
【００８８】
カメラモジュールのＥＭＩハウジング１２０１の内側に取り付けられたスポンジ状又は他に軟質の材料の使用は、外部環境からの３つ全ての空間方向の振動及び衝撃を吸収する。これに代えて、軟質又はスポンジ状の材料は、ハウジング１２０１の１つ又はそれより多くの壁の内部、又はハウジング１２０１の２つの構成要素又は材料の間、例えば、ハウジング１２０１のＥＭＩ構成要素と絶縁構成要素の間に設けることができ、又は絶縁構成要素自体が、衝撃又は振動を阻止又は減衰するように機能し、同時に１又は２以上の導電性トレースが、いかなるＥＭＩ遮断材料と短絡することなくハウジングに沿って延びることも可能にする軟質又はスポンジ状の材料を含むことができる。ＥＭＩハウジングの内面とカメラモジュール１２０５の間に取り付けられたスポンジ状又は他に軟質の材料の使用は、外部環境からモジュールハウジング１２０１に衝撃を与える力による１又は２以上の構成要素の障害を有利に阻止する。
【００８９】
図１３Ａ〜図１３Ｂは、一実施形態による衝撃保護付きカメラモジュール又はスポンジ吸収カメラモジュールの組立図及び部分分解組立図を略示している。外側ＥＭＩハウジング（図１３Ａ〜図１３Ｂには示しておらず、例えば、図９の光漏出バッフルに結合されたか、又は結合されていない図１２ＡのＥＭＩシールド１２０１を参照されたい）は、カメラモジュールが物理的な衝撃及び振動、並びに電磁干渉及び粉塵、指紋等から保護されるように、図１３Ａの組立図にあるようにカメラモジュールをパッケージ化するように組み立てることができる。
【００９０】
図１４Ａは、一実施形態によるｘ−ｙ−ｚ圧縮スポンジ吸収カメラの断面図を略示している。ＥＭＩシールド１４０１の直ぐ内側にあるのはスポンジ１４０２である。図１４Ａのカメラモジュール例の４つの平面の各々に１つずつ、図１４Ａの断面図において内部モジュール１４０４の左側と右側とにあり、水平軸線方向Ｘ又はＹに重ねて、薄幅の広がりを有する２つのスポンジ１４０２を含む４つのスポンジを存在させることができる。図１４Ａの断面図では、スポンジの薄幅の軸線方向は、カメラモジュールの光学Ｚ軸に対して直角であり、一方、この例におけるスポンジ１４０２は、他の２つの空間軸線方向により長い。図１４Ａのカメラモジュールの内部光学電子機器のいかなる側面にも１つのスポンジ１４０２が配置される。３個、２個、又は１個を含む異なる個数のスポンジを存在させることができ、又は各々が２つの側面を保護するＬ字形スポンジを１つ又は２つを存在させることができ、又はＵ字形スポンジ又は四角取り囲みスポンジのような３面スポンジ又は４面スポンジを使用することができる。他の実施形態において、極薄厚の底面スポンジ１４０３を設けることができる。図１４Ａ、図１４Ｂ、及び図１４Ｃに図示の実施形態において、厚幅のスポンジをＺ高さに加算することなく、Ｚ方向の衝撃及び振動が有利に吸収される。一実施形態において、底面スポンジ１４０３の厚みに起因する望ましくないＺ高さは加算されない。Ｚ衝撃及びＺ振動は、カメラモジュールが内部に有するＥＭＩハウジング１４０１と内部構成要素１４０４の間に配置された圧縮してスポンジ材料内に衝撃を吸収する側面スポンジ１４０２の有利な設計に起因して吸収される。
【００９１】
図１４Ｂは、ＥＭＩハウジング１４０１と、Ｚ方向にＥＭＩハウジングと重なるモールド成形ブラケット１４０８の部分との間に設けられた有利なスポンジＺ圧縮間隙１４０５Ａ及び１４０５Ｂを特徴として有する一実施形態によるスポンジ吸収カメラモジュールを略示している。ハウジング１４０１がＺ方向にブラケット１４０８と重なり、Ｚ深さを有する１又は２以上の間隙１４０５Ａ、１４０５Ｂが更に設けられた１又は２以上の他のそのような場所を存在させることができる。
【００９２】
