JP2023522916A - カメラモジュール - Google Patents
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Abstract
本発明の実施例は固定部、光軸方向に前記固定部に対して相対的に移動する移動部、前記移動部を第1最大速力内で移動させる第1駆動部、および前記移動部を第2最大速力内で移動させる第2駆動部、を含み、前記第1駆動部と前記第2駆動部は光軸方向に沿って前記移動部を移動させ、前記第2最大速力は前記第1最大速力より大きいカメラモジュールを開示する。【選択図】図1
Description
本発明はカメラモジュールに関する。
カメラは被写体を写真や動画で撮影する装置であり、携帯用デバイス、ドローン、車両などに装着されている。カメラ装置またはカメラモジュールは映像の品質を高めるために、使用者の動きによるイメージの揺れを補正したり防止する映像安定化(Image Stabilization、IS)機能、イメージセンサとレンズの間の間隔を自動調節してレンズの焦点距離を整列するオートフォーカシング(Auto Focusing、AF)機能、ズームレンズ(zoom lens)を通じて遠距離の被写体の倍率を増加または減少させて撮影するズーミング(zooming)機能を有することができる。
一方、イメージセンサは高画素に行くほど解像度が高くなって画素(Pixel)の大きさが小さくなるが、画素が小さくなるほど同一時間の間受け入れる光の量が減少することになる。したがって、高画素カメラであるほど暗い環境でシャッター速度が遅くなりながら現れる手振れによるイメージの揺れ現象がさらに酷く現れ得る。映像安定化技術のうち代表的なものとして、光の経路を変化させることによって動きを補正する技術である光学式映像安定化(Optical image stabilizer、OIS)技術がある。
一般的なOIS技術によると、ジャイロセンサ(gyrosensor)等を通してカメラの動きを感知し、感知された動きに基づいてレンズをティルティングまたは移動させたり、レンズとイメージセンサを含むカメラモジュールをティルティングまたは移動させたりすることができる。レンズまたはレンズとイメージセンサを含むカメラモジュールがOISのためにティルティングまたは移動する場合、レンズまたはカメラモジュール周辺にティルティングまたは移動のための空間が追加的に確保される必要がある。
一方、OISのためのアクチュエータはレンズ周辺に配置され得る。この時、OISのためのアクチュエータは光軸に対して垂直な二つの軸に対してティルティングを担当するアクチュエータを含むことができる。
また、最近超スリムおよび超小型のカメラ装置のニーズに伴い、OISなどのためのアクチュエータを配置するための空間上の制約が大きく、レンズまたはレンズとイメージセンサを含むカメラモジュール自体がOISのためにティルティングまたは移動できる十分な空間が保障され難い問題が存在する。また、高画素カメラであるほど受光される光の量を増やすためにレンズのサイズが大きくなることが好ましいが、OISのためのアクチュエータが占める空間によってレンズのサイズを増加させるのに限界があり得る。
また、レンズの焦点距離を整列するオートフォーカシング機能が映像撮影中に容易に遂行され難い問題が存在する。
本発明が解決しようとする技術的課題は、映像撮影時にも高速でオートフォーカシングを遂行するカメラモジュールを提供することである。
また、本発明は撮影時に画角の変化によって映像が揺れることを防止するカメラモジュールを提供することができる。
また、本発明は映像撮影の秒当たりフレーム再生回数(Frame Per Second、FPS)より高いFPSでオートフォーカシングを遂行するカメラモジュールを提供することができる。
本発明の実施例に係るカメラモジュールは固定部、光軸方向に前記固定部に対して相対的に移動する移動部、前記移動部を第1最大速力内で移動させる第1駆動部、および前記移動部を第2最大速力内で移動させる第2駆動部、を含み、前記第1駆動部と前記第2駆動部は光軸方向に沿って前記移動部を移動させ、前記第2最大速力は前記第1最大速力より大きい。
前記移動部は前記第1駆動部および前記第2駆動部によって第1時区間の間移動および停止を繰り返す移動することができる。
前記固定部はハウジング、およびベースのうち少なくとも一つを含み、前記移動部はレンズ部およびイメージセンサのうち少なくとも一つを含むことができる。
前記レンズ部は前記ハウジング内に配置され、前記レンズ部はレンズホルダおよび前記レンズホルダ内に配置されるレンズアセンブリを含み、前記イメージセンサは前記ベース内に配置され得る。
第1駆動部による前記移動部の第1移動方向と前記第2駆動部による前記移動部の第2移動方向は露出時間の間互いに反対であり得る。
前記移動部は前記第1駆動部によって線形に移動することができる。
前記移動部は前記第2駆動部によって第2時区間を周期として上下移動することができる。
前記移動部は前記第2駆動部によって前記第2時区間ごとに原点移動することができる。
前記第2駆動部は前記移動部と前記第1駆動部の間で前記移動部および前記第1駆動部と連結され得る。
前記第1時区間は予め設定された秒当たりフレーム再生回数(Frame Per Second、FPS)の逆数より小さくてもよい。
本発明の実施例によると、超スリム、超小型および高解像カメラに適用可能なカメラアクチュエータを提供することができる。特に、カメラ装置の全体的なサイズを増やさないながらも、OIS用アクチュエータを効率的に配置することができる。
本発明の実施例によると、映像撮影時にも高速でオートフォーカシングを遂行するカメラモジュールを具現することができる。
また、本発明は撮影時に画角の変化によって映像が揺れることを防止するカメラモジュールを具現することができる。
また、本発明は映像撮影の秒当たりフレーム再生回数(Frame Per Second、FPS)より高いFPSでオートフォーカシングを遂行して使用者の入力なしに焦点距離を整列するカメラモジュールを具現することができる。
