KR100619693B1 - 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈 - Google Patents

휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압전 액추에이터에 의한 카메라 렌즈의 초점을 조절하여 화질을 향상시킬 수 있는 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈에 관한 것으로, 이미지 센서와 카메라 렌즈를 구비한 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈에 있어서, 제1전극과 제2전극을 구비하고, 외부에서 입력된 위상이 서로 다른 구동 신호를 상기 제1전극과 제2전극에서 입력받아 상기 카메라 렌즈와 이미지 센서의 거리를 조절하는 압전 액추에이터와, 사용자의 외부 입력 신호에 의해 위상이 서로 다른 구동 신호를 상기 압전 액추에이터의 제1전극과 제2전극으로 출력하는 액추에이터 구동부를 포함하여 구성하고, 상기 액추에이터 구동부는 상기 사용자 외부 입력 신호에 의해 소정의 주파수를 갖는 신호를 출력하는 주파수 발생기와, 사용자에 의해 입력된 영상 확대 또는 축소 신호에 의해 상기 주파수 발생기에서 출력한 신호의 위상을 소정 지연시켜 출력하는 위상 지연부와, 외부에서 입력된 소정의 직류 전압을 소정 전압으로 승압하고, 상기 주파수 발생기로부터 수신한 소정의 신호를 통해 상기 승압된 전압을 스위칭하여 상기 제1전극으로 출력하는 제1 전력 변환부와, 외부에서 입력된 소정의 직류 전압을 소정 전압으로 승압하고, 상기 위상 지연부로부터 수신한 소정의 신호를 통해 상기 승압된 전압을 스위칭하여 상기 제2전극으로 출력하는 제2 전력 변환부를 구비하여 구성함으로써, 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈{CAMERA MODULE OF PORTABLE MOBILE TERMINAL}
도1은 본 발명 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈에 대한 구성을 도시한 예시도.
도2는 도1에 도시한 압전 액추에이터의 구성 상태도.
도3은 압전 액추에이터에 90도의 위상차를 갖는 구동 신호를 입력했을 때 지지대와의 접촉 표면 운동 상태도.
도4는 도1에 도시한 액추에이터 구동부의 상세 구성도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10:이미지 센서 20:카메라 렌즈
30:압전 액추에이터 31:지지대
32:금속피막 33:공통전극
34:압전 세라믹 35:(+)전극
36:(-)전극 40:액추에이터 구동부
41:주파수 발생기 42:제1 전력 변환부
43:위상 지연부 44:제2 전력 변환부
본 발명은 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈에 관한 것으로, 특히 압전 액추에이터에 의한 카메라 렌즈의 초점을 조절하여 화질을 향상시킬 수 있는 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈에 관한 것이다.
휴대폰으로 대표되는 휴대용 이동 단말기의 보급이 널리 일반화되고, 더욱이 이동 단말기를 이용한 무선 인터넷 서비스가 상용화 되어짐에 따라, 이동 단말기 무선인터넷과 멀티미디어 기능에 관련된 소비자들의 요구도 더욱 다양화 되고 있다. 이런 소비자의 욕구에 부흥하도록 개발된 이동 단말기 중의 하나가 디지털 카메라가 부착된 휴대용 이동 단말기이다.
휴대용 이동 단말기에 부착되는 디지털 카메라 모듈은 크기가 매우 작아서 그 내부에 초점을 조절하는 기능을 구현하기 어려운 단점이 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 종래에는 소프트웨어를 이용하여 화면의 확대/축소 기능을 구현하였다. 즉, 카메라에서 촬영된 영상의 이미지를 확대/축소하면 카메라의 렌즈를 이동시키는 것이 아니라 카메라 렌즈는 고정된 상태로 촬영된 이미지만 소프트웨어로 확대/축소시켜 표시창을 통해 표시한다.
하지만, 종래 소형 카메라 모듈의 확대 기능은 카메라 렌즈가 고정된 상태에서 이미지만 확대하기 때문에 화질이 떨어지게 된다.
