(57)【要約】カメラモジュールは、画像センサ、レンズアセンブリ、および、機械的アクチュエータを含む。レンズアセンブリは、画像を画像センサ上に合焦させるように配置されて、可変焦点レンズを含む。機械的アクチュエータは、レンズアセンブリと画像センサを、第１の横軸と平行なＸ方向と第２の横軸と平行なＹ方向の各方向に、互いに相対的に平行移動させる。第１の横軸は、レンズアセンブリの光軸に略垂直であり、第２の横軸は、光軸および第１の横軸の各々に略垂直である。レンズアセンブリは、第１の横軸を中心とした第１の回転方向、および、第２の横軸を中心とした第２の回転方向の各方向で、画像センサと相対的に固定されたものである。
2020512579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラモジュールにおいて、
画像センサと、
画像を前記画像センサ上に合焦させるように配置されて、液体界面を有する液体レンズを含むレンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリと前記画像センサを、第１の横軸と平行なＸ方向と第２の横軸と平行なＹ方向の各方向に、互いに相対的に平行移動させる機械的アクチュエータであって、前記第１の横軸は、該レンズアセンブリの光軸に略垂直であり、前記第２の横軸は、前記光軸および該第１の横軸の各々に略垂直である前記機械的アクチュエータと
を含み、
前記レンズアセンブリは、前記第１の横軸を中心とした第１の回転方向、および、前記第２の横軸を中心とした第２の回転方向の各方向で、前記画像センサと相対的に固定されたものであり、
前記液体界面の傾きは、前記レンズアセンブリの焦点を、前記Ｘ方向または前記Ｙ方向の少なくとも１つの方向で調節して、光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を２軸以上で行うように調節可能であり、
前記液体レンズと前記機械的アクチュエータは、協調して動作して、前記ＯＩＳ機能を、２軸以下での機械的動作を用いて、４軸以上で行うものであるカメラモジュール。
【請求項２】
前記ＯＩＳ機能の前記４軸以上は、ピッチ、ヨー、前記第１の横軸、および、前記第２の横軸を含み、
前記機械的動作の前記２軸以下は、前記第１の横軸、および、前記第２の横軸を含むものである、請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記液体界面の前記傾きを、前記カメラモジュールの比較的小さい移動に応じて、調節しうるものであり、
前記機械的アクチュエータは、前記カメラモジュールの比較的大きい移動に応じて、前記レンズアセンブリと前記画像センサを互いに相対的に平行移動させるものである、請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記液体レンズと前記機械的アクチュエータは、協調して動作し、前記ＯＩＳ機能を、３軸以下での機械的動作を用いて、５軸以上で行うものであり、
前記ＯＩＳ機能の前記５軸以上は、ピッチ、ヨー、ロール、前記第１の横軸、および、前記第２の横軸を含むものであり、
前記機械的動作の３軸以下は、ロール、前記第１の横軸、および、前記第２の横軸を含むものである、請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記機械的アクチュエータは、
前記レンズアセンブリと前記画像センサを、実質的に前記Ｘ方向だけに、相対的に平行移動させる第１の作動部材と、
前記レンズアセンブリと前記画像センサを、実質的に前記Ｙ方向だけに、相対的に平行移動させる第２の作動部材と
を含み、
前記第１の作動部材と前記第２の作動部材は、協調して、前記レンズアセンブリと前記画像センサを、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向の各方向に、相対的に移動させるものである、請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記液体界面は、オートフォーカス機能を行うように調節可能である、請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項７】
前記レンズアセンブリは、前記光軸と平行なＺ方向で、前記画像センサと相対的に固定されたものである、請求項６に記載のカメラモジュール。
【請求項８】
前記液体レンズおよび前記機械的アクチュエータの各々に、動作可能に連結されて、（ａ）該液体レンズの前記傾き、および、（ｂ）前記レンズアセンブリと前記画像センサの前記互いに相対的な平行移動を制御する制御部を、
更に含む、実施形態１に記載のカメラモジュール。
【請求項９】
カメラモジュールにおいて、
画像センサと、
画像を前記画像センサ上に合焦させるように配置されて、可変焦点レンズを含むレンズアセンブリであって、前記可変焦点レンズは、前記レンズアセンブリの焦点を横方向に調節するように調節自在なものである該レンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリと前記画像センサを、横平面内で相対的に平行移動させる機械的アクチュエータと
を含み、
前記可変焦点レンズによる前記レンズアセンブリの前記焦点の前記横方向の調節、および、前記機械的アクチュエータによる前記相対的な平行移動は、協調して、光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を４軸で行うものである。
カメラモジュール。
【請求項１０】
カメラモジュールにおいて、
画像センサと、
被写体の画像を前記画像センサ上に合焦させるように配置されて、可変焦点レンズを含むレンズアセンブリであって、前記可変焦点レンズは、前記レンズアセンブリの焦点を横方向に調節するように調節自在なものである該レンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリと前記画像センサを、横平面内で相対的に平行移動させる機械的アクチュエータと
を含み、
前記被写体の位置が前記カメラモジュールに対してずれた時に、前記可変焦点レンズと前記機械的アクチュエータは協働して動作して、前記画像センサ上の前記画像の位置を維持するものであるカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、米国特許法第１１９条の下、２０１７年３月９日出願の米国仮特許出願第６２／４６９，２０３号、および、２０１７年９月２１日出願の米国仮特許出願第６２／５６１，４４３号の優先権の利益を主張し、それらの内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、カメラモジュール、特に、オートフォーカスおよび光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を有するカメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
デジタルカメラ用のカメラモジュールは、概して、画像センサ、および、画像センサ上に画像を合焦させるように配置された光学系を含む。いくつかの更に進化したカメラモジュールは、オートフォーカス機能、および／または、光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を行う。例えば、オートフォーカス機能とＯＩＳ機能の両方を行うように構成されたカメラモジュールは、光学系を３つの異なる軸で物理的に平行移動させる３つのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を含みうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのような機械的システムは、比較的広い空間を必要とすると共に、電力を比較的多く消費しうるもので、それらの点は、特に、スリムな形状と長いバッテリー寿命が望ましいスマートフォン、または、タブレットコンピュータなどの消費者向け電子機器での利用の際に不利である。更に、そのような機械的システムは比較的低速で機能し、低いオートフォーカスおよび／またはＯＩＳ性能につながりうる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書において、オートフォーカスおよび光学画像安定化機能を有するカメラモジュールを開示する。
【０００６】
本明細書において、画像センサ、レンズアセンブリ、および、機械的アクチュエータを含むカメラモジュールを開示する。レンズアセンブリは、画像を画像センサ上に合焦させるように配置されて、可変焦点レンズを含む。機械的アクチュエータは、レンズアセンブリと画像センサを、第１の横軸と平行なＸ方向と第２の横軸と平行なＹ方向の各方向に、互いに相対的に平行移動させる。第１の横軸は、レンズアセンブリの光軸に略垂直であり、第２の横軸は、光軸および第１の横軸の各々に略垂直である。レンズアセンブリは、第１の横軸を中心とした第１の回転方向、および、第２の横軸を中心とした第２の回転方向の各方向で、画像センサと相対的に固定されたものである。
【０００７】
本明細書において、画像センサ、レンズアセンブリ、および、機械的アクチュエータを含むカメラモジュールを開示する。レンズアセンブリは、画像を画像センサ上に合焦させるように配置されて、可変焦点レンズを含む。機械的アクチュエータは、レンズアセンブリを、第１の横軸と平行なＸ方向と第２の横軸と平行なＹ方向に、画像センサと相対的に平行移動させる。第１の横軸は、レンズアセンブリの光軸に略垂直であり、第２の横軸は、光軸および第１の横軸の各々に略垂直である。レンズアセンブリは、第１の横軸を中心とした第１の回転方向、第２の横軸を中心とした第２の回転方向、および、光軸と平行なＺ方向の各方向で、画像センサと相対的に固定されたものである。レンズアセンブリと機械的アクチュエータは、協調して動作し、光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を４軸以上で行うものである。
【０００８】