本発明は多様な変更を加えることができ、多様な実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示して説明しようとする。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されるべきである。
第2、第1等のように序数を含む用語は多様な構成要素を説明するのに使われ得るが、構成要素は用語によって限定されはしない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく第2構成要素は第1構成要素と命名され得、同様に第1構成要素も第2構成要素と命名され得る。および/またはという用語は複数の関連した記載された項目の組み合わせまたは複数の関連した記載された項目のいずれかの項目を含む。
或る構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるとか「接続されて」いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されていてもよくまたは接続されていてもよいが、中間に他の構成要素が存在してもよいと理解されるべきである。反面、或る構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いるとか「直接接続されて」いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないものと理解されるべきである。
本出願で使った用語は単に特定の実施例を説明するために使われたもので、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。
異なって定義されない限り、技術的または科学的な用語を含んでここで使われるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に使われる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。
以下、添付された図面を参照して実施例を詳細に説明するものの、図面符号にかかわらず同一または対応する構成要素は同一の参照番号を付与し、これに対する重複する説明は省略することにする。
図1は、本発明の実施例に係るカメラモジュールの概略図である。
図1を参照すると、本発明の実施例に係るカメラモジュール1000は固定部G1、移動部G2、第1駆動部M1および第2駆動部M2を含むことができる。
固定部G1はカメラモジュール1000で固定された構成要素を含むことができる。すなわち、固定部G1はオートフォーカシング(AF)および手振れ補正(OIS)によって移動しない構成要素からなり得る。特に、本発明で固定部G1はオートフォーカシングによって移動しない構成要素からなり得る。
例えば、固定部G1は実施例に係るカメラモジュール1000でハウジングおよびベースのうち少なくとも一つを含むことができる。また、前述した通り、固定部G1はオートフォーカシングおよび手振れ補正(OIS)によって移動しない構成要素全体を含む概念であり得る。
移動部G2はカメラモジュール1000で移動する構成要素を含むことができる。すなわち、移動部G2はオートフォーカシング(AF)および手振れ補正(OIS)によって移動する構成要素からなり得る。特に、本発明で移動部G2はオートフォーカシングによって移動する構成要素からなり得る。したがって、実施例として、移動部G2は光軸方向に沿って移動する構成要素を含むことができる。換言すると、移動部G2は光軸方向と平行な方向に移動する構成要素を含むことができる。
例えば、移動部G2は実施例に係るカメラモジュール1000でレンズ部およびイメージセンサのうち少なくとも一つを含むことができる。また、前述した通り、移動部G2はオートフォーカシングおよび手振れ補正によって移動する構成要素全体を含む概念であり得る。
第1駆動部M1および第2駆動部M2は固定部G1などと連結され、移動部G2を固定部G1に対して相対的に移動するように移動部G2を移動させることができる。この時、第1駆動部M1と第2駆動部M2は移動部G2を光軸方向に対応した方向(例、平行な方向)に移動させることができる。
第1駆動部M1および第2駆動部M2は多様なアクチュエータを含むことができる。例えば、第1駆動部M1および第2駆動部M2はボイスコイルモータ(Voice Coil Motor、VCM)アクチュエータ、圧電力により駆動されるアクチュエータ、静電容量方式によって駆動されるメムス(MEMS)アクチュエータのうち一つを含むことができる。
より具体的には、第1駆動部M1と第2駆動部M2は移動部G2を移動させるための最大速力が互いに異なり得る。
実施例として、第1駆動部M1は移動部G2を第1最大速力内で移動させることができる。そして、第2駆動部M2は移動部G2を第2最大速力内で移動させることができる。そして、第2最大速力は第1最大速力より大きくてもよい。
換言すると、第1駆動部M1と第2駆動部M2は、移動部G2を同一距離動かすのにかかる最小時間が互いに異なり得る。例えば、第1駆動部M1が第2駆動部M2より所定の距離を動かすのにかかる最小時間がさらに大きくてもよい。
または第1駆動部M1と第2駆動部M2は駆動信号が印加された後、正常状態に至るまでにかかる時間または正常状態の10%から正常状態の90%の間の時間差(以下、「駆動時間差」と説明する)が異なり得る。すなわち、第1駆動部M1の駆動時間差が第2駆動部M2の駆動時間差より大きくてもよい。
これに伴い、本明細書で第1最大速力および第2最大速力は最大瞬間速力を意味する。
例えば、第1駆動部M1はボイスコイルモータ(VCM)であり得る。そして、第2駆動部M1はボイスコイルモータ(VCM)より最大瞬間速力がさらに大きい圧電力を利用したピエゾ(piezo)方式アクチュエータであり得る。