物体端部には、上述の光漏出バッフル（６０２、７０２、８０２、９０２）が、１又は２以上の可動オートフォーカスレンズの運動を可能にするように光学トレイン１４０４の物体端部にある第１のレンズ面から離して予め配置されている。ハウジング１４０１は、一方又は両方のスポンジ１４０２が圧縮してＺ衝撃を吸収するときにＺ方向に沿って移動することができるが、この圧縮運動中には、Ｚ衝撃が、スポンジ１４０２をＺ方向にスポンジ圧縮間隙１４０５Ａよりも大きく圧縮させる程大きくない限り、ハウジング１４０１と内部モジュール１４０４の間に接触がもたらされない。図１４Ｂには、初期スポンジｚ長１４０６を示しており、この長さは、一実施形態に従って保護弾性を最適化するようにこれらの間隙１４０５Ａ、１４０５Ｂとの組合せで設計される。
【００９３】
内部モジュール１４０４の最後の物体端面と光漏出バッフルの間に設けられる空間の量は、可動レンズ群がオートフォーカス範囲の縁部まで延びることができるように割り振られる空間との組合せで決定される。従って、例えば、光漏出バッフルは、カメラモジュールのフォーカス範囲の最端部にあるカメラモジュールの最後の物体端面から間隙１４０５Ａだけ分離することができる。この間隙は、カメラモジュール設計に伴って異なる場合があり、例えば、固定の外側レンズ群Ｇ１を有する図２Ａの設計では、小さい開口又は光漏出バッフルを有するハウジング自体は、レンズＬ１の最も物体側の面からスポンジ圧縮間隙１４０５だけしか離間しない場合があり、それに対して図１の設計にあるような他の実施形態において、スポンジ圧縮間隙１４０５Ａは、Ｌ１の最も物体側の面の最長延長場所に加算することができる。ハウジング１４０１が、ブラケット１４０８又は内部モジュール１４０４のいかなる部分にも接触することなく、スポンジ１４０２が、衝撃を吸収する程十分に圧縮することができるように、ハウジング１４０１がブラケット１４０８向けて及び／又は内部モジュール１４０４の構成要素に向けてスポンジ圧縮長１４０５だけ独立して相対移動可能であるような様々な間隙を設けることができる。
【００９４】
一実施形態において、ハウジング１４０１は、フレキシブルプリント回路がカメラモジュールに結合する側面が他の側面よりも短い。ＦＰＣに向うハウジング１４０１の移動をＦＰＣとの接触なしに可能にするために、ＦＰＣ側のハウジング１４０１の底部は、ＦＰＣから少なくともスポンジ圧縮間隙１４０５の分だけ分離される。カメラモジュールハウジング１４０１の他の３つの側面も、何にも接触することなく移動するためのクリアランスを有する。ハウジング１４０１は、その中にその内面からの１又は２以上の開口、切欠き部、又は階段状フライス部を定めることによって内部ブラケット１４０８の１又は２以上のクリップ１４０９に結合することができる。一実施形態において、図１４Ａ〜図１４Ｃに示す例のように、１又は２以上のクリップ１４０９が、ハウジング１４０１内で対応する１又は２以上の開口と係止又は嵌合して、ハウジング１４０１がブラケット１４０８及び内部モジュール１４０４と結合されて受動的に位置合わせされると、スポンジ１４０２は若干圧縮する。例えば、図１４Ｂでは、代替実施形態において別のクリップ１４０９を含めることができ、クリップ１４０９は、例えば、裏面に設けることができ、それによってブラケット１４０８は、ハウジング１４０１内の３つの開口に結合する３つのクリップ１４０９を有する。ハウジング内の各開口は、ハウジング１４０１と、ブラケット１４０８、特にクリップ１４０９との間の相対運動を可能にするための間隙１４０５Ｂを含む。
【００９５】
他の実施形態において、ハウジング１４０１は、スポンジ圧縮中のプリント回路又はセンサ基板又は他の最も近い構成要素障害物に対するＺ方向の運動を可能にするために、画像端部又はセンサ端部（又は図１４Ｂにおける底部）において短くすることができる。図１４Ｂには、Ｚ衝撃に起因してスポンジ１４０２が圧縮するときにＥＭＩ遮断ハウジング１４０１が自由に進入することができるハウジング間隙１４０５Ｂを示している。間隙１４０５Ｂの下では、ブラケット１４０８（図６Ａのブラケット６０３又は図１１Ｂのブラケット１１０１を参照されたい）をクリップ１４０９を用いて、又は間隙１４０５Ｂの下のカメラモジュールの外径の場所で下側ハウジングセグメントと接触する湾曲又は傾斜した突出部を用いて構成することができる。
