KR101250572B1

KR101250572B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR101250572B1
Application number: KR1020110131952A
Authority: KR
Inventors: 신명준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-04-03

Abstract

본 발명의 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛; 상기 렌즈 유닛을 광축 방향을 따라 이동시키는 렌즈 구동 유닛; 중력방향에 대한 렌즈 유닛 또는 렌즈 유닛이 장착된 본체의 기울기를 감지하는 감지 센서; 및 상기 감지 센서를 통해 감지된 비교 값을 저장하고, 비교 값과 기준 값의 대소를 비교하여 상기 렌즈 구동 유닛의 구동전류 값을 조정하는 제어 유닛;을 포함할 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카메라 위치에 따른 렌즈 모듈의 구동 전류 값을 용이하게 보정할 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.

기술의 개발과 함께 전자부품이 점차 소형화되면서, 전자기기들의 기능이 날로 향상되고 있다. 아울러 한가지 기능만 수행하던 전자기기들이 본래의 기능 외에 부가적인 기능을 수행할 수 있도록 개발되고 있다.

휴대용 전화기는 이러한 전자기기의 한 예이다. 휴대용 전화기는 무선 통신이 주된 목적이므로, 종래에는 통화기능만을 구비하고 있었다. 그러나 사용자의 요구에 따라 그리고 제품의 기능향상을 위해, 최근의 휴대용 전화기는 카메라 기능을 통화기능과 함께 구비하고 있다.

특히, 최근에 휴대용 전화기에 장착되는 카메라 모듈은 줌 기능을 구비하고 있어, 가까운 거리에 있는 사물과 멀리 있는 사물을 비교적 깨끗하게 촬영할 수 있다.

한편, 휴대용 전화기의 카메라 모듈은 소형화를 구현하기 위해 렌즈 모듈의 초기위치를 적절하게 유지시키거나 보정해주는 수단이 없다. 때문에, 사용자가 휴대용 전화기(즉, 카메라 모듈)를 들고 있는 자세에 따라 렌즈 모듈의 초기 위치가 달라질 수 있다.

그런데 이러한 현상은 렌즈 모듈을 이동시키는 구동 전류의 값을 변화시키므로, 렌즈 모듈의 줌 기능을 통한 사물의 정확한 촬영을 방해할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 카메라 모듈의 위치를 감안하여 렌즈 모듈의 구동 전류 값을 보정할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛; 상기 렌즈 유닛을 광축 방향을 따라 이동시키는 렌즈 구동 유닛; 중력방향에 대한 렌즈 유닛 또는 렌즈 유닛이 장착된 본체의 기울기를 감지하는 감지 센서; 및 상기 감지 센서를 통해 감지된 비교 값을 저장하고, 비교 값과 기준 값의 대소를 비교하여 상기 렌즈 구동 유닛의 구동전류 값을 조정하는 제어 유닛;을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈에서 상기 기준 값은 중력방향에 대해 수직한 수평면의 기울기 값일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈에서 상기 제어 유닛은, 비교 값이 상기 기준 값에 비해 작으면 상기 구동전류 값을 감소시키고, 비교 값이 상기 기준 값에 비해 크면 상기 구동전류 값을 증가시키도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈에서 상기 제어 유닛은, 상기 렌즈 유닛을 통해 입사된 빛을 결상하는 이미지 센서 유닛에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈에서 상기 감지 센서는 상기 이미지 센서 유닛에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은 상기 렌즈 유닛을 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 감지 센서는 상기 하우징에 형성될 수 있다.

본 발명은 카메라 모듈의 기울어짐 정도를 인식하고 이에 따라 렌즈 유닛의 구동전류 값의 크기를 증감시키므로, 카메라 모듈을 통한 사물의 촬영 해상도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 카메라 모듈의 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈이 중력방향을 향해 기울어진 상태를 나타낸 단면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 카메라 모듈이 중력방향과 반대방향을 향해 기울어진 상태를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1을 참조하여 본 발명의 한 실시 예에 따른 카메라 모듈을 설명한다.

카메라 모듈(100)은 하우징(10), 렌즈 유닛(20), 렌즈 구동 유닛(30), 감지 센서(40), 이미지 센서 유닛(50), 제어 유닛(60)을 포함할 수 있다.