または第1駆動部M1はボイスコイルモータ(VCM)であり得る。そして、第2駆動部M1はボイスコイルモータ(VCM)より最大瞬間速力がさらに大きい形状企業合金(SMA)方式アクチュエータであり得る。
または第1駆動部M1はボイスコイルモータ(VCM)であり得る。そして、第2駆動部M1はボイスコイルモータ(VCM)より最大瞬間速力がさらに大きい液体レンズで界面変化を提供するアクチュエータであり得る。
または第1駆動部M1は形状企業合金(SMA)方式アクチュエータであり得る。そして、第2駆動部M1は形状企業合金(SMA)方式アクチュエータより最大瞬間速力がさらに大きい圧電力を利用したピエゾ(piezo)方式アクチュエータであり得る。
または第1駆動部M1は液体レンズで界面変化を提供するアクチュエータであり得る。そして、第2駆動部M1は第1駆動部M1より最大瞬間速力がさらに大きい圧電力を利用したピエゾ(piezo)方式アクチュエータであり得る。
または第1駆動部M1は液体レンズで界面変化を提供するアクチュエータであり得る。そして、第2駆動部M1は第1駆動部M1より最大瞬間速力がさらに大きい圧電力を利用したピエゾ(piezo)方式アクチュエータであり得る。
または第1駆動部M1はボイスコイルモータ(VCM)であり得る。そして、第2駆動部M1はボイスコイルモータ(VCM)より最大瞬間速力がさらに大きい形状企業合金(SMA)方式アクチュエータであり得る。以下、追加的な実施例については後述する。
図2は、第1実施例に係るカメラモジュールの構成図である。
図2を参照すると、第1実施例に係るカメラモジュールはハウジング100、レンズホルダ200とレンズアセンブリ300を含むレンズ部、弾性部材400、ベース500、イメージセンサ600、第1駆動部M1および第2駆動部M2を含むことができる。
ハウジング100はカメラモジュール1000で最外側に位置することができる。ハウジング100は外部の異物から各構成要素を保護することができる。また、外部の電磁波からハウジング100内の他の構成要素を保護できる材質からなり得る。したがって、カメラモジュールの信頼性が改善され得る。
ハウジング100は内部にホールを含むことができる。ホールには後述するレンズ部が装着され得る。ハウジング100とレンズ部は第1駆動部M1により連結され得る。レンズ部は第1駆動部M1により光軸OXに沿って移動することができる。
本実施例ではハウジング100とレンズ部が第1駆動部M1により連結され、ベース500とイメージセンサ600が第2駆動部M2により連結される内容を基準として説明する。ただし、本発明で第1駆動部M1と第2駆動部M2は移動部を光軸方向に移動させて固定部と連結されるため、第1駆動部M1と第2駆動部M2に連結された移動部または固定部の構成要素は変更され得る。これに対する具体的な実施例は後述する第2実施例乃至変形例でそれぞれ説明する。
ハウジング100内のホールにはレンズ部が配置され得る。レンズ部はレンズホルダ200とレンズアセンブリ300を含むことができる。
レンズホルダ200はハウジング100内のホールに装着され得る。そして、レンズホルダ200はホールを含むことができる。特に、レンズホルダ200は光軸方向に貫通するホールを含むことができる。例えば、レンズホルダ200は内周面にレンズアセンブリ300の外周面に形成されたねじ山と対応するねじ山を含むことができる。ただし、このような形状に限定されるものではない。例えば、レンズホルダ200とレンズアセンブリ300の間には弾性部材(例えば、板スプリング)、ガイド部(例えば、ボール)、ピンなどの多様な素子が配置され、これによって、レンズホルダ200とレンズアセンブリ300の間に結合が容易になされ得る。以下では弾性部材400を基準として説明する。また、このような結合に対する説明は他の固定部と移動部間にも同一に適用され得る。
レンズアセンブリ300はレンズホルダ200のホールに配置され得る。レンズアセンブリ300は複数枚のレンズからなり得る。また、複数枚のレンズは位置が固定された固定レンズと光軸方向に移動する移動レンズを含むことができる。または複数枚のレンズはすべて移動部であってもよい。
弾性部材400はハウジング100とレンズホルダ200と連結され得る。実施例として、ハウジング100とレンズホルダ200は弾性部材400を通じて結合され得る。弾性部材400とハウジング100またはレンズホルダ200と弾性部材400は互いに接着剤または熱融着を通じて結合することができる。接着剤は紫外線(UV)、熱およびレーザーのうちいずれか一つ以上によって硬化するエポキシ(epoxy)からなり得る。
また、弾性部材400はレンズホルダ200とベース500間に配置され得る。または弾性部材400はハウジング100とベース500の間にも配置され得る。この時、OIS遂行のためのマグネットまたはコイルがハウジング100とベース500にそれぞれ位置してもよい。ただし、これに限定されるものではなく、レンズホルダ200とハウジング100の間にOIS遂行のためのマグネットまたはコイルが追加的にそれぞれ位置してもよい。またはイメージセンサ600にOIS遂行のためのマグネットまたはコイルが追加的に位置してもよい。
ベース500はハウジング100内に配置され得る。またはベース500はハウジング100の下部に位置することができる。ベース500は光軸方向にホールを含むことができる。ベース500のホールは前述したレンズアセンブリ300と光軸方向に重なり得る。
ベース500はレンズホルダ200と弾性部材400を通じて結合され得る。そして、弾性部材400とレンズホルダ200)またはベース500と弾性部材400は互いに接着剤または熱融着を通じて結合することができる。接着剤は紫外線(UV)、熱およびレーザーのうちいずれか一つ以上によって硬化するエポキシ(epoxy)からなり得る。
イメージセンサ600はベース500のホール内に位置することができる。イメージセンサ600はレンズアセンブリ300と対応する位置に配置され得る。イメージセンサ600はベース500とともに基板700上に配置され得る。ここで、カメラモジュールは基板700をさらに含むことができる。
