KR101592429B1 - Apparatus for controlling camera module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라 모듈 제어 장치에 관한 것으로, 본 발명의 카메라 모듈 제어 장치는 피사체의 광 이미지를 입사할 수 있도록 하는 다수의 렌즈를 포함하는 렌즈부, 상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서, 제1 접속부재에 의해 상기 이미지 센서와 전기적으로 연결되는 제1 인쇄회로기판, 상기 제1 인쇄회로기판의 하부에 배치되며 상기 제1 인쇄회로기판을 탄성 지지하는 제2 접속 부재에 의해 상기 제1 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 제2 인쇄회로기판, 상기 제2 인쇄회로기판과 상기 이미지 센서 사이에 배치되어 상기 이미지 센서를 광축 방향으로 상하 이동시키는 복수의 모터부, 상기 제2 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되어 상기 이미지 센서의 전기 신호가 입력되고, 상기 전기 신호를 분석하여 상기 렌즈부와 상기 이미지 센서의 초점 위치를 결정하고, 상기 초점 위치로 상기 이미지 센서를 이동시키는 제어 신호를 상기 복수의 모터부로 출력하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a camera module control device, and a camera module control device of the present invention includes a lens unit including a plurality of lenses for allowing an optical image of a subject to be incident, an image sensor for converting the optical image into an electrical signal, A first printed circuit board which is electrically connected to the image sensor by a first connecting member, a second connecting member which is disposed below the first printed circuit board and elastically supports the first printed circuit board, A second printed circuit board electrically connected to the printed circuit board, a plurality of motor parts disposed between the second printed circuit board and the image sensor to move the image sensor in the optical axis direction up and down, And an electric signal of the image sensor is inputted, and the electric signal is analyzed to determine the distance between the lens unit and the image And a control unit for determining a focus position of the sensor and outputting a control signal for moving the image sensor to the focus position to the plurality of motor units.
카메라 모듈, 이미지 센서, 렌즈, 모터, 위치 감지 Camera module, image sensor, lens, motor, position detection
Description
본 발명은 카메라 모듈 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a camera module control device.
휴대용 전자 기기는 통신, 정보 처리 등 다양한 기능을 사용자에게 제공하고 카메라 모듈도 내장하여 사진 촬영 기능을 제공한다. 휴대용 전자 기기의 카메라 모듈은 단순히 화소수를 증가시켜 해상도를 높이는 데서 나아가 자동 초점, 줌 등의 부가 기능을 내장하고 있다.Portable electronic devices provide users with various functions such as communication and information processing, and also have a built-in camera module to provide photo shooting functions. The camera module of the portable electronic device has a function of increasing the resolution by simply increasing the number of pixels and incorporating additional functions such as auto focus and zoom.
휴대용 전자 기기를 위한 카메라 개발에서 저전력 구동, 소형화 기술의 어려움으로 인해 자동 초점, 줌과 같은 부가 기능 개발에 어려움이 있었다.In developing a camera for portable electronic devices, it has been difficult to develop additional functions such as auto focus and zoom due to the difficulty of low power driving and miniaturization technology.
종래에는 자동 초점을 위해 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor) 방식으로 렌즈부를 이동시켜 렌즈와 이미지 센서 사이의 초점 거리를 조정하였다.Conventionally, the focal distance between the lens and the image sensor is adjusted by moving the lens part by a voice coil motor method for autofocusing.
이때, 보이스 코일 모터(VCM)의 크기 때문에 카메라 모듈의 크기가 정해져 있어 크기를 축소하는데 어려움이 있었으며, 보이스 코일 모터와 렌즈부가 나사 결합하여 결합 과정에서 초점 무너짐 현상이나 이물질이 발생하는 문제점이 있다.In this case, since the size of the voice coil motor (VCM) is fixed, it is difficult to reduce the size of the camera module, and the voice coil motor and the lens portion are screwed together to cause a focus collapse phenomenon or foreign matter.
본 발명은 이미지 센서와 렌즈 사이의 초점을 안정적으로 제어할 수 있는 카메라 모듈 제어 장치를 제공한다.The present invention provides a camera module control device capable of stably controlling a focus between an image sensor and a lens.