하우징(10)은 일면 또는 다면이 개방된 다면체 형상일 수 있으며, 카메라 모듈(100)의 외형을 구성할 수 있다. 예를 들어, 하우징(10)은 사각 단면을 갖는 육면체 형상일 수 있으며, 상방(도 1 기준 방향임)으로 개방된 수용 공간을 구비할 수 있다. 하우징(10)은 사출 성형에 의해 제작될 수 있으며, 카메라 모듈(100)이 장착되는 기기의 몸체일 수 있다.

렌즈 유닛(20)은 하우징(10)의 수용 공간에 배치될 수 있으며, 하나 이상의 렌즈(22)와 렌즈 하우징(24)을 포함할 수 있다.

렌즈(22)는 피사체의 반사광을 이미지 센서(50)로 입사시킬 수 있다. 구체적으로 설명하면, 2개 이상의 렌즈(26)는 서로 다른 굴절력을 가질 수 있으며, 이를 통해 피사체의 상을 이미지 센서(50)로 입사시킬 수 있다.

아울러, 2개 이상의 렌즈(22)는 카메라 모듈(100)의 해상도 향상을 위해 서로 다른 재질 또는 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 렌즈(22)는 서로 다른 아베 값 또는 굴절률을 가질 수 있다.

한편, 첨부된 도면에는 렌즈 유닛(20)이 3매의 렌즈로 이루어지는 것으로 도시되어 있으나, 카메라 모듈(100)의 용도 및 기능에 따라 렌즈의 수가 증감될 수 있다.

렌즈 유닛(20)은 자동 초점 기능을 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 유닛(20)은 렌즈 유닛(20)을 광축 방향(도 1 기준으로 Z축 방향)으로 이동시키기 위한 렌즈 구동 유닛(30)의 일 부분을 포함할 수 있다.

예를 들어, 렌즈 유닛(20)은 렌즈 구동 유닛(30)을 구성하는 영구자석 또는 전자석을 포함할 수 있다. 참고로, 첨부된 도면에서는 영구자석(32)이 렌즈 유닛(20)에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 전자석(34)이 렌즈 유닛(20)에 형성될 수 있다.

한편, 이와 같이 구성된 렌즈 유닛(20)은 선명한 촬영을 위해 이미지 센서 유닛(50)와 일정한 거리(L1, 이하 제1거리라고 함)를 유지할 수 있다.

렌즈 구동 유닛(30)은 영구자석(32)과 전자석(34)을 포함할 수 있다.

영구자석(32)은 렌즈 유닛(20) 또는 하우징(10)에 형성될 수 있고, 전자석(34)은 영구자석(32)과 대응하는 부재에 형성될 수 있다. 예를 들어, 영구자석(32)이 렌즈 유닛(20)에 형성되면, 전자석(34)은 하우징(10)에 형성될 수 있다. 이와 달리, 영구자석(32)이 하우징(10)에 형성되면, 전자석(34)은 렌즈 유닛(20)에 형성될 수 있다.

여기서, 영구자석(32)과 전자석(34)은 서로에게 자력을 미칠 수 있도록 근접한 위치에 형성될 수 있다. 아울러, 영구자석(32)과 전자석(34)은 렌즈 유닛(20)에 균일한 자력을 제공할 수 있도록 영구자석(32)의 둘레를 따라 균일한 간격으로 형성될 수 있다.

예를 들어, 렌즈 유닛(20)의 사각 기둥 형상인 경우, 영구자석(32)과 전자석(34)은 렌즈 유닛(20)의 4개의 측면에 각각 형성될 수 있다.

이와 같이 구성된 렌즈 구동 유닛(30)은 외부 신호에 의해 작동할 수 있으며, 외부 신호에 따라 렌즈 유닛(20)을 광축 방향으로 이동시킬 수 있다.

감지 센서(40)는 카메라 모듈(100) 또는 카메라 모듈(100)이 장착되는 기기 본체에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 감지 센서(40)는 카메라 모듈(100)의 이미지 센서 유닛(50)에 일체로 형성되거나 또는 카메라 모듈(100)이 장착되는 휴대용 기기에 탑재될 수 있다.