イメージセンサ600は基板700と電気的に連結され得る。イメージセンサ600は基板700とフリップチップ(flip chip)結合され得る。イメージセンサ600は基板700にはんだ付け(soldering)により結合され得る。
また、イメージセンサ600はレンズと光軸が一致するように配置され得る。すなわち、イメージセンサ600の光軸とレンズの光軸は整列(alignment)され得る。イメージセンサ600はイメージセンサ600の有効画像領域に照射される光を電気的信号に変換することができる。例えば、イメージセンサ600はCCD(charge coupled device、電荷結合素子)、MOS(metal oxide semi-conductor、金属酸化物半導体)、CPDおよびCIDのうちいずれか一つであり得る。
基板700は印刷回路基板(Printed Circuit Board)であり得る。基板700は移動端末機の制御部(図示されずということ)と電気的に連結され得る。
第1駆動部M1はハウジング100とレンズホルダ200の間に配置され得る。第1駆動部M1はコイルM1aとマグネットM1bを含むことができる。コイルM1aとマグネットM1bはハウジング100とレンズホルダ200それぞれに互いに対向するように配置され得る。したがって、レンズホルダ200はハウジング100に対して相対的に光軸方向に移動することができる。例えば、第1駆動部M1はボイスコイルモータ(VCM)であり得る。第1駆動部M1は複数個であり得る。
第2駆動部M2はイメージセンサ600とベース500の間に配置され得る。第2駆動部M2は圧電力により駆動されるピエゾ方式のアクチュエータであり得る。第2駆動部M2は大きさの調節によってイメージセンサ600をベース500に対して相対的に光軸方向に移動させることができる。
また、実施例に係るカメラモジュール1000はコントローラー(controller、図示されず)を含むことができる。コントローラーは基板700上に配置され得る。または基板700の外部に位置してもよい。コントローラーは第1駆動部M1と第2駆動部M2の駆動を遂行するために供給される電流の方向、強度および振幅などを個別的に制御することができる。コントローラーは第1駆動部M1と第2駆動部M2を制御してオートフォーカス機能を遂行することができる。追加的に、コントローラーは手振れ補正機能を遂行する駆動部にも電流などを供給して手振れ補正を遂行できる。ひいては、コントローラーはレンズ駆動装置に対するオートフォーカスフィードバック制御および/または手振れ補正フィードバック制御を遂行できる。
図3は実施例に係る第1駆動部を説明する図面であり、図4は実施例に係る第2駆動部を説明する図面である。
図3および図4を参照すると、実施例として、第1駆動部M1はレンズホルダ200を第1最大速力V1内で移動させることができ、第2駆動部M2はイメージセンサ600を第2最大速力V2内で移動させることができる。
第1最大速力V1と第2最大速力V2は瞬間速力を意味する。したがって、第2駆動部M2は第1駆動部M1対比所定時間の間より大きい移動量を提供することができる。本明細書で移動量は第1、2駆動部の位置または第1、2駆動部によって移動部が移動した位置または距離を示す。
また、第2最大速力V2が第1最大速力V1より大きいので、第2駆動部M2は第1駆動部M1に提供可能な速度範囲より大きい速度範囲を提供することができる。すなわち、第1駆動部M1により移動部が移動可能な速力範囲より第2駆動部M2により移動部が移動可能な速力範囲がさらに大きい。また、第2駆動部M2により移動部が移動可能な速力範囲が第1駆動部M1により移動部が移動可能な速力範囲を含むことができる。
図5は実施例に係るカメラモジュールのオートフォーカシングを説明する図面であり、図6は実施例に係るカメラモジュールのオートフォーカシングのための移動量の変化を図示した図面であり、図7は実施例に係るカメラモジュールのオートフォーカシングのための移動量に対応する露出時間を図示した図面であり、図8は実施例に係るカメラモジュールで第1駆動部と第2駆動部の移動量を示した図面である。
図5を参照すると、実施例に係るカメラモジュールは映像撮影時にオートフォーカシングを所定の時間間隔で遂行できる。
より具体的には、カメラモジュールは映像撮影時に例えば、数~数百fps(frame per second)で映像を撮影することができる。この時、一つの映像を撮影するための露出時間(exposure time)を1フレーム(frame)という。すなわち、1秒内に数~数百個のフレームが存在し、フレームに対応する数~数百個の映像(またはイメージ、イメージデータ、映像データなど)がイメージセンサで生成され得る。
実施例に係るカメラモジュールは各フレームごとに生成された映像または所定のフレームの映像を利用して被写体に対する焦点を合わせることができる(オートフォーカシング)。例えば、最も近接した領域を基準として焦点が合わせられ得る。または最も遠い領域を基準として焦点が合わせられてもよい。
実施例に係るカメラモジュールは複数個のフレームP1、P2のうち、予め設定されたフレームP1で焦点が遂行され得る。以下、図5のように、撮影が始まって0s~1s区間で最初のフレームでオートフォーカシング探索がなされることを基準として説明する。
すなわち、実施例に係るカメラモジュールは、オートフォーカシングが遂行されるフレームP1以後に前記フレームP1を利用して合わせられた焦点を、以後のフレームP2の焦点として設定して映像を生成することができる。
この時、実施例に係るカメラモジュールでオートフォーカシングが遂行されるフレームP1は探索区間P1aおよび露出区間P1bを含むことができる。
図6および図7を参照すると、実施例で探索区間P1aは予め設定されたfpsの逆数より小さい時間からなり得る。