本明細書において、画像センサ、レンズアセンブリ、および、機械的アクチュエータを含むカメラモジュールを開示する。レンズアセンブリは、画像を画像センサ上に合焦させるように配置されて、可変焦点レンズを含む。機械的アクチュエータは、レンズアセンブリを、第１の横軸と平行なＸ方向に、画像センサと相対的に平行移動させる第１の作動部材、および、レンズアセンブリを、第２の横軸と平行なＹ方向に、画像センサと相対的に平行移動させる第２の作動部材を含む。第１の横軸は、レンズアセンブリの光軸に略垂直であり、第２の横軸は、光軸および第１の横軸の各々に略垂直である。レンズアセンブリは、第１の横軸を中心とした第１の回転方向、第２の横軸を中心とした第２の回転方向、および、光軸と平行なＺ方向の各方向で、画像センサと相対的に固定されたものである。レンズアセンブリと機械的アクチュエータは、協調して動作し、光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を４軸以上で行うものである。
【０００９】
本明細書において、カメラモジュールの動作方法を開示する。その方法は、レンズアセンブリの可変焦点レンズの焦点距離を、オートフォーカス機能を行うように調節する工程を含む。その方法は、レンズアセンブリを、カメラモジュールの第１の横軸を中心とした第１の回転方向および第２の横軸を中心とした第２の回転方向の移動に応じて、第１の横軸と平行なＸ方向、および、第２の横軸と平行なＹ方向の各方向に、画像センサと相対的に平行移動させる工程を含む。第１の横軸は、レンズアセンブリの光軸に略垂直であり、第２の横軸は、光軸および第１の横軸の各々に略垂直である。レンズアセンブリは、第１の回転方向、第２の回転方向、および、光軸と平行なＺ方向の各方向で、画像センサと相対的に固定されたものである。
【００１０】
ここまでの概略的記載と以下の詳細な記載の両方が、例示的なものにすぎず、請求した主題の本質および特徴を理解するための概観および枠組みを提供することを意図すると理解すべきである。添付の図面は、更なる理解のために含められ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を示し、明細書の記載と共に、様々な実施形態の原理および動作を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】カメラモジュールのいくつかの実施形態を概略的に示す分解組立て図である。
【図２】図１に示したカメラモジュールの斜視図である。
【図３】レンズアセンブリのいくつかの実施形態を概略的に示す光軸を含む平面に沿った断面図である。
【図４】可変焦点レンズのいくつかの実施形態を概略的に示す断面図である。
【図５Ａ】異なる焦点距離に設定された可変焦点レンズのいくつかの実施形態を概略的に示す断面図である。
【図５Ｂ】異なる焦点距離に設定された可変焦点レンズのいくつかの実施形態を概略的に示す断面図である。
【図５Ｃ】異なる焦点距離に設定された可変焦点レンズのいくつかの実施形態を概略的に示す断面図である。
【図６Ａ】被写体の画像を画像センサ上に合焦させるレンズアセンブリのいくつかの実施形態を概略的に示す図である。
【図６Ｂ】被写体の画像を画像センサ上に合焦させるレンズアセンブリのいくつかの実施形態を概略的に示す図である。
【図６Ｃ】被写体の画像を画像センサ上に合焦させるレンズアセンブリのいくつかの実施形態を概略的に示す図である。
【図７Ａ】被写体の画像を画像センサ上に合焦させるレンズアセンブリのいくつかの実施形態を概略的に示す図である。
【図７Ｂ】被写体の画像を画像センサ上に合焦させるレンズアセンブリのいくつかの実施形態を概略的に示す図である。
【図７Ｃ】被写体の画像を画像センサ上に合焦させるレンズアセンブリのいくつかの実施形態を概略的に示す図である。
【図８Ａ】異なる傾き配置に設定された可変焦点レンズのいくつかの実施形態を概略的に示す断面図である。
【図８Ｂ】異なる傾き配置に設定された可変焦点レンズのいくつかの実施形態を概略的に示す断面図である。
【図８Ｃ】異なる傾き配置に設定された可変焦点レンズのいくつかの実施形態を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、添付の図面に示した例示的な実施形態を詳細に記載する。全図を通して、同じ、または、類似の部分を称するには、可能な限り、同じ参照番号を用いている。図中の構成要素は、必ずしも縮尺どおりではなく、例示的な実施形態の原理を示すことに重点を置いている。
【００１３】
本明細書において、範囲の端点を含む数値範囲を、「約」、「およそ」などの用語を前に付けて概数で表しうる。そのような場合には、他の実施形態は、その特定の数値を含む。数値を概数で表したかに関わらず、以下の２つの実施形態が本開示に含まれる：１つの実施形態は、概数で表しものであり、他方の実施形態は、概数で表したものではない。更に、各範囲の端点は、他方の端点との関係でと、他方の端点とは独立にの両方で重要であることが理解されよう。
【００１４】
様々な実施形態において、カメラモジュールは、画像センサ、および、画像センサ上に画像を合焦させるように配置されたレンズアセンブリを含む。レンズアセンブリは、可変焦点レンズを含む。いくつかの実施形態において、機械的アクチュエータは、レンズアセンブリと画像センサを、第１の横軸と平行なＸ方向、および、第２の横軸と平行なＹ方向の各方向に、互いに相対的に平行移動させる。第１の横軸は、レンズアセンブリの光軸に略垂直で、第２の横軸は、光軸および第１の横軸の各々に略垂直である。更に、または、その代わりに、レンズアセンブリは、第１の横軸を中心とした第１の回転方向、および、第２の横軸を中心とした第２の回転方向の各方向で、画像センサと相対的に固定される。いくつかの実施形態において、可変焦点レンズは、オートフォーカス機能を行うように調節可能である。例えば、可変焦点レンズは、レンズアセンブリの焦点距離を調節するように調節可能な液体界面を有する液体レンズであり、オートフォーカス機能を行う。更に、または、その代わりに、機械的アクチュエータは、レンズアセンブリと画像センサを、光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を行うように、互いに相対的に平行移動させる。したがって、いくつかの実施形態において、オートフォーカス機能とＯＩＳ機能の両方を、可変焦点レンズ、および、比較的単純な２軸の機械的アクチュエータを用いて実現しうるもので、それは、より複雑な３軸以上で動作する機械的アクチュエータとは対照的なものである。いくつかの実施形態において、可変焦点レンズは、ＯＩＳ機能を行うように調節可能である。例えば、可変焦点レンズは、界面の傾きを調節するように調節可能な液体界面を有する液体レンズであり、レンズアセンブリの焦点をＸ方向またはＹ方向の少なくとも１つの方向で調節する。したがって、いくつかの実施形態において、可変焦点レンズと機械的アクチュエータは、協調して動作し、２軸以下での機械的動作により、４軸以上でＯＩＳ機能を行うか、３軸以下での機械的動作により、５軸以上でＯＩＳ機能を行いうる。
【００１５】
可変焦点レンズは、２軸でＯＩＳ機能を行うことが可能なので、本明細書に記載のカメラモジュールは、４軸または５軸の非常に複雑なＯＩＳ機能特性を、１つの横平面（例えば、Ｘ−Ｙ平面）に限定された比較的単純な機械的動作により可能にする。多軸に沿った機械的平行移動（例えば、Ｘ−Ｙ−Ｚ動作）、および、それらの軸を中心とした回転を用いた従来のカメラモジュールと比べて、本明細書に記載のカメラモジュールは、電力消費を削減し、使用寿命を長くし、耐機械的衝撃性を高め、合焦／安定化時間を短縮し、接写時の合焦を改良し、ＯＩＳ制御を簡略化し、形状要因を小型化し、更に、（例えば、磁場を変化させずに動作する機械的アクチュエータを用いた結果、）電磁干渉を削減しうる。
【００１６】
図１および２は、各々、カメラモジュール１００のいくつかの実施形態の概略的な分解組立て図、および、斜視図であり、画像センサ１１０、および、画像センサ上に画像を合焦させるように配置されたレンズアセンブリ１３０を含む。いくつかの実施形態において、カメラモジュール１００は、筐体１５０を含み、レンズアセンブリ１３０は、筐体内に載置されて、画像を画像センサ１１０上に合焦させる。例えば、筐体１５０は、底部１５２、および、底部から延伸する１つ以上の側壁部１５４を含む。図１および２に示すように、いくつかの実施形態において、筐体１５０は、底部１５２に開口部１５６を含み、画像センサ１１０は、開口部に受け付けられるか、または、他の態様で開口部と位置合わせされる。他の実施形態において、画像センサ１１０は、開口部を省略しうるように、筐体の底部上に載置される。したがって、筐体の底部は、連続的か、および／または、開口部がないものでありうる。
【００１７】
図１および２に示した筐体１５０は、底部１５２から延伸して、周囲の囲いを形成する４つの略隙間のない側壁部１５４を含むが、他の実施形態も、本開示に含まれる。例えば、他の実施形態において、１つ以上の側壁部を省略する。例えば、筐体１５０は、３つの壁部、２つの壁部、または、１つの壁部を含みうる。更に、または、その代わりに、側壁部のうちの１つ以上が、（例えば、電気接続部が通り抜けることが可能となるように）開口部を含む。
【００１８】
カメラモジュール１００は、レンズアセンブリ１３０と画像センサ１１０を互いに相対的に平行移動させる機械的アクチュエータ１７０を含む。例えば、図１および２に示した実施形態において、機械的アクチュエータ１７０は、本明細書に記載したように、第１の横軸１７２と平行なＸ方向、および、第２の横軸１７４と平行なＹ方向の各方向への互いに相対的に平行移動を生じさせる。第１の横軸１７２は、レンズアセンブリ１３０の光軸１７６に略垂直で、第２の横軸１７４は、光軸および第１の横軸の各軸に略垂直である。いくつかの実施形態において、機械的アクチュエータ１７０は、第１のステージ１８０および第２のステージ１９０を含む。本明細書に記載したように、第１のステージ１８０は、少なくとも１つの横方向（例えば、Ｘ方向）に、画像センサ１１０と相対的に平行移動可能であり、第２のステージ１９０は、少なくとも１つの横方向（例えば、Ｙ方向）に、画像センサと相対的に平行移動可能である。本明細書に記載したように、レンズアセンブリ１３０を、２つの直交方向に、画像センサ１１０と相対的に平行移動させることで、機械的アクチュエータ１７０が、２軸のＯＩＳ機能を行うのを可能にしうる。
【００１９】