감지 센서(40)는 카메라 모듈(100)의 기울기를 측정할 수 있다. 예를 들어, 감지 센서(40)는 카메라 모듈(100)의 광축(C-C)이 중력방향 또는 수평방향(H-H)에 대해 기울어진 정도를 감지할 수 있다. 또한, 감지 센서(40)는 감지된 기울기 값(이하 비교 값이라고 함)을 제어 유닛(60)에 송출할 수 있다.

한편, 도 1에서는 감지 센서(40)가 이미지 센서 유닛(50)에 형성되어 있으나, 필요에 따라 하우징(10) 또는 기타 다른 부재에 형성될 수 있다.

이미지 센서 유닛(50)은 하우징(10)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 이미지 센서(50)는 하우징(10)의 수용 공간에서 렌즈 유닛(20)의 광축이 만나는 면(도 1 기준으로 하우징(10)의 바닥면)에 배치될 수 있다. 이와 같이 배치된 이미지 센서 유닛(50)은 렌즈 유닛(20)을 통해 입사된 반사광을 통해 피사체의 상을 투영할 수 있다.

이미지 센서 유닛(50)은 회로기판(52), 이미지 센서(54), IR 필터(56)를 포함할 수 있다.

회로기판(52)은 이미지 센서(54)와 외부 장치를 연결하기 위한 기판일 수 있다. 예를 들어, 회로기판(52)은 카메라 모듈(100)이 장착되는 휴대용 기기의 기판일 수 있다.

또는, 회로기판(52)은 이미지 센서(54)와 일체로 형성된 기판일 수 있다. 예를 들어, 회로기판(52)은 이미지 센서(54)를 구성하는 일부분일 수 있다.

이미지 센서(54)은 CCD, CMOS가 사용될 수 있다. 그러나 카메라 모듈(100)의 소형화를 위해 이미지 센서(54)가 CSP(Chip Scale Package) 형태로 제작될 수 있다.

IR 필터(56)는 이미지 센서(54)의 일면(도 1 기준으로 윗면)에 형성될 수 있다. IR 필터(56)는 반사광에 포함된 적외선을 차단할 수 있다.

한편, 도 1에서는 IR 필터(56)가 이미지 센서(54)에 일체로 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 다른 부재에 형성될 수 있다. 예를 들어, IR 필터(56)는 렌즈 유닛(20)에 구비될 수 있다. 또는, IR 필터(56)는 필요에 따라 IR 필터(52)를 생략할 수 있다.

제어 유닛(60)은 렌즈 구동 유닛(30)과 이미지 센서 유닛(50)을 제어할 수 있다. 이를 위해 제어 유닛(60)은 렌즈 구동 유닛(30)과 이미지 센서 유닛(50)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제어 유닛(60)은 감지 센서(40)와 전기적으로 연결될 수 있다. 아울러, 제어 유닛(60)은 감지 센서(40)가 감지한 비교 값을 수시로 저장하고, 카메라 모듈(100)의 기울어짐 정도를 판단할 수 있는 기준 값을 저장할 수 있다. 참고로, 기준 값은 카메라 모듈(100)이 수평면에 놓인 상태에서의 기울기 값이다.

이와 같이 구성된 제어 유닛(60)은 감지 센서(40)로부터 측정된 비교 값을 저장하고 이를 토대로 렌즈 구동 유닛(30)을 제어할 수 있다.

예를 들어, 제어 유닛(60)은 비교 값이 기준 값보다 작으면(도 2의 상태), 렌즈 구동 유닛(30)의 구동 전류 값을 감소시켜 제어할 수 있다. 이와 반대로, 제어 유닛(60)은 비교 값이 기준 값보다 크면(도 3의 상태), 렌즈 구동 유닛(30)의 구동 전류 값을 증가시켜 제어할 수 있다.

다음에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 실시 예에 따른 카메라 모듈의 작동 상태를 설명한다.

일반적으로 소형 카메라 모듈은 카메라 모듈의 자세 편차(기울어짐 정도)를 인지할 수 없으므로, 렌즈 유닛과 이미지 센서 유닛 간의 거리변화에 따른 초점거리를 보정할 수 없다.

특히, 줌 기능(렌즈 유닛을 광축 방향으로 이동시키는 기능)이 가능한 카메라 모듈은 렌즈 유닛이 카메라 모듈의 하우징에 이동 가능하게 결합하므로, 카메라 모듈의 기울어짐에 따라 위치가 변동되기 쉽다.