また、探索区間P1aは複数個の探索露出区間ETからなり得る。また、一つのフレームは複数個の探索露出区間ETを含むことができる。そして、探索区間P1aで、移動部の位置はステップ(step)で増加し得る。換言すると、実施例によると、移動部は第1駆動部および第2駆動部によって第1時区間DPの間移動および停止を繰り返すことができる。このような構成によって、探索露出区間ETごとに生成された映像の揺れを最小化することができる。これに伴い、実施例に係るカメラモジュールはより正確なオートフォーカシングを遂行できる。
そして第1時区間DPは探索区間P1aより小さくてもよい。それだけでなく、第1時区間DPは予め設定されたfpsの逆数より小さくてもよい。
また、第1時区間DPは探索露出区間ETより大きくてもよい。したがって、移動部が停止した状態で各探索露出区間ETごとにオートフォーカシングのための映像を獲得することができる。
また、第1時区間DPは移動部の位置に対する一つのステップ(step)を意味し得る。換言すると、第1時区間DPの間移動部は停止と移動がなされ得るため、第1時区間DPは移動部の停止区間Fと移動部の移動区間Uを含むことができる。そして、移動部の停止区間Fは前述した探索露出区間ETと対応することができる。
実施例に係るカメラモジュールは第1駆動部と第2駆動部を制御して、前述した通り、オートフォーカシングが遂行されるフレームP1内の複数の第1時区間DPごとに移動部を移動および停止することができる。
これにより、カメラモジュールはオートフォーカシングが遂行されるフレームP1の間移動部を最低焦点に対応する位置から最高焦点に対応する位置まで移動することができる。またはカメラモジュールは移動部を最低焦点に対応する位置から最高焦点に対応する位置の一部まで移動することができる。このような構成によって、実施例に係るカメラモジュールは映像撮影中に使用者の入力がなくても(例えば、焦点遂行タッチ)、容易にオートフォーカシングを遂行してより正確な焦点による映像を使用者に提供することができる。また、カメラモジュールは焦点スキャンにより動画が揺れる現象を防止することができる。
そして移動部は第1駆動部および第2駆動部によって移動し、第1駆動部と第2駆動部は移動部の位置別に対応するデジタルコードをまたはそれに相応する制御信号を受信することができる。すなわち、カメラモジュールは第1駆動部と第2駆動部が所定の位置に移動部を移動するための制御信号情報が保存されたルックアップテーブルを利用して移動部を移動させることができる。
図8を参照すると、実施例に係るカメラモジュールで第1駆動部と第2駆動部は移動部を移動させることができる。そして、カメラモジュールで第1駆動部の第1最大速力は第2駆動部の第2最大速力より小さくてもよい。
実施例として、第1駆動部は探索区間P1aの間移動部を線形に移動することができる(Sa)。すなわち、第1駆動部は探索区間P1aで複数の第1時区間DPの間一定の速力で移動部を移動することができる。第1実施例によると、第1駆動部はレンズホルダを複数の第1時区間DPの間移動させることができる。そして、第1駆動部はレンズホルダを線形に移動させることができる。
これとは異なり、第2駆動部は探索区間P1aの間移動部を第2時区間を周期として移動させることができる。第2駆動部は移動部を光軸方向に沿ってすなわち上下に移動させることができる(Sb)。そして、第2駆動部は第2時区間を周期として移動部を移動させることができる。すなわち、第2駆動部は第2時区間を周期として移動部を光軸方向に沿って上下移動することができる。この時、第2時区間は前述した第1時区間DPと同一であり得る。
また、移動部は第2駆動部によって第2時区間の間隔で原点移動することができる。換言すると、移動部は第2駆動部によって第1移動方向に移動した後、第2移動方向に移動することができる。ここで、第1移動方向は探索露出区間ETの間第1駆動部によって移動部が移動する方向であり、第2移動方向は第1移動方向に反対の方向である。第1移動方向と第2移動方向は光軸方向と平行する。
そしてより具体的には、移動部は第2駆動部によって探索露出区間ETの間第2移動方向に移動し、第1時区間で探索露出区間ET以外の時間の間第1移動方向に移動することができる。
これに伴い、移動部の全体移動は第1時区間または第2時区間の間隔で停止および移動を繰り返すことができる。移動部の全体移動は第1時区間または第2時区間で探索露出区間ETより大きい時区間の間停止することができる。そして、移動部の全体移動は探索露出区間ETより大きい時区間以外の時区間で移動することができる。実施例として、移動部の全体移動は移動部が光軸方向に第1駆動部によって移動する位置と移動部が光軸方向に第2駆動部によって移動する位置の和に対応する。
ただし、実施例で第1駆動部は第1時区間DPまたは探索露出区間ETで移動部の速力を維持することができる。すなわち、第1駆動部は第1時区間DPまたは探索露出区間ETでまたは探索区間P1aで移動部を等速度で移動させることができる。
実施例として、カメラモジュールで移動部が第2駆動部によって第2時区間を周期として移動することによって、移動部の全体移動は前述したステップを有することができる。すなわち、移動部の全体移動は第1時区間DPの間移動および停止を繰り返すことができ、ステップごとに増加または減少した移動部の位置で映像が生成され得る(Sc)。そして、生成された映像は焦点を合わせるために利用され得る。
これにより、第1駆動部対比最大速力が大きい第2駆動部によって移動部の全体移動/停止または焦点の移動/停止が遂行されることによって、より正確かつ高い反応速度でオートフォーカシングが遂行され得る。
そして露出区間P1bでは移動部が各探索露出区間ETから生成された映像を利用して得られた焦点に対応して移動することができる。
図9は、他の実施例に係るカメラモジュールで第1駆動部と第2駆動部の移動量を示した図面である。
図9を参照すると、前述した通り、カメラモジュールで第1駆動部と第2駆動部は移動部を移動させることができる。すなわち、移動部は第1駆動部によって移動したり第2駆動部によって移動することができる。