いくつかの実施形態において、第１のステージ１８０が筐体１５０と相対的に平行移動可能となるように、第１のステージは筐体と移動自在に係合される。例えば、第１のステージ１８０は、筐体１５０（例えば、底部１５２、および／または、側壁部１５４）に、第１のステージを筐体と相対的に平行移動させるように作動されうる第１の作動部材１８２を用いて連結される。いくつかの実施形態において、カメラモジュール１００は、第１のステージ１８０と筐体１５０の間に配置された摺動機構を含む。例えば、図１および２に示した実施形態において、摺動機構は、筐体１５０の底部１５２に形成された１つ以上の溝部１８４、および、各溝部内に配置された軸受１８６を含む。第１のステージ１８０は、軸受１８６上で静止し、軸受は、溝部１８４内で自由に転がる。したがって、摺動機構は、第１のステージ１８０が筐体１５０と相対的に平行移動される間の第１のステージと筐体の間での摩擦を、削減しうる。更に、または、その代わりに、摺動機構は、平行移動中に第１のステージ１８０の拘束および振動衝撃を防ぐことによって、第１のステージが、筐体１５０と相対的に滑らかに平行移動可能となるのを助けうる。
【００２０】
いくつかの実施形態において、第２のステージ１９０が筐体１５０と相対的に平行移動可能となるように、第２のステージは、筐体および／または第１のステージ１８０と移動自在に係合される。例えば、第２のステージ１９０は、筐体１５０（例えば、底部１５２、および／または、側壁部１５４）、並びに／若しくは、第１のステージ１８０に、第２のステージを筐体と相対的に平行移動させるように作動されうる第２の作動部材１９２を用いて連結される。いくつかの実施形態において、カメラモジュール１００は、第２のステージ１９０と第１のステージ１８０の間に配置された摺動機構を含む。例えば、図１および２に示した実施形態において、摺動機構は、第１のステージ１８０の上面に形成された１つ以上の溝部１９４、および、各溝部内に配置された軸受１９６を含む。第２のステージ１９０は、軸受１９６上で静止し、軸受は、溝部１９４内で、自由に転がる。したがって、摺動機構は、第２のステージ１９０が筐体１５０と相対的に平行移動される間の第２のステージと第１のステージ１８０の間での摩擦を、削減しうる。更に、または、その代わりに、摺動機構は、平行移動中に第２のステージの拘束および振動衝撃を防ぐことによって、第２のステージ１９０が、筐体１５０と相対的に滑らかに平行移動可能となるのを助けうる。
【００２１】
いくつかの実施形態において、第１の作動部材１８２は、第１のステージ１８０をＸ方向に平行移動させるように作動される。例えば、図１および２に示した実施形態において、第１の作動部材１８２は、電気バイアスに応じて長さが変化して、第１のステージ１８０をＸ方向に押圧するか、または、引っ張る形状記憶合金（ＳＭＡ）部材である。更に、または、その代わりに、アクチュエータ１７０は、第１の作動部材１８２と協調して、第１のステージ１８０をＸ方向に平行移動させる弾性部材（不図示）を含む。例えば、弾性部材は、第１の作動部材１８２に対向配置されて、（例えば、移動を滑らかにするか、第１のステージを静止位置へと付勢するように）第１のステージ１８０に反対の力を加える、ばねである。いくつかの実施形態において、第２のステージ１９０は、第１のステージ１８０上で静止する。したがって、第１のステージ１８０をＸ方向に平行移動させることで、それに対応して、第２のステージ１９０をＸ方向に平行移動させる。いくつかの実施形態において、第２の作動部材１９２を作動させて、第２のステージ１９０をＹ方向へと平行移動をさせる。例えば、図１および２に示した実施形態において、作動部材１９２は、電気バイアスに応じて長さが変化して、第２のステージ１９０をＹ方向に押圧するか、または、引っ張るＳＭＡ部材である。更に、または、その代わりに、アクチュエータ１７０は、第２の作動部材１９２と協調して、第２のステージ１９０をＹ方向に平行移動させる弾性部材（不図示）を含む。第１のステージ１８０の１次元の作動と第２のステージ１９０の１次元の作動を組み合わせることによって、第１のステージと第２のステージは、第２のステージを２つの直交方向（例えば、Ｘ方向とＹ方向）に平行移動可能な２次元の機械的アクチュエータとして、協調して機能する。そのような２次元の機械的平行移動は、３次元以上の機械的平行移動より非常に簡単であり、したがって、２次元の機械的アクチュエータは、カメラモジュール内で、非常に小さい体積を占めるように設計しうる。
【００２２】
いくつかの実施形態において、レンズアセンブリ１３０を、機械的アクチュエータ１７０に、機械的アクチュエータが、レンズアセンブリと画像センサ１１０を互いに相対的に平行移動させるように載置する。例えば、図１および２に示した実施形態において、第１のステージ１８０および／または第２のステージ１９０が平行移動されることで、それに対応して、レンズアセンブリを平行移動させるように、レンズアセンブリ１３０を第２のステージに載置する。いくつかの実施形態において、第１のステージ１８０は、開口部１８８を含むか、および／または、第２のステージ１９０は、開口部１９８を含む。例えば、開口部１８８と開口部１９８は、機械的アクチュエータ１７０を通る光路を提供するように、少なくとも部分的に位置合わせされて、レンズアセンブリ１３０が画像を画像センサ１１０上に合焦しうるようにする。いくつかの実施形態において、第２のステージ１９０が第１のステージ１８０と相対的に平行移動されても光路が開いたままであるように、開口部１８８は開口部１９８より大きい。更に、または、その代わりに、レンズアセンブリ１３０は、少なくとも部分的に、開口部１９８に受け付けられて、レンズアセンブリが第２のステージ１９０に載置される。
【００２３】
いくつかの実施形態において、機械的アクチュエータ１７０は、画像センサ１１０を、光軸１７６を中心とした第３の回転方向に回転させる。例えば、図１および２に示した実施形態において、機械的アクチュエータ１７０は、画像センサ１１０に（例えば、画像センサの角部近くで）連結された作動部材１７８を含み、画像センサを、第３の回転方向に、レンズアセンブリ１３０と相対的に回転させる。例えば、作動部材１７８は、画像センサ１１０を、レンズアセンブリ１３０と相対的に回転させる微少電気機械システム（ＭＥＭＳ）アクチュエータである。そのように画像センサ１１０を光軸１７６を中心に回転させることで、本明細書に記載したように、機械的アクチュエータ１７０が、更なる軸（例えば、第３の回転方向、または、ロール方向）でのＯＩＳ機能を行うのを可能にしうる。
【００２４】
様々な実施形態において、画像センサ１１０は、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、Ｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）、他の画像感知装置、または、それらの組合せを含む。画像センサ１１０は、レンズアセンブリ１３０によって、画像センサ上に合焦された画像光を検出して、画像光が表す画像を取得する。
【００２５】
図１および２について、作動部材１８２、１９２をＳＭＡアクチュエータとして記載し、更に、作動部材１７８をＭＥＭＳアクチュエータとして記載しているが、他の実施形態も、本開示に含まれる。例えば、他の実施形態において、各作動部材は、独立に、ＳＭＡアクチュエータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、ＭＥＭＳアクチュエータ（例えば、櫛歯アクチュエータなどの静電アクチュエータ、磁気アクチュエータ、圧電アクチュエータ、熱アクチュエータ、または、温度調節アクチュエータ）、ピコモータ、それらの組合せ、若しくは、レンズアセンブリ１３０を、画像センサ１１０と相対的に平行移動させるか、および／または、画像センサを、光軸１７６を中心に回転させることが可能な他の作動装置である。
【００２６】
図１および２について、機械的アクチュエータ１７０を、第１のステージ１８０および第２のステージ１９０を含み、それらが協調して、レンズアセンブリ１３０を、２次元に、画像センサ１１０と相対的に平行移動させるものとして記載しているが、他の実施形態も、本開示に含まれる。例えば、他の実施形態において、機械的アクチュエータは、２つの直交方向に平行移動させるように構成された１つのステージを含むか（例えば、米国特許出願公開第２０１６／０３３７５９２号明細書に記載のアクチュエータであり、その記載は、参照により全体として本明細書に組み込まれる）、または、２つの直交方向に機械的平行移動が可能な他のアクチュエータの構成を含む。
【００２７】
図１および２について、機械的アクチュエータ１７０を、画像センサ１１０をＸ方向およびＹ方向で固定したままで、レンズアセンブリ１３０を平行移動させるものとして記載しているが、他の実施形態も、本開示に含まれる。例えば、他の実施形態において、レンズアセンブリは、Ｘ方向およびＹ方向で固定したままで、機械的アクチュエータが、画像センサを平行移動させる。そのような実施形態のいくつかにおいて、レンズアセンブリではなく、画像センサが、機械的アクチュエータに載置される。他の実施形態において、機械的アクチュエータは、レンズアセンブリと画像センサの両方を平行移動させる。例えば、機械的アクチュエータは、レンズアセンブリを１つの方向（例えば、Ｘ方向）に平行移動させ、画像センサを、それと直交する方向（例えば、Ｙ方向）に平行移動させる。そのような実施形態のいくつかにおいて、レンズアセンブリは、機械的アクチュエータの第１の部分に載置され、画像センサは、機械的アクチュエータの第２の部分に載置される。機械的アクチュエータの第１の部分と第２の部分は、互いに独立して動作しうるが、協調して動作して、レンズアセンブリと画像センサを、２つの直交方向に、互いに相対的に平行移動させることが可能である。
【００２８】
図３は、レンズアセンブリ１３０のいくつかの実施形態を、光軸１７６を含む平面に沿って概略的に示す断面図である。レンズアセンブリ１３０は、可変焦点レンズ１３４を含む。いくつかの実施形態において、レンズアセンブリ１３０は、１つ以上の固定レンズ１３６を含む。本明細書に記載したように、可変焦点レンズ１３４および固定レンズ１３６は、光軸１７６に沿って配置され、画像光１０を、画像センサ１１０上に合焦させる。