【００９６】
これに代えて、ハウジング１４０１の下のカメラモジュールの直径は、その先の全ての部分で小さくすることができる。外部ハウジング１４０１が内部カメラモジュール１４０４に衝撃を与えることなくスポンジ１４０２の圧縮と共に移動することを可能にするために、間隙１４０７は、ハウジング１４０１のＸ−Ｙ平面の全広がりの周りで延びることができ、又はハウジングの連続する部分が、センサ基板又はＦＰＣの周りにあり、又はそこを通る類似の間隙又は以下に定める間隙を様々な組合せで有することができる。
【００９７】
図１４Ｃは、有利に相乗的なカメラモジュールアーキテクチャの一実施形態によるスポンジが自由長１４０６から短い圧縮スポンジｚ長１４０７まで縮小した時に間隙１４０５Ａ及び１４０５Ｂ内に延びるハウジング１４０１を示すＺ方向圧縮の後／最中の図１４Ｂのカメラモジュールを略示している。間隙１４０５Ａ、１４０５Ｂを与え、すなわち、内部カメラモジュール１４０４又はブラケット１４０８の物体端部と、重なるハウジング部分１４０１との間に間隙１４０５Ａを与え、クリップ開口の上部においてクリップ１４０９とハウジング１４０１の間に間隙１４０５Ｂを与え、更に可能性として他の場所、例えば、ＦＰＣとハウジング１４０１の底部の間に間隙を与えることにより、内部モジュール１４０４は、Ｚ衝撃に起因して損傷を受けること又は性能誤差を有することから有利に保護され、このＺ衝撃は、スポンジ１４０２の平面内のスポンジ性又は軟性を用いて有利に吸収され、一方、Ｘ衝撃及びＹ衝撃も、同じスポンジ１４０２のｘ−ｙ平面軸線方向のスポンジ性、軟性、及び広い面積を用いて吸収される。
【００９８】
図１４Ｃのカメラモジュールは、内部モジュール１４０４の左側及び右側に示す２つのスポンジの圧縮状態に示したものである。例えば、カメラモジュールの光路と平行であるか又は図１４Ｃで垂直なＺ方向に沿う方向に有意な成分を有する外部衝撃は、図１４Ｂの自由長１４０６から図１４Ｃの圧縮長１４０７へのスポンジ圧縮によってちょうど吸収されてしまっている。外部ハウジング１４０１は、一実施形態による図１４Ａ〜図１４Ｃに略示するカメラモジュールの有利な設計に起因して、ブラケット１４０８に対してブラケット１４０８に向けてブラケット１４０８に接触することなく移動している。
【００９９】
ハウジング１４０１内で右側に示す開口と係止するブラケット１４０８の１つの受動的位置合わせ特徴部１４０９に関しては、図１４Ｃの受動的位置合わせ開口の上部を定めるハウジング材料が、ブラケット１４０８及びクリップ１４０９に対して移動し、間隙１４０５Ｂ内に進入しており、クリップ１４０９においてハウジング１４０１とブラケット１４０８の間に接触はない。カメラモジュールの底部にあるハウジング１４０１の左１４１０Ｂ、右１４１０Ｃ、裏１４１０Ｄにある３つの側面の各々は、カメラモジュールに対するＺ方向衝撃に続く圧縮中にセンサモジュールの底面層１４１１のよりも低く移動してしまっており、これらの側面に接触するものは何も存在していない。
【０１００】
この実施形態におけるカメラモジュールの第４の側面は、他の３つの側面よりも高い底面位置を有し、それによって画像センサに結合されたフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）は、作動中に外部衝撃が画像センサ及びそれに結合されたＦＰＣに対してハウジング１４０１の第４の側面を移動するときに、ハウジングの第４の側面の底面縁部と接触して損傷を受けることなく、デジタル画像データ、メタデータ、指令を含む信号、及び／又は電力を搬送するか又は他のカメラモジュール電子相互接続を保持することができ、かつＦＰＣが結合するカメラモジュールに画像センサ構成要素の場所で又はその近くで、例えば、比較的高い位置に置かれた第４の側面（例えば、図１２を参照されたい）の下で、又は変形のハウジング１４０１の第４の側面内のスロットを通して接近するか又はそこから離脱するようにＦＰＣを構成することができる。