また、カメラモジュールで第1駆動部の第1最大速力は第2駆動部の第2最大速力より小さくてもよい。
他の実施例によると、第1駆動部による移動部の第1移動方向と前記第2駆動部による移動部の第2移動方向が互いに反対であり得る。すなわち、光軸方向と平行であるとしても第1駆動部はレンズホルダを下部のイメージセンサに向けて移動させ、第2駆動部はイメージセンサを上部のレッズホルダに向けて移動させることができる。または第1駆動部はレンズホルダをイメージセンサからレンズホルダに向かった方向に移動させ、第2駆動部はイメージセンサを下部の基板に向かって移動させることができる。
実施例として、第1駆動部は探索区間P1aの間移動部を線形に第1移動方向に移動することができる。
また、第1駆動部は探索区間P1aで複数の第1時区間DPの間一定の速力で移動部を移動することができる。
そして第1駆動部はレンズホルダを複数の第1時区間DPの間移動させることができる。
また、第2駆動部は探索区間P1aの間移動部を第2時区間を周期として移動させることができる。第2駆動部は移動部を第2移動方向に移動部を移動させることができる。そして、第2駆動部は移動部を第2時区間周期で移動させることができる。すなわち、第2駆動部は移動部を第2時区間周期で第2移動方向に移動させることができる。この時、第2時区間は前述した第1時区間DPと同一であり得る。
また、移動部は第2駆動部によって第2時区間の間隔で原点移動することができる。換言すると、移動部は第2駆動部によって第2移動方向に移動した後、第1移動方向に移動することができる。より具体的には、移動部は第2駆動部によって探索露出区間ETの間第2移動方向に移動し、第1時区間で探索露出区間ET以外の時間の間第1移動方向に移動することができる。
これに伴い、移動部の全体移動は第1時区間または第2時区間の間隔で停止および移動を繰り返すことができる。移動部の全体移動は第1時区間または第2時区間で探索露出区間ETより大きい時区間の間停止することができる。そして、移動部の全体移動は探索露出区間ETより大きい時区間以外の時区間で移動することができる。実施例として、移動部の全体移動は移動部が光軸方向に第1駆動部によって移動する位置と移動部が光軸方向に第2駆動部によって移動する位置の和に対応する。
また、他の実施例で第1駆動部は第1時区間DPまたは探索露出区間ETで移動部の速力を維持することができる。すなわち、第1駆動部は第1時区間DPまたは探索露出区間ETでまたは探索区間P1aで移動部を等速度で移動させることができる。
そしてカメラモジュールで第2駆動部によって移動部が第2時区間周期で移動することにより、移動部の全体移動は前述したステップを有することができる。すなわち、移動部の全体移動は第1時区間DPの間移動および停止を繰り返すことができ、ステップごとに増加または減少した移動部の位置で映像が生成され得る。そして、生成された映像は焦点を合わせるために利用され得る。これにより、最大速力が大きい第2駆動部によって移動部の全体移動/停止または焦点の移動/停止が遂行されることによって、より正確かつ高い反応速度でオートフォーカシングが遂行され得る。
そして露出区間P1bでは移動部が各探索露出区間ETから生成された映像を利用して得られた焦点に対応して移動することができる。
図10は、さらに他の実施例に係るカメラモジュールのオートフォーカシングのための移動量の変化を図示した図面である。
図10を参照すると、さらに他の実施例によると、カメラモジュールで第1駆動部と第2駆動部は移動部を移動させることができる。そして、カメラモジュールで第1駆動部の第1最大速力は第2駆動部の第2最大速力より小さくてもよい。
ただし、さらに他の実施例に係るカメラモジュールで探索区間P1aは第1探索区間P1a-1と第2探索区間P1a-2を含むことができる。
第1探索区間P1a-1の間カメラモジュールは前述した内容と同一に移動部を移動させることができる。すなわち、第1駆動部は第1探索区間P1a-1および第2探索区間P1a-2の間移動部を線形に移動することができる。第1駆動部は第1探索区間P1a-1および第2探索区間P1a-2で複数の第1時区間DPの間一定の速力で移動部を移動することができる。第1探索区間P1a-1および第2探索区間P1a-2の間第1駆動部は移動部を同一または異なる速度で移動させることができる。
これとは異なり、第2駆動部は第1探索区間P1a-1および第2探索区間P1a-2の間移動部を第2時区間を周期として移動させることができる。第2駆動部は移動部を光軸方向に沿ってすなわち上下に移動させることができる。そして、第2駆動部は移動部を第2時区間周期で移動させることができる。すなわち、第2駆動部は移動部を第2時区間周期で光軸方向に沿って上下移動することができる。この時、第2時区間は前述した第1時区間DPと同一であり得る。
また、第1探索区間P1a-1および第2探索区間P1a-2の間第2駆動部は同一または異なる第2時区間を周期として移動部を移動させることができる。
また、移動部は第2駆動部によって第2時区間の間隔で原点移動することができる。換言すると、移動部は第2駆動部によって第1移動方向に移動した後、第2移動方向に移動することができる。
また、移動部の全体移動は第1探索区間P1a-1および第2探索区間P1a-2で第1時区間または第2時区間の間隔で停止および移動を繰り返すことができる。移動部の全体移動は第1時区間または第2時区間で探索露出区間ETより大きい時区間の間停止することができる。そして、移動部の全体移動は探索露出区間ETより大きい時区間以外の時区間で移動することができる。実施例として、移動部の全体移動は移動部が光軸方向に第1駆動部によって移動する位置と移動部が光軸方向に第2駆動部によって移動する位置の和に対応する。