【００２９】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載したように、可変焦点レンズ１３４は、液体レンズである。レンズに含まれた異なる液体間の界面の形状を変化させることによって、レンズアセンブリ１３０を、画像センサ１１０と相対的に平行移動も、傾けることも、他の態様で移動させることもせずに、液体レンズの焦点を変化させうる。他の実施形態において、可変焦点レンズは、可撓性薄膜内に配置された流体を有する静圧流体レンズである。可撓性薄膜の曲率を変化させることによって（例えば、流体を注入するか、または、引き出すか、並びに／または、外力を流体レンズに加えることによって）、レンズアセンブリを、画像センサと相対的に平行移動も、傾かせることも、他の態様で移動させることもせずに、静圧流体レンズの焦点を変化させうる。他の実施形態において、可変焦点レンズは、液晶レンズであるか、または、レンズアセンブリを、画像センサと相対的に平行移動も、傾けることも、他の態様で移動させることもせずに変化させうる焦点距離を有する他の種類のレンズである。
【００３０】
図４は、可変焦点レンズ１３４のいくつかの実施形態を概略的に示す断面図である。図４に示した実施形態において、可変焦点レンズ１３４は、液体レンズである。例えば、可変焦点レンズ１３４は、レンズ本体１３５、および、レンズ本体に形成された空洞部１３７を含む。第１の液体１３８および第２の液体１３９は、空洞部１３７内に配置される。いくつかの実施形態において、第１の液体１３８は、極性液体または導電性液体である。更に、または、その代わりに、第２の液体１３９は、非極性液体または絶縁性液体である。いくつかの実施形態において、第１の液体１３８と第２の液体１３９は、第１の液体と第２の液体の間の界面１４０がレンズを形成するように、互いに略不混和性であると共に、異なる屈折率を有する。界面１４０を、エレクトロウェッティングにより調節しうる。例えば、（例えば、電極を、空洞部の表面の近くに配置し、それを、第１の液体から絶縁して）第１の液体１３８と空洞部１３７の表面の間で電圧を印加して、第１の液体について、空洞部の表面の濡れ性を高めるか、または、低下させて、界面１４０の形状を変化させうる。いくつかの実施形態において、界面１４０を調節することで、界面の形状を変化させ、それにより、可変焦点レンズ１３４の焦点距離または焦点を変化させる。例えば、そのように焦点距離を変化させることで、可変焦点レンズ１３４が、本明細書に記載したようにオートフォーカス機能を行うことを可能にしうる。更に、または、その代わりに、界面１４０を調節することで、界面を光軸１７６に対して傾ける。例えば、そのように傾けることで、本明細書に記載したように、可変焦点レンズ１３４が、２軸のＯＩＳ機能を行うのを可能にしうる（例えば、第１の回転方向と第２の回転方向の各方向の回転）。界面１４０の調節は、本明細書に記載したように、可変焦点レンズ１３４を、画像センサ１１０と相対的に物理的に移動させずに実現しうる。いくつかの実施形態において、第１の液体１３８と第２の液体１３９は、略同じ密度を有し、それにより、可変焦点レンズ１３４の物理的向きの変化により（例えば、重力により）、界面１４０の形状が変化するのを防ぐのを助けうる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、可変焦点レンズ１３４のレンズ本体１３５は、第１の窓部１４１および第２の窓部１４２を含む。そのような実施形態のいくつかにおいて、空洞部１３７は、第１の窓部１４１と第２の窓部１４２の間に配置される。いくつかの実施形態において、レンズ本体１３５は、レンズ本体を共に形成する複数の層を含む。例えば、図４に示した実施形態において、レンズ本体１３５は、第１の外側層１４３、中間層１４４、および、第２の外側層１４５を含む。そのような実施形態のいくつかにおいて、中間層１４４は、そこを通って形成された内腔部を含み、第１の外側層１４３は、中間層の片側（例えば、物体側）に接合され、第２の外側層１４５は、中間層の他方側（例えば、像側）に接合されて、中間層が第１の外側層と第２の外側層の間に配置され、内腔部が第１の外側層と第２の外側層によって、反対側の面において覆われ、空洞部１３７が内腔部内に画定される。したがって、第１の外側層１４３のうち、空洞部１３７を覆う部分は、第１の窓部１４１として機能し、第２の外側層１４５のうち、空洞部を覆う部分は、第２の窓部１４２として機能する。いくつかの実施形態において、図４に示すように、空洞部１３７は、空洞部の断面積が光軸１７６に沿って物体側から像側に向かって減少するようにテーパ状である。そのようなテーパ状の空洞部は、第１の液体１３８と第２の液体１３９の間の界面１４０が、光軸１７６に沿って位置合わせされた状態を維持するのを助けうる。他の実施形態において、空洞部は、空洞部の断面積が光軸に沿って物体側から像側に向かって増加するようにテーパ状であるか、または、空洞部の断面積が光軸に沿って略一定のままである非テーパ状である。
【００３２】
いくつかの実施形態において、画像光１０は、第１の窓部１４１を通って、可変焦点レンズ１３４に入射し、第１の液体１３８と第２の液体１３９の間の界面で屈折されて、第２の窓部１４２を通って、可変焦点レンズから出射する。いくつかの実施形態において、第１の外側層１４３、および／または、第２の外側層１４５は、本明細書に記載したように、画像光１０が通過可能となるのに十分な透明性を有する。例えば、第１の外側層１４３、および／または、第２の外側層１４５は、ポリマー、ガラス、セラミック、または、ガラスセラミック材料を含む。いくつかの実施形態において、第１の外側層１４３、および／または、第２の外側層１４５の外面は、略平面状である。したがって、可変焦点レンズ１３４は、（例えば、界面１４０を通過する画像光１０を屈折させることによって）レンズとして機能しうるが、可変焦点レンズの外面は、固定レンズの外面のように湾曲せずに、平面でありうる。他の実施形態において、第１の外側層、および／または、第２の外側層の外面は、湾曲している（例えば、凹状または凸状）。したがって、可変焦点レンズは、一体化された固定レンズを含む。いくつかの実施形態において、中間層１４４は、金属、ポリマー、ガラス、セラミック、または、ガラスセラミック材料を含む。画像光１０は、中間層１４４の内腔部を通るので、中間層は、透明でも、透明でなくてもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態において、レンズアセンブリ１３０は、図３に示すような光学フィルタ１４８を含む。例えば、光学フィルタ１４８は、画像センサ１１０が感知するが、一連の光学要素（例えば、レンズアセンブリ１３０のレンズ）によって補正されない放射光を、ブロックまたは除去するスペクトルフィルタである。いくつかの実施形態において、一連の光学要素は、可視領域（例えば、約４５０ｎｍから約６５０ｎｍ）では補正されていて、光学フィルタ１４８は、近赤外線（近ＩＲ）領域（例えば、約６５０ｎｍから約１５００ｎｍ）、および、短ＵＶ領域（例えば、約４５０ｎｍ未満）の放射光を、ブロックまたは遮断する。したがって、光学フィルタ１４８を、赤外線（ＩＲ）カットフィルタ、および／または、青色光フィルタと称しうる。
【００３４】
様々な実施形態において、機械的アクチュエータ１７０と可変焦点レンズ１３４は、個々に、または、協調して、オートフォーカスおよびＯＩＳ機能を行う。例えば、いくつかの実施形態において、可変焦点レンズ１３４は、オートフォーカス機能を行う。図５Ａ〜５Ｃは、異なる焦点距離に設定された可変焦点レンズ１３４のいくつかの実施形態を、概略的に示す断面図である。図５Ａに示すように、比較的低い電圧を、第１の液体１３８と空洞部１３７の表面の間で印加して、界面１４０が負レンズを形成するように、第１の液体について、比較的低い濡れ性を有する空洞部の表面を生じさせる。図５Ｂに示すように、中間程度の電圧を、第１の液体１３８と空洞部１３７の表面の間で印加して、界面１４０が、屈折力をほとんど有さないように、第１の液体について、中間程度の濡れ性を有する空洞部の表面を生じさせる。図５Ｃに示すように、比較的高い電圧を、第１の液体１３８と空洞部１３７の表面の間で印加して、界面１４０が正レンズを形成するように、第１の液体について、比較的高い濡れ性を有する空洞部の表面を生じさせる。したがって、界面１４０の形状を、可変焦点レンズ１３４の焦点距離を変化させるように調節しうる。
【００３５】
本明細書において用いるように、「比較的低い電圧」、「中間程度の電圧」、および、「比較的高い電圧」という用語は、相対的な用語であり、比較的低い電圧は、中間程度の電圧より低く、中間程度の電圧は、比較的高い電圧より低いことを意味する。したがって、これらの用語は、特定の電圧の大きさを示すのではなく、特定の大きさは、可変焦点レンズの構成、流体の物性などに応じたものでありうる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、可変焦点レンズ１３４は、オートフォーカス機能を行うように調節可能である。例えば、可変焦点レンズ１３４の焦点距離を、被写体とカメラモジュール１００の間の距離（例えば、被写体とカメラモジュールの間の距離を示す入力）に応じて、（例えば、界面１４０の形状を調節することによって）調節して、レンズアセンブリ１３０が、被写体の画像を画像センサ１１０上に合焦させるようにする。更に、または、その代わりに、可変焦点レンズ１３４の焦点距離は、画像センサ１１０が検出した画質（例えば、画質を示す入力）に応じて調節されて、レンズアセンブリ１３０が、画像を画像センサ上に合焦させるようにする。可変焦点レンズ１３４は、レンズアセンブリ１３０を画像センサ１１０と相対的に物理的に移動させずに、オートフォーカス機能を行うのを可能にする。したがって、いくつかの実施形態において、レンズアセンブリ１３０は、光軸１７６と平行なＺ方向で、画像センサ１１０と相対的に固定される。
【００３７】