【０１０１】
ＦＰＣ延長部
別の実施形態において、カメラモジュールの物体端部又はその近くか、又はセンサ構成要素への元来のＦＰＣ接続部から少なくともかなり離れた場所にアクチュエータ接点パッドへの少なくともある程度の大きさのトレース接続部を含めるために、ＭＥＭＳアクチュエータ制御信号パッド及び／又は電力入力パッドへのＦＰＣ電気接続部が設けられる。図１５Ａ〜図１５Ｃの実施形態におけるＦＰＣは、センサ構成要素における元来の物理的かつ電子的ＦＰＣ接続部からカメラモジュールの周りに曲げられ、カメラモジュールのセンサ端部と反対側に電子アクチュエータパッドへの第２の電子接続部を作る。ＦＰＣは、他に画像センサ上に十分な露出の画像を形成する光の光路をその途中で阻止することのない程度まで十分に位置合わせが厳密であるように、物理的かつ電子的にアクチュエータパッドと接続する特殊形状の端部又はＦＰＣ延長部を有することができる。
【０１０２】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、一実施形態によるカメラモジュールをＦＰＣ曲げの前の斜視図、ＦＰＣ曲げ中の上面図、及びＦＰＣ曲げ後の別の角度からの斜視図を用いて略示している。カメラモジュール１５０１は、センサ構成要素の場所で、図１５Ａの折り曲げ可能なフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）１５０２のセンサ接続セグメント１５０２Ａに物理的かつ電子的に結合される。ある一定の電子機器１５０３は、側面セグメント１５０３Ａに結合することができ、この場合、これらの電子機器は、電子機器１５０３が占有し、ＦＰＣ１５０２の側面セグメント１５０３Ａによって封入される１つの側面に空間を残す例えばＵ字形ブラケット又は内部ＥＭＩハウジングフレームの使用によって空き空間内に収まる。この空き空間の一部分には、加速度計及び／又は方位センサを含めることができる（例えば、本件と同じ出願人に譲渡され、引用によって組み込まれている米国特許出願第６１／６２２，４８０号明細書及び第６１／６７５，８１２号明細書を参照されたい）。図１５Ａの実施形態におけるＦＰＣ１５０２は、センサ接続セグメント及び側面セグメント１５０３に続いて、センサ接続セグメント１５０２から厳密な量だけ変位された端部セグメント又は単にＦＰＣセグメント１５０４とすることができるＦＰＣ延長部１５０４を更に含む。ＦＰＣ延長セグメント１５０４は、カメラモジュールのレンズバレルの画像端部にあるアクチュエータパッドに電気的に接触するための２つ又は３つ以上の導電性側面パッド１５０４Ａを含む。ＦＰＣ延長部１５０４又は端部セグメントは、望ましい結像光線がカメラモジュールに入射することが阻止されず、かつ望ましくない光線が光路の中心部分から阻止されるように、カメラモジュールの開口と重なる部分的、半円形、又は完全な切欠き部１５０５を定めることができる。代替実施形態において、ＦＰＣ１５０２は、ＦＰＣ端部セグメントにおいてカメラモジュールのセンサ端部に接続され、アクチュエータパッドに接続するために周辺部で曲げられ、アクチュエータ接続セグメント１５０４から（図示のようなセンサセグメント１５０２Ａからではなく）カメラモジュールの外部の接続部に続くことができる。ＦＰＣ延長部１５０４は、上記で参照した図６Ａ〜図９の光漏出バッフル例６０２、７０２、８０２、９０２のうちのいずれかと類似のＥＭＩ遮断性を有することができる。
【０１０３】