そしてカメラモジュールで第2駆動部によって移動部が第2時区間周期で移動することにより、移動部の全体移動は前述したステップを有することができる。すなわち、移動部の全体移動は第1時区間DPの間移動および停止を繰り返すことができ、ステップごとに増加または減少した移動部の位置で映像が生成され得る。そして、生成された映像は焦点を合わせるために利用され得る。これで、最大速力が大きい第2駆動部によって移動部の全体移動/停止または焦点の移動/停止が遂行されることによって、カメラモジュールはより正確かつ高い反応速度でオートフォーカシングを遂行できる。
さらに他の実施例に係るカメラモジュールで第1探索区間P1a-1の間得た映像から1次焦点距離を算出することができる。1次焦点距離は近似的に計算され得る。
そして第2探索区間P1a-2の間第1駆動部と第2駆動部は移動部を再び移動させることができる。この時、近似的に計算された焦点距離の所定の比率内で移動部が移動することができる。したがって、より正確なオートフォーカシングが遂行され得る。
また、第2探索区間P1a-2の間第1駆動部と第2駆動部によって移動部が停止した移動量間の最小差はさらに小さくてもよい。換言すると、さらに他のカメラモジュールでは第1探索区間P1a-1と第2探索区間P1a-2の間探索露出区間ETごとに移動部の最小移動量が互いに異なり得る。
すなわち、第1探索区間P1a-1の間探索露出区間ETごとに移動部の最小移動量が第2探索区間P1a-2の間探索露出区間ETごとに移動部の最小移動量より大きくてもよい。したがって、さらに他の実施例に係るカメラモジュールはより正確なオートフォーカシングを提供することができる。
そして第2探索区間P1a-2以後に露出区間P1bの間移動部が第2探索区間P1a-2の各探索露出区間ETから生成された映像を利用して得られた焦点に対応して移動することができる。
図11は、第2実施例に係るカメラモジュールの構成図である。
図11を参照すると、第2実施例に係るカメラモジュールはハウジング100、レンズホルダ200とレンズアセンブリ300を含むレンズ部、弾性部材400、ベース500、イメージセンサ600、第1駆動部M1および第2駆動部M2を含むことができる。
第1駆動部M1と第2駆動部M2により移動部であるレンズ部、イメージセンサ600が移動することができる。
そしてこのような第1駆動部M1および第2駆動部M2は、前述した多様な実施例により移動部を移動させることができ、以下の内容を除いては前述した内容が同一に適用され得る。
第1駆動部M1はベース500またはハウジング100に位置することができる。そして、第1駆動部M1と移動部であるレンズ部間に第2駆動部M2が配置され得る。すなわち、第1駆動部M1は第2駆動部M2を動くことによってレンズ部を移動させることができる。これにより、第2実施例に係るカメラモジュールで第1駆動部M1と第2駆動部M2は互いに連結されて第1駆動部M1が移動部を第1移動方向に動かす時、第2駆動部M2が第2移動方向に移動部を動かして移動による振動を減らすことができる。したがって、より正確なオートフォーカシングを遂行できる。ひいては、カメラモジュールの信頼性も改善できる。
図12は、第3実施例に係るカメラモジュールの構成図である。
図12を参照すると、第3実施例に係るカメラモジュールはハウジング100、レンズホルダ200とレンズアセンブリ300を含むレンズ部、弾性部材400、ベース500、イメージセンサ600、第1駆動部M1および第2駆動部M2を含むことができる。
第1駆動部M1と第2駆動部M2により移動部であるレンズ部、イメージセンサ600が移動することができる。
そしてこのような第1駆動部M1および第2駆動部M2は前述した多様な実施例により移動部を移動させることができ、以下の内容を除いては前述した内容が同一に適用され得る。
第1駆動部M1は、ベース500またはハウジング100に位置することができる。そして、第1駆動部M1と移動部であるイメージセンサとの間に第2駆動部が配置され得る。すなわち、第1駆動部M1は、第2駆動部M2を動かすことによってイメージセンサを移動させることができる。これに伴い、第3実施例に係るカメラモジュールで第1駆動部M1と第2駆動部M2は互いに連結されて第1駆動部M1が移動部を第1移動方向に動かすとき、第2駆動部M2が第2移動方向に移動部を動かして移動による振動を減らすことができる。これにより、より正確なオートフォーカシングを遂行することができる。ひいては、カメラモジュールの信頼性も改善することができる。
図13は、第4実施例に係るカメラモジュールの構成図である。
図13を参照すると、第4実施例に係るカメラモジュールはハウジング100、レンズホルダ200とレンズアセンブリ300を含むレンズ部、弾性部材400、ベース500、イメージセンサ600、第1駆動部M1および第2駆動部M2を含むことができる。
第1駆動部M1と第2駆動部M2により移動部であるレンズ部、イメージセンサ600が移動することができる。
そしてこのような第1駆動部M1および第2駆動部M2は前述した多様な実施例により移動部を移動させることができ、以下の内容を除いては前述した内容が同一に適用され得る。
第1駆動部M1はベース500またはハウジング100に位置することができる。そして、第1駆動部M1はイメージセンサ600を移動させることができる。そして、第2駆動部M2はレンズ部を移動させることができる。したがって、前述した通り、第1駆動部M1と第2駆動部M2は移動部の構成要素のうち互いに異なる構成要素を移動させることができる。ひいては、前述した通り、移動部の全体移動はイメージセンサの移動とレンズ部の移動の和である。
また、第4実施例に係るカメラモジュールで第1駆動部M1と第2駆動部M2は互いに分離されて第1駆動部M1が移動部を第1移動方向に動かす時、第2駆動部M2が第2移動方向に移動部を動かして同一方向に移動する場合、振動が増加することを防止することができる。これにより、カメラモジュールの信頼性も改善できる。
図14は、変形例に係るカメラモジュールの構成図である。
図14を参照すると、変形例に係るカメラモジュールはハウジング100、レンズホルダ200とレンズアセンブリ300を含むレンズ部、弾性部材400、ベース500、イメージセンサ600、第1駆動部M1および第2駆動部M2を含むことができる。