때문에, 종래의 소형 카메라 모듈은 기울어진 상태에서 촬영을 하거나 또는 줌 기능(즉, 렌즈 유닛의 구동)을 실행하면, 피사체에 대한 정확한 초점을 맞출 수 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 다음과 같은 방식에 따라 카메라 모듈을 제어할 수 있다. 참고로, 카메라 모듈이 기울어지지 않은 경우(즉, 카메라 모듈의 광축이 수평면과 평행한 경우)에는 별도의 보정이 필요 없으므로, 이에 대해서는 설명을 생략한다.

1) 카메라 모듈(100)이 중력방향을 향하는 경우

카메라 모듈(100)이 중력방향을 향해 기울어지면, 렌즈 유닛(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 이미지 센서 유닛(50)으로부터 멀어질 수 있다. 즉, 렌즈 유닛(20)과 이미지 센서 유닛(50)이 유지하던 제1거리(L1)는 L2만큼 증가할 수 있다.

따라서, 본 실시 예에서는 이 경우 렌즈 유닛(20)의 구동 전류 값을 감소시켜 L2 만큼의 거리 편차를 보정할 수 있다.

즉, 감지 센서(40)를 통해 감지된 비교 값이 기준 값보다 작으면, 제어 유닛(60)은 카메라 모듈(100)이 중력방향으로 기울어져 있다고 판단하고 렌즈 유닛(20)의 구동에 필요한 구동 전류 값을 감소시킬 수 있다.

여기서, 구동 전류 값의 감소 폭은 카메라 모듈(100)의 광축(C-C)과 수평면(H-H)이 이루는 제1각도(θ1)의 크기에 따라 달라질 수 있다.

2) 카메라 모듈(100)이 중력과 반대방향을 향하는 경우

카메라 모듈(100)이 중력과 반대방향을 향해 기울어지면, 렌즈 유닛(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 이미지 센서 유닛(50)과 가까워질 수 있다. 즉, 렌즈 유닛(20)과 이미지 센서 유닛(50)이 유지하던 제1거리(L1)는 L3만큼 감소할 수 있다.

따라서, 본 실시 예에서는 이 경우 렌즈 유닛(20)의 구동 전류 값을 증가시켜 L3 만큼의 거리 편차를 보정할 수 있다.

즉, 감지 센서(40)를 통해 감지된 비교 값이 기준 값보다 크면, 제어 유닛(60)은 카메라 모듈(100)이 중력과 반대방향으로 기울어져 있다고 판단하고 렌즈 유닛(20)의 구동에 필요한 구동 전류 값을 증가시킬 수 있다.

여기서, 구동 전류 값의 증가 폭은 카메라 모듈(100)의 광축(C-C)과 수평면(H-H)이 이루는 제2각도(θ2)의 크기에 따라 달라질 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

100 카메라 모듈
10 하우징
20 렌즈 유닛
22 렌즈 24 렌즈 하우징
30 렌즈 구동 유닛
32 영구자석 34 전자석
40 감지 센서 또는 자이로 센서
50 이미지 센서 유닛
52 회로기판 54 이미지 센서
56 IR 필터
60 제어 유닛

Claims

하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛;
상기 렌즈 유닛을 광축 방향을 따라 이동시키는 렌즈 구동 유닛;
중력방향에 대한 렌즈 유닛 또는 렌즈 유닛이 장착된 본체의 기울기를 감지하는 감지 센서; 및
상기 감지 센서를 통해 감지된 비교 값을 저장하고, 비교 값과 기준 값의 대소를 비교하여 상기 렌즈 구동 유닛의 구동전류 값을 조정하는 제어 유닛;
을 포함하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 기준 값은 중력방향에 대해 수직한 수평면의 기울기 값인 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
비교 값이 상기 기준 값에 비해 작으면 상기 구동전류 값을 감소시키고,
비교 값이 상기 기준 값에 비해 크면 상기 구동전류 값을 증가시키도록 제어하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 렌즈 유닛을 통해 입사된 빛을 결상하는 이미지 센서 유닛에 형성되는 카메라 모듈.
제4항에 있어서,
상기 감지 센서는 상기 이미지 센서 유닛에 형성되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 렌즈 유닛을 수용하는 하우징을 포함하고,
상기 감지 센서는 상기 하우징에 형성되는 카메라 모듈.