図１６Ａ〜図１６Ｂは、図１５Ａ〜１５Ｂを参照して直前に記述した実施形態と類似のＦＰＣ曲げ前後の一実施形態によるカメラモジュールを略示している。ＦＰＣ１６０１は、カメラモジュール１６０２のセンサ端部に物理的かつ電気的に結合され、かつ、挟持及び／又は握持フック取付具を用いて、又はアクチュエータ端部上のＦＰＣ導電性パッド切欠き部１６０４及び突起状アクチュエータ制御接点パッド１６０３及び／又は専用物理的結合突出部及び／又は切欠き部のような他の受動的相補特徴部を用いて、十分な物理的結合安定性を伴ってアクチュエータ接点１６０３に電気的に結合するように構成される。アクチュエータパッド導電接点１６０４を含む同じＦＰＣセグメント１６０５は、例えば、図６Ａ〜図９を参照して記述した実施形態の光漏出バッフル６０２、７０２、８０２、９０２に対する代替として、光漏出バッフルとして機能するか又はそれに結合するように構成された図１５Ａ〜図１５Ｂの実施形態と類似の開口１６０６を有することができる。図６Ａ〜図９の実施形態に加えて、図１５Ａ〜図１６Ｂの実施形態において、レンズ群の移動に向けて有利なオートフォーカス範囲を与えるＺ方向の余地が与えられる。これがなければ、外側の光学系がオートフォーカス開口を通して延長されていない時に、外側の光学系とオートフォーカス開口（例えば、図７の開口７０８）との間の間隙内で光が漏れていたと考えられる。従来の実施形態と同様に、ＦＰＣセグメント１６０５は、このセグメントを多利益かつ多機能のものにするＥＭＩ遮断性を有することができる。
【０１０４】
本発明の例示的図面及び特定の実施形態を説明して図示したが、本発明の範囲は、解説した特定の実施形態に限定されるものではいことを理解しなければならない。従って、これらの実施形態は、限定的ではなく例示的なものと見なさなければならず、当業者は、これらの実施形態に本発明の範囲から逸脱することなく変更を加えることができることを理解しなければならない。
【０１０５】
これに加えて、本明細書における好ましい実施形態に従って実施することができ、かつ上記に記述した方法では、作動は、選択した代表的な順序で記述した。しかし、これらの順序は、説明上の都合で選択してそのように順番付けしたものであり、特定の順番を明確に示すことができる場合又は当業者が特定の順番が必要であると考えることができる場合を除き、作動を実施するいずれの特定の順番も示唆するように意図したものではない。
【０１０６】
これに加えて、本明細書の上記及び以下に含む全ての参考文献は引用によって組み込まれており、並びに「背景技術」、「要約」、及び「図面の簡単な説明」、並びに米国特許出願第１２／２１３，４７２号明細書、第１２／２２５，５９１号明細書、第１２／２８９，３３９号明細書、第１２／７７４，４８６号明細書、第１３／０２６，９３６号明細書、第１３／０２６，９３７号明細書、第１３／０３６，９３８号明細書、第１３／０２７，１７５号明細書、第１３／０２７，２０３号明細書、第１３／０２７，２１９号明細書、第１３／０５１，２３３号明細書、第１３／１６３，６４８号明細書、第１３／２６４，２５１号明細書、及びＰＣＴ出願ＷＯ  ２００７／１１００９７、及び米国特許第６，８７３，３５８号明細書及び第ＲＥ４２，８９８号明細書の各々は、実施形態の詳細説明の中に代替実施形態を開示するものとして引用によって組み込まれている。
【０１０７】
以下の文献も、代替実施形態を開示するものとして引用によって組み込まれている：米国特許第８，０５５，０２９号明細書、第７，８５５，７３７号明細書、第７，９９５，８０４号明細書、第７，９７０，１８２号明細書、第７，９１６，８９７号明細書、第８，０８１，２５４号明細書、第７，６２０，２１８号明細書、第７，９９５，８５５号明細書、第７，５５１，８００号明細書、第７，５１５，７４０号明細書、第７，４６０，６９５号明細書、第７，９６５，８７５号明細書、第７，４０３，６４３号明細書、第７，９１６，９７１号明細書、第７，７７３，１１８号明細書、第８，０５５，０６７号明細書、第７，８４４，０７６号明細書、第７，３１５，６３１号明細書、第７，７９２，３３５号明細書、第７，６８０，３４２号明細書、第７，６９２，６９６号明細書、第７，５９９，５７７号明細書、第７，６０６，４１７号明細書、第７，７４７，５９６号明細書、第７，５０６，０５７号明細書、第７，６８５，３４１号明細書、第７，６９４，０４８号明細書、第７，７１５，５９７号明細書、第７，５６５，０３０号明細書、第７，６３６，４８６号明細書、第７，６３９，８８８号明細書、第７，５３６，０３６号明細書、第７，７３８，０