본 발명의 한 특징에 따르면, 피사체의 광 이미지를 입사할 수 있도록 하는 다수의 렌즈를 포함하는 렌즈부, 상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서, 제1 접속부재에 의해 상기 이미지 센서와 전기적으로 연결되는 제1 인쇄회로기판, 상기 제1 인쇄회로기판의 하부에 배치되며 상기 제1 인쇄회로기판을 탄성 지지하는 제2 접속 부재에 의해 상기 제1 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 제2 인쇄회로기판, 상기 제2 인쇄회로기판과 상기 이미지 센서 사이에 배치되어 상기 이미지 센서를 광축 방향으로 상하 이동시키는 복수의 모터부, 상기 제2 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되어 상기 이미지 센서의 전기 신호가 입력되고, 상기 전기 신호를 분석하여 상기 렌즈부와 상기 이미지 센서의 초점 위치를 결정하고, 상기 초점 위치로 상기 이미지 센서를 이동시키는 제어 신호를 상기 복수의 모터부로 출력하는 제어부를 포함하는 카메라 모듈 제어 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image sensor comprising: a lens unit including a plurality of lenses for allowing an optical image of a subject to be incident; an image sensor for converting the optical image into an electrical signal; A first printed circuit board electrically connected to the first printed circuit board, a second printed circuit board disposed below the first printed circuit board and electrically connected to the first printed circuit board by a second connecting member elastically supporting the first printed circuit board, A plurality of motor units arranged between the second printed circuit board and the image sensor for moving the image sensor in the direction of the optical axis, a plurality of motor units electrically connected to the second printed circuit board, The focus position of the lens unit and the image sensor is determined by analyzing the electric signal, The camera module control device including a control unit for outputting a control signal for moving the image sensor portion of the plurality of motors is provided.
본 발명의 실시 예에서는 이미지 센서를 이동하여 렌즈부와 이미지 센서 사 이의 초점을 구현함으로써, 렌즈부를 이동시키는 카메라 모듈에 비해 모듈의 크기가 줄어 카메라 모듈이 초박형, 초소형화 될 수 있다.In the embodiment of the present invention, since the focal point of the lens unit and the image sensor is moved by moving the image sensor, the size of the module is reduced as compared with the camera module that moves the lens unit, so that the camera module can be made ultra-thin and miniaturized.
또한, 기존에 렌즈부를 이동시켜 렌즈부와 이미지 센서 사이의 초점을 구현함에 의해 발생하는 초점 무너짐 현상, 이물질 발생 현상을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent the occurrence of a focal collapse phenomenon and a foreign matter generation phenomenon caused by realizing the focus between the lens unit and the image sensor by moving the lens unit.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있 을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may be present in the middle It should be understood. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 제어 장치에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.Hereinafter, a camera module control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, and the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant explanations thereof are omitted .
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 제어 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서와 제1 인쇄회로기판의 평면도이다.FIG. 1 is a schematic diagram of a camera module control apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of an area A in FIG. 1, Fig. 2 is a plan view of a printed circuit board.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈 제어 장치는 카메라 모듈(100) 및 제어부(200)를 포함한다.1 and 2, the camera module control apparatus includes a
카메라 모듈(100)은 렌즈부(10), 홀더(20), IR 필터(30), 이미지 센서(40), 제1 인쇄회로기판(50), 제1 접속 부재(55), 복수의 위치감지센서(60), 복수의 모터부(70), 제2 인쇄회로기판(80) 및 제2 접속 부재(90)를 포함하고, 제어부(200)는 위치 감지부(210), 초점 위치 결정부(220) 및 모터 구동부(230)를 포함한다.The
렌즈부(10)는 카메라 모듈(100)의 상부에 배치되며 피사체의 광 이미지를 입사할 수 있는 복수의 렌즈로 구성된다.The
홀더(20)는 렌즈부(10)의 외측 둘레면에 내주면을 마주하고 있으며, IR 필터(30) 및 이미지 센서(40)를 보호하는 케이스이기도 하다.The
IR 필터(30)는 렌즈부(10)의 하부에 배열되는 적외선 필터로서, 렌즈부(10)에서 입사되는 광 이미지에 포함되어 있는 적외선을 차단한다.The