상기와 같이 종래 휴대용 이동 단말기에 구비된 카메라 모듈은 확대 기능을 카메라 렌즈의 이동이 아니라 소프트웨어에 의해 촬영된 영상을 확대하여 표시하기 때문에 화질이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 사용자에 의해 입력된 확대 또는 축소 기능 신호에 의해 소정의 위상차를 갖는 구동 신호를 입력받아 카메라 렌즈와 이미지 센서의 거리를 조절하는 압전 액추에이터를 구비함으로써, 화질을 향상시킬 수 있는 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이미지 센서와 카메라 렌즈를 구비한 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈에 있어서, 제1전극과 제2전극을 구비하고, 외부에서 입력된 위상이 서로 다른 구동 신호를 상기 제1전극과 제2전극에서 입력받아 상기 카메라 렌즈와 이미지 센서의 거리를 조절하는 압전 액추에이터와; 사용자의 외부 입력 신호에 의해 위상이 서로 다른 구동 신호를 상기 압전 액추에이터의 제1전극과 제2전극으로 출력하는 액추에이터 구동부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액추에이터 구동부는 상기 사용자 외부 입력 신호에 의해 소정의 주파수를 갖는 신호를 출력하는 주파수 발생기와; 사용자에 의해 입력된 영상 확대 또는 축소 신호에 의해 상기 주파수 발생기에서 출력한 신호의 위상을 소정 지연시켜 출력하는 위상 지연부와; 외부에서 입력된 소정의 직류 전압을 소정 전압으로 승압하고, 상기 주파수 발생기로부터 수신한 소정의 신호를 통해 상기 승압된 전압 을 스위칭하여 상기 제1전극으로 출력하는 제1 전력 변환부와; 외부에서 입력된 소정의 직류 전압을 소정 전압으로 승압하고, 상기 위상 지연부로부터 수신한 소정의 신호를 통해 상기 승압된 전압을 스위칭하여 상기 제2전극으로 출력하는 제2 전력 변환부를 구비하여 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사용자 외부 입력 신호가 영상 확대에 대한 신호이면 상기 위상 지연부는 상기 주파수 발생기에서 출력한 신호를 270도 위상 지연시켜 출력하고, 상기 사용자 외부 입력 신호가 영상 축소에 대한 신호이면 상기 위상 지연부는 상기 주파수 발생기에서 출력한 신호를 90도 위상 지연시켜 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 휴대용 이동 통신 단말기의 카메라 모듈에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.
도1은 본 발명 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈에 대한 일 실시예 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 이미지 센서(10)와, 카메라 렌즈(20)와, 외부에서 입력된 서로 다른 위상을 갖는 구동 신호에 의해 수축 팽창하여 상기 카메라 렌즈(20)와 이미지 센서(10)의 거리를 조정하는 압전 액추에이터(30)와, 사용자의 외부 입력 신호(IN)에 의해 상기 압전 액추에이터(30)로 서로 다른 위상을 갖는 구동 신호를 출력하는 액추에이터 구동부(40)를 포함하여 구성한다.
여기서, 상기 액추에이터 구동부(40)는 사용자가 영상 확대 또는 축소 기능 신호를 입력할 때만 구동되도록 하여 불필요하게 소모되는 전력을 줄이는 것이 바람직하다.
도2는 상기 압전 액추에이터의 구성 상태도이다. 도시된 바와 같이, 선형의 구조를 가지며 한쪽 면은 공통 전극(33)으로 처리되고, 다른 한쪽은 두 구역으로 전극을 분리하여 상기 액추에이터 구동부(40)에서 출력한 서로 다른 위상을 갖는 구동 신호를 입력받는 (+)전극(35)과 (-)전극(36)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 (+)전극(35)과 (-)전극(36)으로 입력되는 구동 신호에 의해 수축 또는 팽창하는 압전 세라믹(34)과 지지대(31)와의 표면 마모를 방지하기 위해 공통 전극(33) 면에 처리된 금속 피막(32)으로 구성된다.