いくつかの実施形態において、機械的アクチュエータ１７０は、ＯＩＳ機能を行う。図６Ａ〜６Ｃは、被写体２２の画像２０を画像センサ１１０上に合焦させるレンズアセンブリ１３０を概略的に示している。図６Ａ〜６Ｃの各図は、レンズアセンブリ１３０および画像センサ１１０に対する被写体２２の側面図、並びに、それに対応する画像センサ上の画像２０の前面図を示している。図６Ａは、被写体２２とレンズアセンブリ１３０の最初の位置合わせを示し、画像センサ１１０の略中央に合焦された画像を生じている。図６Ｂは、被写体２２を、Ｙ方向に、カメラモジュール１００と相対的に下にずれるように調節した位置合わせを示し、レンズアセンブリ１３０を、それに応じて、画像センサ１１０と相対的に平行移動させずに行ったものである。そのような被写体２２のカメラモジュール１００に対するずれは、例えば、被写体２２が静止したままで、カメラモジュールを上に平行移動させることで生じうる。被写体２２が、カメラモジュール１００に対して、ずれた結果、画像センサ１１０上の画像２０が、Ｙ方向に上へずれる。図６Ｃは、図６Ｂに示したのと同じように、被写体２２を、カメラモジュール１００と相対的に調節して位置合わせするのを示しているが、レンズアセンブリ１３０を、それに応じて、Ｙ方向に、画像センサ１１０と相対的に下に平行移動させている。レンズアセンブリ１３０を、それに応じて、画像センサ１１０と相対的に平行移動させた結果、図６Ｃに示すように、画像２０が、画像センサ１１０の略中心に合焦される。したがって、被写体２２の位置がカメラモジュール１００に対してずれた時に、レンズアセンブリ１３０を画像センサと相対的に平行移動することによって、画像センサ１１０上の画像２０の位置を維持しうる。いくつかの実施形態において、そのようなレンズアセンブリ１３０の画像センサ１１０と相対的な平行移動は、本明細書に記載したような機械的アクチュエータ１７０によって行われる。
【００３８】
図６Ａ〜６Ｃは、被写体２２のカメラモジュール１００に対するＹ方向のずれを補償するように、レンズアセンブリ１３０を、Ｙ方向に、画像センサ１１０と相対的に平行移動させることを示しているが、他の実施形態も、本開示に含まれる。例えば、いくつかの実施形態において、被写体のカメラモジュールに対するＸ方向のずれを補償するように、レンズアセンブリを、Ｘ方向に平行移動させる。いくつかの実施形態において、被写体のカメラモジュールに対するＸ方向とＹ方向の両方のずれを補償するように、レンズアセンブリを、Ｘ方向とＹ方向の両方の方向に平行移動させる。
【００３９】
いくつかの実施形態において、機械的アクチュエータ１７０は、ＯＩＳ機能を行う。図７Ａ〜７Ｃは、被写体２２の画像２０を画像センサ１１０上に合焦させるレンズアセンブリ１３０を概略的に示す図である。図７Ａ〜７Ｃの各図は、レンズアセンブリ１３０および画像センサ１１０に対する被写体２２の側面図、並びに、それに対応する画像センサ上の画像２０の前面図を示している。図７Ａは、被写体２２とカメラモジュール１００の最初の位置合わせを示し、画像２０が、画像センサ１１０の略中央に合焦されている。図７Ｂは、カメラモジュール１００を、第１の横軸１７２を中心とした第１の回転方向に回転させること（例えば、カメラモジュールのピッチ方向）で調節した位置合わせを示し、レンズアセンブリ１３０を、それに応じて、画像センサ１１０と相対的に平行移動させずに行ったものである。カメラモジュール１００を回転させた結果、画像センサ１１０上の画像２０は、Ｙ方向に上にずれる。図７Ｃは、図７Ｂに示したのと同じように、被写体２２とカメラモジュール１００を調節して位置合わせするのを示しているが、レンズアセンブリ１３０を、それに応じて、Ｙ方向に、画像センサ１１０と相対的に下に平行移動させている。レンズアセンブリ１３０を、それに応じて、画像センサ１１０と相対的に平行移動させた結果、図７Ｃに示すように、画像２０が、画像センサ１１０の略中心に合焦される。したがって、カメラモジュール１００が第１の回転方向に移動した時に、レンズアセンブリ１３０の横方向位置を画像センサ１１０に対して調節することによって、画像センサ１１０上の画像２０の位置を維持しうる。
【００４０】
図７Ａ〜７Ｃは、カメラモジュール１００の第１の回転方向の移動を補償するように、レンズアセンブリ１３０の横方向位置を、Ｙ方向に、画像センサ１１０に対して調節することを示しているが、他の実施形態も、本開示に含まれる。例えば、いくつかの実施形態において、カメラモジュールの第２の横軸１７４を中心とした第２の回転方向（例えば、カメラモジュールのヨー方向）の移動を補償するように、レンズアセンブリの横方向（例えば、Ｘ方向）の位置を調節する。いくつかの実施形態において、第１の回転方向と第２の回転方向の両方（例えば、カメラモジュールのピッチ方向とヨー方向の両方）でカメラモジュールの移動を補償するように、レンズアセンブリの横方向位置を、画像センサに対して調節する。
【００４１】
いくつかの実施形態において、レンズアセンブリ１３０の画像センサ１１０に対する横方向位置は、ＯＩＳ機能を行うように調節可能である。例えば、レンズアセンブリ１３０の画像センサ１１０に対する横方向位置は、カメラモジュールの移動（例えば、カメラモジュールの移動を示す入力）に応じて調節されて、画像センサ上の画像の位置を維持する。いくつかの実施形態において、レンズアセンブリ１３０の画像センサ１１０に対する横方向位置は、レンズアセンブリの焦点をＸ方向またはＹ方向の少なくとも１つの方向で調節するように調節される。例えば、レンズアセンブリ１３０の画像センサ１１０に対する横方向位置は、レンズアセンブリの焦点距離をＸ方向で調節するように可変であり、カメラモジュール１００のヨー方向の変化を補償する。更に、または、その代わりに、レンズアセンブリ１３０の画像センサ１１０に対する横方向位置は、レンズアセンブリの焦点距離をＹ方向で調節するように可変であり、カメラモジュール１００のピッチ方向の変化を補償する。焦点を２つの直交方向で調節可能とすることによって、機械的アクチュエータ１７０は、ＯＩＳ機能を、２軸で行うことが可能になる。
【００４２】
いくつかの実施形態において、機械的アクチュエータ１７０は、レンズアセンブリ１３０と画像センサ１１０を、ＯＩＳ機能を行うように互いに相対的に平行移動させる。例えば、レンズアセンブリ１３０の画像センサ１１０に対する横方向位置（例えば、Ｘ方向および／またはＹ方向の位置）を、カメラモジュール１００の移動（例えば、カメラモジュールのＸ方向、Ｙ方向、第１の回転方向、または、ピッチ方向、並びに／若しくは、第２の回転方向、または、ヨー方向の移動を示す入力）に応じて調節して、画像センサ上の被写体の画像の位置を維持する。２つの直交方向に移動可能にすることによって、機械的アクチュエータ１７０は、ＯＩＳ機能を、２軸（例えば、第１の横軸１７２、および、第２の横軸１７４）で行うことが可能になる。
【００４３】
いくつかの実施形態において、レンズアセンブリ１３０の画像センサ１１０に対する横方向位置は、レンズアセンブリを画像センサと相対的に物理的に回転させずに、画像センサ１１０上の画像２０の位置を調節するように、可変である。そのような実施形態のいくつかにおいて、レンズアセンブリ１３０は、第１の横軸を中心とした第１の回転方向、および、第２の横軸を中心とした第２の回転方向の各方向で、画像センサ１１０と相対的に固定である。
【００４４】
いくつかの実施形態において、可変焦点レンズ１３４の傾きは、レンズアセンブリ１３０の焦点をＸ方向および／またはＹ方向で調節するように調節可能である。そのように傾きを調節することで、可変焦点レンズ１３４が、本明細書に記載したようにＯＩＳ機能を行うことが可能になる。図８Ａ〜８Ｃは、異なる傾き配置に設定された可変焦点レンズ１３４のいくつかの実施形態を概略的に示す断面図である。第１の液体１３８と空洞部１３７の表面の間で、表面の異なる領域において、異なる電圧を印加しうる。例えば、図８Ａに示すように、比較的低い電圧を、表面の第１の領域（例えば、下方領域）で印加し、比較的高い電圧を、表面の第２の領域（例えば、上方領域）で印加する。そのように電圧を印加することで、第１の流体１３８について第１の領域において低い濡れ性を有し、第１の流体１３８について第２の領域において高い濡れ性を有する表面を生じ、それにより、界面１４０を傾かせるか、または、空洞部１３７内で偏心させる。そのように界面１４０を傾けることで、画像光１０を、可変焦点レンズ１３４から、可変焦点レンズに入射した画像光とは異なる光軸１７６に対する角度で、出射させる。図８Ｂに示すように、中間程度の電圧が、表面の第１の領域と第２の領域の両方に印加される。そのように電圧を印加することで、第１の流体１３８について第１の領域と第２の領域で略同じ濡れ性を有する表面を生じ、それにより、界面１４０は、空洞部１３７内で略中心に位置するままとなる。そのように界面が中心に位置することで、画像光１０を、可変焦点レンズ１３４から、可変焦点レンズに入射した画像光と略同じ光軸１７６に対する角度で、出射させる。図８Ｃに示すように、比較的高い電圧を、表面の第１の領域（例えば、下方領域）に印加し、比較的低い電圧を、表面の第２の領域（例えば、上方領域）に印加する。そのように電圧を印加することで、第１の流体１３８について第１の領域において高い濡れ性を有し、第１の流体１３８について第２の領域において低い濡れ性を有する表面を生じ、それにより、界面１４０を傾かせるか、または、空洞部１３７内で偏心させる。そのように界面１４０を傾けることで、画像光１０を、可変焦点レンズ１３４から、可変焦点レンズに入射した画像光とは異なる光軸１７６に対する角度で、出射させる。図８Ｃに示す構成における比較的高い電圧および比較的低い電圧の印加は、図８Ａの構成の逆であるので、界面１４０の傾き、および、可変焦点レンズ１３４を出射する画像光１０の方向の変化は、図８Ａの構成と比べて、反対の方向である。
【００４５】
いくつかの実施形態において、可変焦点レンズ１３４は、ＯＩＳ機能を行う。図７Ａ〜７Ｃは、被写体２２の画像２０を画像センサ１１０上に合焦させるレンズアセンブリ１３０を概略的に示している。図７Ａ〜７Ｃの各図は、レンズアセンブリ１３０および画像センサ１１０に対する被写体２２の側面図、並びに、それに対応する画像センサ上の画像２０の前面図を示している。図７Ａ〜７Ｃを参照して記載したように、レンズアセンブリ１３０の横方向位置を、画像センサ１１０に対して調節することによって、および／または、図７Ａ〜７Ｃを参照して記載したように、可変焦点レンズ１３４の傾きを調節することによって、レンズアセンブリ１３０の焦点を、Ｘ方向および／またはＹ方向で調節しうる。図７Ａは、被写体２２とカメラモジュール１００の最初の位置合わせを示し、画像２０が、画像センサ１１０の略中央に合焦されている。図７Ｂは、カメラモジュール１００を、第１の横軸１７２を中心とした第１の回転方向に回転させること（例えば、カメラモジュールのピッチ方向）で調節された位置合わせを示し、可変焦点レンズ１３４の傾きを、それに応じて調節せずに、被写体２２を静止させたままで行ったものである。カメラモジュール１００を回転させた結果、画像センサ１１０上の画像２０は、Ｙ方向に上にずれる。図７Ｃは、図７Ｂに示したものと同じように、被写体２２とカメラモジュール１００を調節した位置合わせを示しているが、可変焦点レンズ１３４の傾きを、それに応じて調節している。可変焦点レンズ１３４の傾きを、それに応じて調節した結果、画像２０が、画像センサ１１０の略中心に合焦されている。したがって、カメラモジュール１００が第１の回転方向に移動した時に、可変焦点レンズ１３４の傾きを調節することによって、画像センサ１１０上の画像２０の位置は維持されうる。