이미지 센서(40)는 IR 필터(30)에서 적외선 차단된 광 이미지를 전기적인 신호로 변환한다.The
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 인쇄회로기판(50)은 이미지 센서(40)의 수광 영역(41)을 제외한 상부 일부면의 테두리에 배치되며, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 인쇄회로기판(50)은 이미지 센서(40)의 하부 일부면의 테두리에도 배치된다. As shown in FIG. 3, the first
이미지 센서(40)의 상부와 제1 인쇄회로기판(50)은 제1 접속 부재(55)에 의해 전기적으로 연결되고, 제1 접속 부재(51)는 도전성 범프(bump)이다.The upper portion of the
복수의 위치감지센서(60)는 제2 인쇄회로기판(80)의 상면에서 이미지 센서(40)의 테두리 외측에 배치되며 이미지 센서(40)의 위치값을 센싱하여 제어부(200)의 위치 감지부(210)로 출력한다. 이때, 복수의 위치감지센서(60)는 제2 인쇄회로기판(80)에 형성되는 쓰루 홀(through)(81)을 통해 제어부(200)로 위치값을 출력할 수 있다.The plurality of
복수의 모터부(70) 각각은 제2 인쇄회로기판(80)의 상면에 배치되어 제어부(200)의 제어 신호에 따라 회전하는 모터(71)와, 모터(71)의 회전축에서 연장되며 제1 인쇄회로기판(50)의 나사공(51)에 결합되는 스크류(72)를 포함한다. 모터는 입력되는 펄스 신호에 따라 일정한 각도씩 회전하는 스텝핑 모터(stepping motor)일 수 있다. Each of the plurality of
이때, 제1 인쇄회로기판(50)에는 복수의 모터부(70)의 스크류(72)가 결합되는 복수의 나사공(51)이 형성되어 있다.The first printed
본 발명에서는 복수의 모터부(70)가 스텝핑 모터인 경우에 대해서 설명하였으나, 피에조 모터(piezo motor)와 같이 카메라 모듈(100)에 내장 가능한 다른 모터에도 적용될 수 있다.In the present invention, the plurality of
스크류(72)의 회전에 의해 나사공(51)이 형성된 제1 인쇄회로기판(50)이 광축 방향으로 상하 이동하면 제1 인쇄회로기판(50)에 연결된 이미지 센서(40)가 광축 방향으로 상하 이동하게 된다. When the first printed
제2 인쇄회로기판(80)은 제1 인쇄회로기판(50)의 하부에 배치되며 제1 인쇄회로기판(50)을 탄성 지지하는 제2 접속 부재(90)에 의해 제1 인쇄회로기판(50)과 전기적으로 연결되어 있다.The second printed
제2 접속 부재(90)는 포고 핀(pogo pin)으로, 제1 인쇄회로기판(50)이 광축 방향의 상측으로 이동할 때 신장되어 제1 인쇄회로기판(50)을 탄성 지지하고, 제1 인쇄회로기판(50)의 광축 방향의 하측으로 이동할 때 수축되어 제1 인쇄회로기 판(50)을 탄성 지지한다.The second connecting
제2 인쇄회로기판(80)에는 복수의 쓰루 홀(81)이 형성되어 있어서, 제2 인쇄회로기판(80)의 상면에 부착되는 위치감지센서(60), 복수의 모터부(70), 제2 접속 부재(90)와 제어부(200) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.A plurality of through
도 4는 도 2의 B 영역을 확대한 도면으로, 아래에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 제어 방법을 구체적으로 설명한다.FIG. 4 is an enlarged view of a region B in FIG. 2. Hereinafter, a camera module control method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
제어부(200)의 위치 감지부(210)는 위치감지센서(60)로부터 입력되는 이미지 센서(40)의 위치값을 초점 위치 결정부(220)로 출력한다.The
초점 위치 결정부(220)는 제2 접속 부재(90)를 통해 이미지 센서(40)와 전기적으로 연결되어, 이미지 센서(40)로부터 입력되는 전기 신호를 분석하여 렌즈부(10)와 이미지 센서(40) 사이의 초점 위치를 결정한다. 도 1에서는 초점 위치 결정부(220)가 일부 제2 접속 부재(90)로부터 이미지 센서(40)의 전기 신호를 입력 받는 것으로 도시하였으나, 초점 위치 결정부(220)는 모든 제2 접속 부재(90)로부터 이미지 센서(40)의 전기 신호를 입력 받을 수 있다. The focus
그리고, 초점 위치 결정부(220)는 위치 감지부(210)에서 입력된 위치값과 결정된 초점 위치를 연산하여 이미지 센서(40)가 현재 위치값에서 초점 위치로 이동하는 이동 거리를 결정하여 모터 구동부(230)로 출력한다.The focus
모터 구동부(230)는 초점 위치 결정부(220)에서 결정된 이동 거리에 대응하여 이미지 센서(40)가 이동하도록 복수의 모터부(70)로 이미지 센서(40)를 이동시키는 제어 신호를 출력한다.The
그러면, 복수의 모터부(70)는 모터 구동부(230)의 제어 신호에 대응하여 제1 인쇄회로기판(50)의 나사공과 결합 회전하여, 이미지 센서(40)를 초점 위치로 이동시킨다. The plurality of
이와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 이미지 센서(40)를 이동하여 렌즈부(10)와 이미지 센서(40) 사이의 초점을 구현함으로써, 렌즈부를 이동시키는 카메라 모듈에 비해 모듈의 크기가 줄어 카메라 모듈이 초박형, 초소형화 될 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, since the focal point between the
또한, 기존에 렌즈부(10)를 이동시켜 렌즈부(10)와 이미지 센서(40) 사이의 초점을 구현함에 의해 발생하는 초점 무너짐 현상, 이물질 발생 현상을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent the occurrence of a focal collapse phenomenon and a foreign matter generation phenomenon caused by realizing the focus between the
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 제어 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic block diagram of a camera module control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 도면이다.2 is an enlarged view of the area A in Fig.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서와 제1 인쇄회로기판의 평면도이다.3 is a plan view of an image sensor and a first printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 2의 B 영역을 확대한 도면이다.4 is an enlarged view of the area B in Fig.
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