도3은 상기 압전 액추에이터의 (+)전극과 (-)전극에 90도의 위상차를 갖는 구형파를 인가하였을 때 지지대와의 접촉 표면의 운동 상태를 도시한 것으로, 압전 액추에이터의 구동원리는 세라믹의 압전 현상을 이용하는데, 압전 세라믹(34)에 전계를 가할 경우 분극된 세라믹에 가해지는 전계의 방향에 따라 압전 액추에이터(30)는 수축 또는 팽창하여 파동을 발생시키고, 이 발생된 파동에 의해 표면의 한 질점이 타원궤적의 운동을 하여 마찰력에 의해 접촉된 지지대(31)를 파동의 반대방향으로 이동시킨다. 즉, 표면의 한 질점이 a →b →c →d →a와 같이 반시계 방향의 타원 궤적 운동을 하고, 이로 인해 카메라 렌즈(20)가 이미지 센서(10)쪽으로 이동하여 영상을 축소하게 된다.
도4는 상기 액추에이터 구동부의 상세 구성을 도시한 일 예의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 사용자 외부 입력 신호(IN1)에 의해 소정의 주파수(약30~100KHz)를 갖는 신호를 출력하는 주파수 발생기(41)와, 사용자에 의해 입력된 영상 확대 또는 축소 신호(IN2)에 의해 상기 주파수 발생기(41)에서 출력한 신호의 위상을 소정 지연시켜 출력하는 위상 지연부(43)와, 외부에서 입력된 소정의 직류 전압(Vin)을 소정 전압(20~50[V])으로 승압하고, 상기 주파수 발생기(41)로부터 수신한 소정의 신호를 통해 상기 승압된 전압을 스위칭하여 압전 액추에이터(30)의 (+)전극(35)으로 출력하는 제1 전력 변환부(42)와, 외부에서 입력된 소정의 직류 전압(Vin)을 소정 전압으로 승압하고, 상기 위상 지연부(43)로부터 수신한 소정의 신호를 통해 상기 승압된 전압을 스위칭하여 압전 액추에이터(30)의 (-)전극(36)으로 출력하는 제2 전력 변환부(44)를 구비하여 구성한다.
상기 주파수 발생기(41)로 입력되는 외부 신호(IN1)는 사용자가 영상을 확대/축소하기 위해 입력한 동작 신호이고, 상기 위상 지연부(43)로 입력되는 외부 신호(IN2)는 영상 확대 또는 축소 기능에 대한 신호이다. 즉, 위상 지연부(43)로 입력된 신호가 영상 확대 기능 신호인가 아니면 영상 축소 기능 신호인가에 따라 주파수 발생기(41)에서 출력한 신호의 위상 지연이 틀려진다.
이때, 상기 위상 지연부(43)에서 출력하는 소정의 신호는 상기 주파수 발생기(41)에서 출력한 신호의 주파수와 동일하고, 위상(예를 들어, 90도, 270도)만 지연된 신호이다.
그럼, 이러한 구성을 갖는 본 발명에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.
사용자가 단말기에 구비된 카메라 모듈로 영상을 촬영하기 위해 카메라 모듈 동작 기능키를 입력하면, 카메라 모듈에 전원이 인가되어 카메라 렌즈(20)로 입력되어 이미지 센서(10)에 맺힌 영상을 단말기 표시창에 표시한다.
상기 표시창에 표시된 영상을 확대 또는 축소하기 위해 사용자에 의한 영상 확대 또는 축소에 대한 기능키가 입력되면, 주파수 발생기(41)에서 상기 입력된 영상 확대 또는 축소에 대한 신호를 받아 소정의 주파수(약30~100KHz)를 갖는 신호를 출력한다.
위상 지연부(43)는 사용자에 의해 입력된 영상 확대 또는 축소 기능 신호에 의해 상기 주파수 발생기(41)에서 출력한 소정의 주파수를 갖는 신호의 위상을 소정 지연시켜 출력한다.
여기서, 상기 위상 지연부(43)에 영상 축소 기능 신호가 입력되면 상기 주파수 발생기(41)에서 출력한 신호를 90도 위상 지연시켜 출력하고, 영상 확대 기능 신호가 입력되면 상기 주파수 발생기(41)에서 출력한 신호를 270도 위상 지연시켜 출력한다고 가정하여 설명한다.
만약, 사용자가 영상 확대 기능 신호를 입력하면, 위상 지연부(43)는 상기 주파수 발생기(41)에서 출력한 신호의 위상을 270도 지연시켜 출력한다.