【００４６】
図７Ａ〜７Ｃは、可変焦点レンズ１３４の傾きを調節して、カメラモジュール１００の第１の回転方向の移動を補償するのを示しているが、他の実施形態も、本開示に含まれる。例えば、いくつかの実施形態において、可変焦点レンズの傾きを調節して、カメラモジュールの第２の横軸１７４を中心とした第２の回転方向（例えば、カメラモジュールのヨー方向）の移動を補償する。いくつかの実施形態において、可変焦点レンズの傾きを調節して、カメラモジュールの第１の回転方向と第２の回転方向の両方（例えば、カメラモジュールのピッチ方向とヨー方向の両方）の移動を補償する。
【００４７】
いくつかの実施形態において、可変焦点レンズ１３４の傾きは、ＯＩＳ機能を行うように調節可能である。例えば、可変焦点レンズ１３４の傾きを、カメラモジュール１００の移動（例えば、カメラモジュールの移動を示す入力）に応じて調節して、画像センサ上の被写体の画像の位置を維持する。いくつかの実施形態において、界面１４０の傾きは、レンズアセンブリ１３０の焦点を、Ｘ方向またはＹ方向の少なくとも１つの方向で調節するように可変である。例えば、界面１４０の傾きは、レンズアセンブリ１３０の焦点をＸ方向で調節するように可変で、カメラモジュール１００のヨー方向の変化を補償する。更に、または、その代わりに、界面１４０の傾きは、レンズアセンブリ１３０の焦点をＹ方向で調節するように可変で、カメラモジュール１００のピッチ方向の変化を補償する。例えば、レンズアセンブリ１３０の焦点をＹ方向および／またはＸ方向で調節するように、界面１４０の傾きを、第１の回転方向、および／または、第２の回転方向で調節可能である。焦点を２つの直交方向で調節可能とすることによって、可変焦点レンズ１３４は、ＯＩＳ機能を、２軸で行うことが可能である。
【００４８】
いくつかの実施形態において、界面１４０の傾きは、レンズアセンブリ１３０を、画像センサ１１０と相対的に物理的に移動させずに、画像センサ上の画像２０の位置を調節するように可変である。そのような実施形態のいくつかにおいて、レンズアセンブリ１３０は、第１の横軸を中心とした第１の回転方向、および、第２の横軸を中心とした第２の回転方向の各方向で、画像センサ１１０と相対的に固定される。
【００４９】
いくつかの実施形態において、機械的アクチュエータ１７０と可変焦点レンズ１３４の両方が、ＯＩＳ機能を行う。例えば、機械的アクチュエータ１７０は、ＯＩＳ機能を、２軸で行い（例えば、第１の横軸またはＸ方向、並びに、第２の横軸またはＹ方向の各方向に沿った、レンズアセンブリ１３０の画像センサ１１０と相対的な横移動）、更に、可変焦点レンズ１３４は、ＯＩＳ機能を、２軸で行う（例えば、界面１４０の第１の回転方向またはピッチ方向、並びに、第２の回転方向またはヨー方向の各方向の傾き）。そのような実施形態のいくつかにおいて、ＯＩＳ機能は、２軸以下での機械的動作で行われる（例えば、Ｘ−Ｙ平面内の平面動作）。例えば、機械的アクチュエータ１７０は、レンズアセンブリ１３０を、Ｘ方向および／またはＹ方向に、画像センサ１１０と相対的に平行移動させ、一方、レンズアセンブリは、Ｚ方向、第１の回転方向、および、第２の回転方向の各方向で、画像センサと相対的に固定される。
【００５０】
いくつかの実施形態において、機械的アクチュエータ１７０および可変焦点レンズ１３４は、協調して、第１の回転方向（例えば、ピッチ方向）、および／または、第２の回転方向（例えば、ヨー方向）のカメラモジュール１００の移動に応じて、ＯＩＳ機能を行う。例えば、可変焦点レンズ１３４は、カメラモジュール１００の第１の回転方向、および／または、第２の回転方向の比較的小さい移動に応じて調節され、機械的アクチュエータ１７０は、カメラモジュールの第１の回転方向、および／または、第２の回転方向の比較的大きい移動に応じて調節される。したがって、可変焦点レンズ１３４の傾きは、比較的小さい移動に応じて、（例えば、界面１４０の傾きによって）調節され、機械的アクチュエータ１７０は、比較的大きい移動に応じて、（例えば、レンズアセンブリ１３０を、Ｘ方向および／またはＹ方向に平行移動させることによって）調節されて、そのようなカメラモジュール１００の移動中に、画像センサ１００上の画像２０の位置を維持する。例えば、カメラモジュール１００が、（例えば、カメラモジュールの手振れ、または、振動により）第１の回転方向に移動し始めると、界面１４０の傾きは、画像センサ１１０上の画像２０の位置を維持するように調節される。カメラモジュール１００の移動が、比較的小さい移動についての上限を超えて比較的大きい移動になると、機械的アクチュエータ１７０が、画像センサ１１０上の画像２０の位置を維持し続けるように調節される。したがって、可変焦点レンズ１３４と機械的アクチュエータ１７０は、協調して、カメラモジュール１００の回転移動を補償する。
【００５１】
いくつかの実施形態において、比較的小さい移動は、０°より大きく、約３°以下、約２°以下、約１．５°以下、約１°以下、約０．９°以下、約０．８°以下、約０．７°以下、約０．６°以下、約０．５°以下、約０．４°以下、約０．３°以下、約０．２°以下、約０．１°以下、約０．０５°以下、約０．０４°以下、約０．０３°以下、約０．０２°以下、または、約０．０１°以下の回転移動である。更に、または、その代わりに、比較的大きい移動は、比較的小さい回転移動より大きい回転移動（例えば、比較的小さい移動についての上限を超える移動）である。本明細書において、回転移動を、最初の位置に対する回転移動の大きさで表す。したがって、約１°の回転移動を用いて、カメラモジュール１００の横軸を中心とした上回転方向、下回転方向、右回転方向、左回転方向、または、それらを組み合わせた方向の回転を表しうる。
【００５２】
いくつかの実施形態において、可変焦点レンズ１３４の界面１４０を傾けることは、レンズアセンブリ１３０を画像センサ１１０と相対的に平行移動させるより速く、および／または、少ない電力を用いて実現しうる。しかしながら、可変焦点レンズ１３４の界面１４０を傾けすぎると、画像の歪みを生じうる。傾け過ぎとなる傾け量は、レンズアセンブリ１３０内の可変焦点レンズ１３４の位置、傾ける間のレンズアセンブリの焦点距離、並びに、レンズアセンブリ、画像センサ１１０、および／または、カメラモジュール１００の他の特徴に応じたものである。カメラモジュール１００の比較的小さい移動を、可変焦点レンズ１３４を用いて補正し、カメラモジュールの比較的大きい移動を、機械的アクチュエータ１７０を用いて補正することによって、カメラモジュールは、実質的に画像の歪みを生じずに、比較的大きい補正を可能としながら、小さい移動に対して、消費電力を削減して、速く反応しうる。したがって、可変焦点レンズ１３４と機械的アクチュエータ１７０を組み合わせることで、可変焦点レンズのみ、または、機械的アクチュエータのみを用いる場合と比べて、改良されたＯＩＳ性能が可能となる。
【００５３】
いくつかの実施形態において、機械的アクチュエータ１７０は、ＯＩＳ機能を３軸で行い（例えば、レンズアセンブリ１３０を、第１の横軸またはＸ方向、並びに、第２の横軸またはＹ方向の各方向に沿って、画像センサ１１０と相対的に横移動、更に、画像センサを、第３の回転方向またはロール方向に回転）、可変焦点レンズ１３４は、ＯＩＳ機能を、２軸で行う（例えば、界面１４０を、第１の回転方向またはピッチ方向、並びに、第２の回転方向またはヨー方向の各方向に傾ける）。そのような実施形態のいくつかにおいて、ＯＩＳ機能は、３軸以下での機械的動作で行われる。例えば、機械的アクチュエータ１７０は、レンズアセンブリ１３０を、Ｘ方向および／またはＹ方向に、画像センサ１１０と相対的に平行移動させ、画像センサ１１０を、光軸１７８を中心とした第３の回転方向に回転させ、一方、レンズアセンブリは、Ｚ方向、第１の回転方向、および、第２の回転方向の各方向で、画像センサと相対的に固定される。
【００５４】
いくつかの実施形態において、可変焦点レンズ１３４と機械的アクチュエータ１７０は、協調して動作し、ＯＩＳ機能を、２軸以下での機械的動作（例えば、第１の横軸またはＸ方向、並びに／若しくは、第２の横軸またはＹ方向に沿った平行移動）を用いて、４軸以上で行う（例えば、レンズアセンブリ１３０を、第１の横軸またはＸ方向、並びに、第２の横軸またはＹ方向の各方向に沿って、画像センサ１１０と相対的に横移動、更に、界面１４０を、第１の回転方向またはピッチ方向、並びに、第２の回転方向またはヨー方向の各方向に傾けること）。更に、または、その代わりに、可変焦点レンズ１３４および機械的アクチュエータ１７０は、協調して動作し、ＯＩＳ機能を、３軸以下での機械的動作（例えば、第１の横軸またはＸ方向、並びに、第２の横軸またはＹ方向に沿った平行移動、更に、第３の回転方向、または、ロール方向の回転）を用いて、５軸以上で行う（例えば、レンズアセンブリ１３０を、第１の横軸またはＸ方向、並びに、第２の横軸またはＹ方向の各方向に沿って、画像センサ１１０と相対的に横移動、界面１４０を、第１の回転方向またはピッチ方向、並びに、第２の回転方向またはヨー方向の各方向に傾けること、更に、画像センサを、第３の回転方向、または、ロール方向に回転）。更に、または、その代わりに、３軸以下での機械的動作は、同一表面で行われる。レンズアセンブリ１３０の画像センサ１１０に対する機械的移動量を制限することによって（例えば、２軸または３軸）、それより多い軸での機械的動作を生じる機械的アクチュエータと比べて、機械的アクチュエータ１７０の複雑さを非常に軽減すると共に、占める空間を削減し、使用電力も削減しうる。
【００５５】