第1駆動部M1と第2駆動部M2は一つのみ存在し、移動部であるレンズ部またはイメージセンサ600と連結されてレンズ部およびイメージセンサ600のうち少なくとも一つを移動することができる。
第1駆動部M1および第2駆動部M2は前述した多様な実施例により移動部を移動させることができ、以下の内容を除いては前述した内容が同一に適用され得る。
また、本実施例でレンズ部は液体レンズ部(LL)を含むことができる。液体レンズ部は導電性の第1液体と非導電性の第2液体を含み、印加された電圧によって第1液体と第2液体が互いに接する境界面が変形され得る。そして、境界面は電圧により異なる曲率を有することができる。これに伴い、光経路が変更され得、焦点も変更され得る。換言すると、液体レンズ部は焦点を変更することができる。
第1駆動部M1または第2駆動部M2はベース500またはハウジング100に位置することができる。そして、第1駆動部M1または第2駆動部M2はレンズ部またはイメージセンサ600を移動させることができる。例えば、第2駆動部M2はレンズ部またはイメージセンサ600を移動させることができる。
また、変形例に係るカメラモジュールで第1駆動部M1または第2駆動部M2により移動部が移動するため、移動部の個数を最小化して移動部の移動による振動を最小化することができる。これにより、カメラモジュールの信頼性も改善できる。
以下では、本実施例に係る電子装置の構成を図面を参照して説明する。
図15は、実施例に係るカメラモジュールを含む電子装置を図示した図面である。
図15を参照すると、電子装置は携帯電話、携帯電話、スマートフォン(smart phone)、携帯用通信装置、携帯用スマート機器、デジタルカメラ、ノートパソコン(laptop computer)、デジタル放送用端末機、PDA(Personal Digital Assistants)、PMP(Portable Multimedia Player)およびナビゲーションのうちいずれか一つであり得る。ただし、電子装置の種類はこれに制限されるものではなく、映像または写真を撮影するためのいかなる装置も電子装置に含まれ得る。
電子装置は本体1を含むことができる。本体1は電子装置の外観を形成することができる。本体1はカメラモジュール1000を収容することができる。本体1の一面にはディスプレイ2が配置され得る。一例として、本体1の一面にディスプレイ2およびカメラモジュール1000が配置されて本体1の他面(一面の反対側に位置する面)にカメラモジュール1000が追加で配置され得る。
電子装置はディスプレイ2を含むことができる。ディスプレイ2は本体1の一面に配置され得る。ディスプレイ2はカメラモジュール1000で撮影された映像を出力することができる。
電子装置はカメラモジュール1000を含むことができる。カメラモジュール1000は本体1に配置され得る。カメラモジュール1000は少なくとも一部が本体1の内部に収容され得る。カメラモジュール1000は複数で備えられ得る。カメラモジュール1000はデュアルカメラ装置を含むことができる。カメラモジュール1000は本体1の一面と本体1の他面それぞれに配置され得る。カメラモジュール1000は被写体の映像を撮影することができる。
以上、実施例を中心に説明したがこれは単に例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上に例示されていない多様な変形と応用が可能であることが分かるであろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施できるものであり、本明細書に記載された駆動部は本明細書に記載された実施例だけでなく移動部を移動させるために力を発生させる構成を含むことができる。そして、このような変形と応用に関係した差異点は添付された特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
Claims (10)
- 固定部、
光軸方向に前記固定部に対して相対的に移動する移動部、
前記移動部を第1最大速力内で移動させる第1駆動部、および
前記移動部を第2最大速力内で移動させる第2駆動部、を含み、
前記第1駆動部と前記第2駆動部は、光軸方向に沿って前記移動部を移動させ、
前記第2最大速力は、前記第1最大速力より大きい、カメラモジュール。 - 前記移動部は、前記第1駆動部および前記第2駆動部によって第1時区間の間移動および停止を繰り返す移動する、請求項1に記載のカメラモジュール。
- 前記固定部は、ハウジング、およびベースのうち少なくとも一つを含み、
前記移動部は、レンズ部およびイメージセンサのうち少なくとも一つを含む、請求項1に記載のカメラモジュール。 - 前記レンズ部は、前記ハウジング内に配置され、
前記レンズ部は、レンズホルダおよび前記レンズホルダ内に配置されるレンズアセンブリを含み、
前記イメージセンサは、前記ベース内に配置される、請求項3に記載のカメラモジュール。 - 第1駆動部による前記移動部の第1移動方向と前記第2駆動部による前記移動部の第2移動方向は、露出時間の間互いに反対である、請求項1に記載のカメラモジュール。
- 前記移動部は、前記第1駆動部によって線形に移動する、請求項1に記載のカメラモジュール。
- 前記移動部は、前記第2駆動部によって第2時区間を周期として上下移動する、請求項6に記載のカメラモジュール。
- 前記移動部は、前記第2駆動部によって前記第2時区間ごとに原点移動する、請求項7に記載のカメラモジュール。
- 前記第2駆動部は、前記移動部と前記第1駆動部の間で前記移動部および前記第1駆動部と連結される、請求項1に記載のカメラモジュール。
- 前記第1時区間は、予め設定された秒当たりフレーム再生回数(Frame Per Second、FPS)の逆数より小さい、請求項2に記載のカメラモジュール。
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