제1 전력 변환부(42)는 외부에서 입력된 소정의 직류 전압(Vin)을 소정 전압으로 승압시키고, 그 승압된 전압을 상기 주파수 발생기(41)에서 출력한 소정의 신호로 스위칭하여 압전 액추에이터(30)의 (+)전극(35)으로 출력한다.
제2 전력 변환부(44)는 외부에서 입력된 소정의 직류 전압(Vin)을 소정 전압 으로 승압시키고, 그 승압된 전압을 상기 위상 지연부(43)에서 출력한 270도 위상이 지연된 신호로 스위칭하여 압전 액추에이터(30)의 (-)전극(36)으로 출력한다.
압전 액추에이터(30)는 (+)전극(35)과 (-)전극(36)으로 입력되는 270도의 위상차를 갖는 구동 신호에 의해 표면의 한 질점이 시계 방향의 타워궤적 운동을 하게 되고, 이로 인해 카메라 렌즈(20)가 이미지 센서(10)의 반대 방향으로 이동되어 영상이 확대된다.
반면, 위상 지연부(43)로 입력되는 사용자 외부 입력 신호가 영상 축소 기능 신호이면, 위상 지연부(43)가 주파수 발생기(41)에서 출력한 신호를 90도 위상 지연시켜 출력하는 것을 제외하고는 액추에이터 구동부(40)에서 수행하는 기능은 동일하다.
압전 액추에이터(30)는 (+)전극(35)과 (-)전극(36)에서 상기 액추에이터 구동부(40)에서 출력한 90도의 위상차를 갖는 구동 신호를 입력받고, 그 90도 위상차를 갖는 구동 신호에 의해 표면의 한 질점이 반시계 방향의 타원궤적 운동을 하게 된다. 상기 반시계 방향의 타원궤적 운동에 의해 카메라 렌즈(20)가 이미지 센서(10) 방향으로 이동되어 영상이 축소된다.
이러한 본 발명의 카메라 모듈은 자동 현금 지급 장치 및 보안용 카메라 등과 같이 소형 카메라가 필요한 부분에 적용 될 수 있다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 사용자에 의해 입력된 확대 또는 축소 기능 신호에 의해 소정의 위상차를 갖는 구동 신호를 입력받아 카메라 렌 즈와 이미지 센서의 거리를 조절하는 압전 액추에이터를 구비함으로써, 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 이미지 센서와 카메라 렌즈를 구비한 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈에 있어서,
    제1전극과 제2전극을 구비하고, 외부에서 입력된 위상이 서로 다른 구동 신호를 상기 제1전극과 제2전극에서 입력받아 상기 카메라 렌즈와 이미지 센서의 거리를 조절하는 압전 액추에이터와;
    사용자의 외부 입력 신호에 의해 위상이 서로 다른 구동 신호를 상기 압전 액추에이터의 제1전극과 제2전극으로 출력하는 액추에이터 구동부를 포함하고,
    상기 액추에이터 구동부는 상기 사용자 외부 입력 신호에 의해 소정의 주파수를 갖는 신호를 출력하는 주파수 발생기와, 사용자에 의해 입력된 영상 확대 또는 축소 신호에 의해 상기 주파수 발생기에서 출력한 신호의 위상을 소정 지연시켜 출력하는 위상 지연부와, 외부에서 입력된 소정의 직류 전압을 소정 전압으로 승압하고, 상기 주파수 발생기로부터 수신한 소정의 신호를 통해 상기 승압된 전압을 스위칭하여 상기 제1전극으로 출력하는 제1 전력 변환부와, 상기 외부에서 입력된 소정의 직류 전압을 소정 전압으로 승압하고, 상기 위상 지연부로부터 수신한 소정의 신호를 통해 상기 승압된 전압을 스위칭하여 상기 제2전극으로 출력하는 제2 전력 변환부를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 사용자 외부 입력 신호가 영상 확대에 대한 신호이면 상기 위상 지연부는 상기 주파수 발생기에서 출력한 신호를 270도 위상 지연시켜 출력하고, 상기 사용자 외부 입력 신호가 영상 축소에 대한 신호이면 상기 위상 지연부는 상기 주파수 발생기에서 출력한 신호를 90도 위상 지연시켜 출력하게 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 이동 단말기의 카메라 모듈.
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