いくつかの実施形態において、図１および２に示したように、カメラモジュール１００は、可変焦点レンズ１３４、および／または、機械的アクチュエータ１７０の動作を制御する制御部１６０を含む。例えば、制御部１６０は、可変焦点レンズ１３４、第１の作動部材１８２、および、第２の作動部材１９２に動作可能に連結されて、可変焦点レンズの焦点距離および／または焦点位置、並びに、本明細書に記載したようなレンズアセンブリ１３０と画像センサ１１０の相対的移動を制御する。いくつかの実施形態において、制御部１６０は、出力信号を生成して、可変焦点レンズ１３４の焦点距離および／または焦点位置、並びに、レンズアセンブリ１３０と画像センサ１１０の相対的移動を制御する。例えば、制御部１６０は、可変焦点レンズ１３４が受信するための第１の出力信号を生成し、可変焦点レンズの焦点距離および／または焦点位置を、第１の出力信号に応じて変化させる。更に、または、その代わりに、制御部１６０は、機械的アクチュエータ１７０が受信するための第２の出力信号を生成し、レンズアセンブリ１３０と画像センサ１１０の相対的位置を、第２の出力信号に応じて変化させる。
【００５６】
いくつかの実施形態において、制御部１６０は、被写体２２とカメラモジュール１００の間の距離、または、本明細書に記載したように、画像センサ１１０によって検出された画質に応じて、出力信号（例えば、第１の出力信号、および／または、第２の出力信号）を決定する。例えば、制御部１６０は、測距装置または他の適切な距離検出装置からの距離信号、若しくは、画像センサ１１０、画像信号処理部、または、他の適切な撮像装置からの画質信号の受信に応じて出力信号を決定する。いくつかの実施形態において、制御部１６０は、出力信号（例えば、第１の出力信号、および／または、第２の出力信号）を、カメラモジュール１００の移動に応じて決定する。例えば、制御部１６０は、加速度計、ジャイロスコープ、または、他の適切な検出装置からの移動信号の受信に応じて、出力信号を決定する。
【００５７】
可変焦点レンズと機械的アクチュエータの両方を制御するように動作可能な１つの制御部は、２つ以上の別々の制御部より占める空間を削減しうる。更に、または、その代わりに、１つの制御部は、２つ以上の制御部同士で同じ動作のいくつかを行いうる場合と比べて、カメラモジュールの動作を簡単にしうる。更に、または、その代わりに、１つの制御部は、２つ以上の制御部同士で同じ動作のいくつかを行いうる場合と比べて、使用電力が少なくしうる。いくつかの実施形態において、制御部１６０は、低電圧部分と高電圧部分を含む。「低電圧部分」および「高電圧部分」という用語は、相対的な用語であり、低電圧部分は、高電圧部分より低い電圧で動作することを意味する。例えば、制御部１６０の低電圧部分は、約１０ボルト以下、約５ボルト以下、または、約３ボルト以下の電圧で動作しうるもので、機械的アクチュエータ１７０を制御するのに適しうる。更に、または、その代わりに、制御部１６０の高電圧部分は、約１０ボルト以上、約２０ボルト以上、または、約３０ボルト以上の電圧で動作しうるもので、可変焦点レンズ１３４（例えば、液体レンズ）を制御するのに適しうる。更に、または、その代わりに、制御部１６０の高電圧部分は、約１００ボルト以下、約９０ボルト以下、約８０ボルト以下、または、約７０ボルト以下の電圧で動作しうるもので、可変焦点レンズ１３４（例えば、液体レンズ）を制御するのに適しうる。
【００５８】
様々な実施形態において、制御部１６０は、汎用処理部、デジタル信号処理部、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、アナログ回路、デジタル回路、サーバ処理部、それらの組合せ、若しくは、現在知られた、または、これから開発される他の処理部の１つ以上を含みうる。制御部１６０は、マルチプロセシング、マルチタスキング、パラレルプロセシング、遠隔処理、集約処理などの１つ以上の様々な処理戦略を用いうる。制御部１６０は、ソフトウェア、ハードウェア、集積回路、ファームウェア、マイクロコードなどの一部として保存された命令を実行するように、反応また動作可能でありうる。
【００５９】
本明細書に記載のカメラモジュールは、オートフォーカスおよび／またはＯＩＳの恩恵を受けうる様々な利用例において、有用でありうる。例えば、本明細書に記載のカメラモジュールは、消費者向け電子装置（例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、デジタルカメラ、メディアプレーヤー、ゲームシステム、仮想現実システム、拡張現実システムなど）、自動車（例えば、後方カメラ、前方カメラ、側方カメラ、車線補助システム、駐車補助システム、自動運転システムなど）、または、オートフォーカスおよび／またはＯＩＳ機能特性を有する撮像装置の恩恵を受けうる他の装置で、使用しうる。
【００６０】
いくつかの実施形態において、カメラモジュール１００の動作方法は、レンズアセンブリ１３０の可変焦点レンズ１３４の焦点距離を、オートフォーカス機能を行うように調節する工程を含む。例えば、可変焦点レンズ１３４の焦点距離を、被写体２２とカメラモジュール１００の間の距離、または、画像センサ１１０によって検出された画質に応じて、本明細書に記載したように調節しうる。例えば、いくつかの実施形態において、その方法は、被写体２２とカメラモジュール１１０の間の距離を検出する工程と、可変焦点レンズ１３４の焦点距離を、検出した距離に応じて調節する工程とを含む。更に、または、その代わりに、その方法は、第１の画像を、可変焦点レンズ１３４の焦点距離が第１の焦点距離値の状態で、画像センサ１１０を用いて検出する工程と、可変焦点レンズの焦点距離を、第２の焦点距離値に調節する工程と、第２の画像を、可変焦点レンズの焦点距離が第２の焦点距離値の状態で、画像センサを用いて検出する工程と、可変焦点レンズの焦点距離を、第１の画像の画質と第２の画像の画質の比較結果に応じて、第３の焦点距離値に調節する工程とを含む。したがって、多数の画像を、可変焦点レンズ１３４の焦点距離を異なる焦点距離値に設定した状態で取得し、更に、画質を比較して、どれが合焦しているかを特定しうる。画質は、コントラスト、鮮鋭度、位相、または、それらの組合せによって表されうる。
【００６１】
いくつかの実施形態において、カメラモジュール１００の動作方法は、可変焦点レンズ１３４の界面１４０の傾きを調節する工程と、レンズアセンブリ１３０を、カメラモジュール１００の第１の回転方向および／または第２の回転方向の移動に応じて、画像センサ１１０と相対的に平行移動させる工程とを含む。そのような実施形態のいくつかにおいて、その方法は、カメラモジュール１００の移動を検出する工程を含む。例えば、そのような移動を、加速度計、ジャイロスコープ、または、他の適切な検出装置を用いて検出しうる。
【００６２】
いくつかの実施形態において、カメラモジュール１００の動作方法は、画像センサ１１０を、カメラモジュールの移動に応じて、光軸を中心に第３の回転方向に回転させる工程を含む（例えば、第３の回転方向）。
【００６３】
いくつかの実施形態において、レンズアセンブリ１３０は、第１の横軸を中心とした第１の回転方向、第２の横軸を中心とした第２の回転方向、および、光軸と平行なＺ方向の各方向で、画像センサ１１０と相対的に固定される。
【００６４】
当業者には、請求した主題の精神も範囲も逸脱することなく、様々な変更および変形が可能なことが明らかだろう。したがって、請求した主題は、添付の請求項および等価物の観点から以外で、制限されるべきではない。
【００６５】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００６６】
実施形態１  
カメラモジュールにおいて、
画像センサと、
画像を前記画像センサ上に合焦させるように配置されて、可変焦点レンズを含むレンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリと前記画像センサを、第１の横軸と平行なＸ方向と第２の横軸と平行なＹ方向の各方向に、互いに相対的に平行移動させる機械的アクチュエータであって、前記第１の横軸は、該レンズアセンブリの光軸に略垂直であり、前記第２の横軸は、前記光軸および該第１の横軸の各々に略垂直である前記機械的アクチュエータと
を含み、
前記レンズアセンブリは、前記第１の横軸を中心とした第１の回転方向、および、前記第２の横軸を中心とした第２の回転方向の各方向で、前記画像センサと相対的に固定されたものであるカメラモジュール。
【００６７】
実施形態２  
前記可変焦点レンズは、オートフォーカス機能を行うように調節可能である、実施形態１に記載のカメラモジュール。
【００６８】
実施形態３  
前記レンズアセンブリは、前記光軸と平行なＺ方向で、前記画像センサと相対的に固定されたものである、実施形態２に記載のカメラモジュール。
【００６９】
実施形態４  
前記機械的アクチュエータは、光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を行うように、前記レンズアセンブリと前記画像センサを、互いに相対的に平行移動させるものである、実施形態１に記載のカメラモジュール。
【００７０】
実施形態５  
前記可変焦点レンズは、液体界面を有する液体レンズである、実施形態１に記載のカメラモジュール。
【００７１】
実施形態６  
前記液体界面の形状は、前記レンズアセンブリの焦点距離を調節するように調節可能である、実施形態５に記載のカメラモジュール。
【００７２】
実施形態７  
前記液体界面の傾きは、前記レンズアセンブリの焦点を、前記Ｘ方向または前記Ｙ方向の少なくとも１つの方向で調節するように調節可能である、実施形態５に記載のカメラモジュール。
【００７３】
実施形態８  
前記液体レンズおよび前記機械的アクチュエータの各々に、動作可能に連結されて、（ａ）該液体レンズの焦点距離または傾きの少なくとも１つ、並びに、（ｂ）前記レンズアセンブリと前記画像センサの前記互いに相対的な平行移動を制御する制御部を、
更に含む、実施形態５に記載のカメラモジュール。
【００７４】
実施形態９  
前記可変焦点レンズの傾きは、ＯＩＳ機能を２軸以上で行うように調節可能である、実施形態１に記載のカメラモジュール。
【００７５】
実施形態１０  
前記機械的アクチュエータは、前記レンズアセンブリと前記画像センサを、互いに相対的に平行移動させて、ＯＩＳ機能を、２軸以上で行うものである、実施形態１に記載のカメラモジュール。
【００７６】
実施形態１１  