１５号明細書、第７，５９０，３０５号明細書、第７，３５２，３９４号明細書、第７，５６４，９９４号明細書、第７，３１５，６５８号明細書、第７，６３０，００６号明細書、第７，４４０，５９３号明細書、第７，３１７，８１５号明細書、及び第７，２８９，２７８号明細書、並びに米国特許出願第１３／３０６，５６８号明細書、第１３／２８２，４５８号明細書、第１３／２３４，１４９号明細書、第１３／２３４，１４６号明細書、第１３／２３４，１３９号明細書、第１３／２２０，６１２号明細書、第１３／０８４，３４０号明細書、第１３／０７８，９７１号明細書、第１３／０７７，９３６号明細書、第１３／０７７，８９１号明細書、第１３／０３５，９０７号明細書、第１３／０２８，２０３号明細書、第１３／０２０，８０５号明細書、第１２／９５９，３２０号明細書、第１２／９４４，７０１号明細書、及び第１２／９４４，６６２号明細書、並びに米国特許出願公開出願番号第２０１２００１９６１４号明細書、第２０１２００１９６１３号明細書、第２０１２０００８００２号明細書、第２０１１０２１６１５６号明細書、第２０１１０２０５３８１号明細書、第２０１２０００７９４２号明細書、第２０１１０１４１２２７号明細書、第２０１１０００２５０６号明細書、第２０１１０１０２５５３号明細書、第２０１００３２９５８２号明細書、第２０１１０００７１７４号明細書、第２０１００３２１５３７号明細書、第２０１１０１４１２２６号明細書、第２０１００１４１７８７号明細書、第２０１１００８１０５２号明細書、第２０１０００６６８２２号明細書、第２０１０００２６８３１号明細書、第２００９０３０３３４３号明細書、第２００９０２３８４１９号明細書、第２０１００２７２３６３号明細書、第２００９０１８９９９８号明細書、第２００９０１８９９９７号明細書、第２００９０１９０８０３号明細書、第２００９０１７９９９９号明細書、第２００９０１６７８９３号明細書、第２００９０１７９９９８号明細書、第２００８０３０９７６９号明細書、第２００８０２６６４１９号明細書、第２００８０２２０７５０号明細書、第２００８０２１９５１７号明細書、第２００９０１９６４６６号明細書、第２００９０１２３０６３号明細書、第２００８０１１２５９９号明細書、第２００９００８０７１３号明細書、第２００９００８０７９７号明細書、第２００９００８０７９６号明細書、第２００８０２１９５８１号明細書、第２００９０１１５９１５号明細書、第２００８０３０９７７０号明細書、第２００７０２９６８３３号明細書、及び第２００７０２６９１０８号明細書。
【符号の説明】
【０１０８】
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４  可動レンズ
Ｌ５  固定レンズ
【図１】
2015529851.tif 000003
【図２Ａ】
2015529851.tif 000004
【図２Ｂ】
2015529851.tif 000005
【図３】
2015529851.tif 000006
【図４Ａ】
2015529851.tif 000007
【図４Ｂ】
2015529851.tif 000008
【図５Ａ】
2015529851.tif 000009
【図５Ｂ】
2015529851.tif 000010
【図６Ａ】
2015529851.tif 000011
【図６Ｂ】
2015529851.tif 000012
【図６Ｃ】
2015529851.tif 000013
【図７】
2015529851.tif 000014
【図８】
2015529851.tif 000015
【図９】
2015529851.tif 000016
【図１０Ａ】
2015529851.tif 000017
【図１０Ｂ】
2015529851.tif 000018
【図１１Ａ】
2015529851.tif 000019
【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【国際調査報告】
2015529851.tif 000032