前記機械的アクチュエータは、前記レンズアセンブリと前記画像センサを、互いに相対的に平行移動させ、更に、該レンズアセンブリと該画像センサを、前記光軸を中心とした第３の回転方向に、互いに相対的に回転させて、ＯＩＳ機能を、３軸以上で行うものである、実施形態１に記載のカメラモジュール。
【００７７】
実施形態１２  
前記可変焦点レンズと前記機械的アクチュエータは、協調して動作して、ＯＩＳ機能を、２軸以下での機械的動作を用いて、４軸以上で行うものである、実施形態１に記載のカメラモジュール。
【００７８】
実施形態１３  
前記可変焦点レンズと機械的アクチュエータは、協調して動作し、ＯＩＳ機能を、３軸以下での機械的動作を用いて、５軸以上で行うものである、実施形態１に記載のカメラモジュール。
【００７９】
実施形態１４  
カメラモジュールにおいて、
画像センサと、
画像を前記画像センサ上に合焦させるように配置されて、可変焦点レンズを含むレンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリを、第１の横軸と平行なＸ方向と第２の横軸と平行なＹ方向に、前記画像センサと相対的に平行移動させる機械的アクチュエータであって、前記第１の横軸は、該レンズアセンブリの光軸に略垂直であり、前記第２の横軸は、前記光軸および該第１の横軸の各々に略垂直である前記機械的アクチュエータと
を含み、
前記レンズアセンブリは、前記第１の横軸を中心とした第１の回転方向、前記第２の横軸を中心とした第２の回転方向、および、前記光軸と平行なＺ方向の各方向で、前記画像センサと相対的に固定されたものであり、
前記レンズアセンブリと前記機械的アクチュエータは、協調して動作し、光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を４軸以上で行うものであるカメラモジュール。
【００８０】
実施形態１５  
前記機械的アクチュエータは、前記画像センサを、前記光軸を中心とした第３の回転方向に、前記レンズアセンブリと相対的に回転させるものであり、
前記レンズアセンブリと前記機械的アクチュエータは、協調して動作し、ＯＩＳ機能を、３軸以下での機械的動作を用いて、５軸以上で行うものである、実施形態１４に記載のカメラモジュール。
【００８１】
実施形態１６  
前記機械的アクチュエータは、前記Ｘ方向または前記Ｙ方向の１つの方向に、前記画像センサと相対的に平行移動可能な第１のステージ、および、該Ｘ方向または該Ｙ方向のうちの他方の方向に、該画像センサと相対的に平行移動可能な第２のステージを含むものである、実施形態１４に記載のカメラモジュール。
【００８２】
実施形態１７  
筐体を、
更に含み、
前記機械的アクチュエータは、前記筐体に連結された作動部材を含み、前記作動部材は、前記レンズアセンブリを、前記画像センサと相対的に平行移動させるものであり、
前記作動部材は、形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、微少電気機械システム（ＭＥＭＳ）アクチュエータ、ピコモータ、または、それらの組合せである、実施形態１６に記載のカメラモジュール。
【００８３】
実施形態１８  
カメラモジュールにおいて、
画像センサと、
画像を前記画像センサ上に合焦させるように配置されて、可変焦点レンズを含むレンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリを、第１の横軸と平行なＸ方向に、前記画像センサと相対的に平行移動させる第１の作動部材、および、該レンズアセンブリを、第２の横軸と平行なＹ方向に、該画像センサと相対的に平行移動させる第２の作動部材を含む機械的アクチュエータであって、前記第１の横軸は、該レンズアセンブリの光軸に略垂直であり、前記第２の横軸は、前記光軸および該第１の横軸の各々に略垂直である前記機械的アクチュエータと
を含み、
前記レンズアセンブリは、前記第１の横軸を中心とした第１の回転方向、前記第２の横軸を中心とした第２の回転方向、および、前記光軸と平行なＺ方向の各方向で、前記画像センサと相対的に固定されたものであり、
前記レンズアセンブリと前記機械的アクチュエータは、協調して動作し、光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を４軸以上で行うものであるカメラモジュール。
【００８４】
実施形態１９  
前記可変焦点レンズ、前記第１の作動部材、および、前記第２の作動部材の各々に、動作可能に連結されて、（ａ）該可変焦点レンズの焦点距離または傾きの少なくとも１つ、並びに、（ｂ）前記レンズアセンブリと前記画像センサの前記互いに相対的な平行移動を制御する制御部を、
更に含む、実施形態１８に記載のカメラモジュール。
【００８５】
実施形態２０  
消費者向け電子装置において、
実施形態１から１９のいずれか１つに記載の前記カメラモジュールを、
含む電子装置。
【００８６】
実施形態２１  
自動車において、
実施形態１から１９のいずれか１つに記載の前記カメラモジュールを、
含む自動車。
【００８７】
実施形態２２  
カメラモジュールの動作方法において、
レンズアセンブリの可変焦点レンズの焦点距離を、オートフォーカス機能を行うように調節する工程と、
前記レンズアセンブリを、前記カメラモジュールの第１の横軸を中心とした第１の回転方向および第２の横軸を中心とした第２の回転方向の移動に応じて、前記第１の横軸と平行なＸ方向、および、前記第２の横軸と平行なＹ方向の各方向に、画像センサと相対的に平行移動させる工程であって、該第１の横軸は、該レンズアセンブリの光軸に略垂直であり、該第２の横軸は、前記光軸および該第１の横軸の各々に略垂直である工程と、
を含み、
前記レンズアセンブリは、前記第１の回転方向、前記第２の回転方向、および、前記光軸と平行なＺ方向の各方向で、前記画像センサと相対的に固定されたものである方法。
【００８８】
実施形態２３  
前記調節工程、および、前記平行移動工程は、１つの制御部を用いて行われるものである、実施形態２２に記載の方法。
【００８９】
実施形態２４  
前記画像センサを、前記カメラモジュールの移動に応じて、前記光軸を中心とした第３の回転方向に回転させる工程を、
更に含む、実施形態２２に記載の方法。
【００９０】
実施形態２５  
前記カメラモジュールの前記移動を検出する工程を、
更に含む、実施形態２４に記載の方法。
【００９１】
実施形態２６  
前記カメラモジュールの前記移動を検出する工程は、該カメラモジュールの該移動を、加速度計を用いて検出する工程を含むものである、実施形態２５に記載の方法。
【００９２】
実施形態２７  
前記可変焦点レンズの前記焦点距離を、前記オートフォーカス機能を行うように調節する工程は、
被写体と前記カメラモジュールの間の距離を検出する工程と、
前記可変焦点レンズの前記焦点距離を、前記検出した距離に応じて調節する工程と
を含むものである、実施形態２２に記載の方法。
【００９３】
実施形態２８  
前記可変焦点レンズの前記焦点距離を、前記オートフォーカス機能を行うように調節する工程は、
第１の画像を、前記画像センサを用いて、前記可変焦点レンズの前記焦点距離が第１の焦点距離値の状態で検出する工程と、
前記可変焦点レンズの前記焦点距離を、第２の焦点距離値に調節する工程と、
第２の画像を、前記画像センサを用いて、前記可変焦点レンズの前記焦点距離が前記第２の焦点距離値の状態で検出する工程と、
前記可変焦点レンズの前記焦点距離を、前記第１の画像の画質と前記第２の画像の画質との比較結果に応じて、第３の焦点距離値に調節する工程と
を含むものである、実施形態２２に記載の方法。
【００９４】
実施形態２９  
前記可変焦点レンズは、液体レンズであり、
前記液体レンズの界面の傾きを、前記カメラモジュールの前記第１の回転方向および前記第２の回転方向の移動に応じて調節する工程を、
更に含む、実施形態２２に記載の方法。
【００９５】
実施形態３０  
前記液体レンズの前記界面の前記傾きを調節する工程は、該液体レンズの該界面の該傾きを、前記カメラモジュールの前記第１の回転方向および前記第２の回転方向の比較的小さい移動に応じて、調節する工程を含むものであり、
前記レンズアセンブリを前記画像センサと相対的に平行移動させる工程は、該レンズアセンブリを、前記カメラモジュールの前記第１の回転方向および前記第２の回転方向の比較的大きい移動に応じて、前記画像センサと相対的に平行移動させる工程を含むものである、実施形態２９に記載の方法。
【００９６】
実施形態３１  
前記比較的小さい移動は、０°より大きく、約３°以下の回転移動であり、前記比較的大きい移動は、該比較的小さい移動より大きいものである、実施形態３０に記載の方法。
【符号の説明】
【００９７】
１００  カメラモジュール
１１０  画像センサ
１３０  レンズアセンブリ
１３４  可変焦点レンズ
１３７  空洞部
１３８  第１の液体
１３９  第２の液体
１４０  界面
１５０  筐体
１５２  底部
１５４  側壁部
１５６  開口部
１６０  制御部
１７０  機械的アクチュエータ
１８０  第１のステージ
１８２  第１の作動部材
１８４、１９４  溝部
１８６、１９６  軸受
１９０  第２のステージ
１９２  第２の作動部材
【図１】
2020512579.tif 000003
【図２】
2020512579.tif 000004
【図３】
2020512579.tif 000005
【図４】
2020512579.tif 000006
【図５Ａ】
2020512579.tif 000007
【図５Ｂ】
2020512579.tif 000008
【図５Ｃ】
2020512579.tif 000009
【図６Ａ】
2020512579.tif 000010
【図６Ｂ】
2020512579.tif 000011
【図６Ｃ】
2020512579.tif 000012
【図７Ａ】
2020512579.tif 000013
【図７Ｂ】
2020512579.tif 000014
【図７Ｃ】
2020512579.tif 000015
【図８Ａ】
2020512579.tif 000016
【図８Ｂ】
2020512579.tif 000017
【図８Ｃ】
2020512579.tif 000018
【国際調査報告】
2020512579.tif 000019
2020512579.tif 000020
2020512579.tif 000021