KR101743053B1 - 카메라 모듈 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈의 초점 방향에 따라 액추에이터의 구동 전류를 조정하여 자세차를 보정할 수 있는 카메라 모듈 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈부; 상기 렌즈부를 구동하는 액추에이터; 상기 렌즈부의 초점 방향 각도를 검출하는 자이로스코프 센서; 및 검출된 상기 초점 방향 각도에 따라 상기 액추에이터의 구동 전류값을 조정하고, 조정된 상기 구동 전류값으로 상기 액추에이터를 구동하는 제어부를 포함한다.

Description

카메라 모듈 및 그 구동 방법{CAMERA MODULE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 소형 카메라 모듈에 관한 것으로, 특히 렌즈의 초점 방향에 따른 자세차를 보정할 수 있는 카메라 모듈 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

최근 소형의 카메라 모듈은 스마트폰을 비롯한 휴대폰이나 PDA 등 다양한 IT 기기에 적용되어 사용되고 있다.

이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 제작되고 있으며, 화상의 크기를 조절하기 위하여 초점 조정이 가능하도록 제조되고 있다.

이때, 카메라 모듈은 복수의 렌즈와 액추에이터(Actuator)를 포함하여 구성되고, 액추에이터가 각각의 렌즈를 이동시켜 그 상대거리를 변화시킴으로써 광학적인 초점 거리가 조절된다.

구체적으로 카메라 모듈은 광신호를 전기신호로 변환하는 이미지 센서, 이미지 센서로 광을 집광시키는 렌즈와 IR 필터, 이들을 내부에 포함하는 하우징 및 이미지 센서의 신호를 처리하는 인쇄회로기판을 포함하고, VCM(Voice Coil Motor) 액추에이터 또는 MEMS(Micro Electromechanical Systems) 액추에이터 등의 액추에이터에 의해 렌즈의 초점 거리가 조절된다.

하지만, 이와 같은 카메라 모듈이 장착되는 IT 기기들은 그 특성상 휴대용으로 사용되는 경우가 많고, 이에 따라 카메라 모듈 자체에 유동이 많을 수밖에 없다.

예컨대, 카메라폰의 경우, 카메라폰을 위로 치켜들어 사진을 촬영한다거나, 아래로 향하게 하여 사진을 촬영할 수도 있고, 측면으로 비스듬하게 사진을 촬영할 수도 있다.

따라서, 렌즈의 초점 방향에 따라 카메라 모듈 자체에도 중력의 영향으로 인한 자세차가 발생하게 된다.

하지만, 종래 카메라 모듈의 액추에이터는 렌즈의 초점 방향에 따른 자세차와 관계없이 동일 초점 거리에 대해 동일한 구동 전류값을 이용하여 렌즈를 구동한다.

이로 인해, 종래의 카메라 모듈에서는 초점 방향이 상부인 경우 매크로 환경에서 렌즈의 조출량이 부족하다거나, 초점 방향이 하부인 경우 렌즈의 이동성이 민감해져 해상도가 작아지는 등의 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 렌즈의 초점 방향에 따라 액추에이터의 구동 전류를 조정하여 자세차를 보정할 수 있는 카메라 모듈 및 그 구동 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈부; 상기 렌즈부를 구동하는 액추에이터; 상기 렌즈부의 초점 방향 각도를 검출하는 자이로스코프 센서; 및 검출된 상기 초점 방향 각도에 따라 상기 액추에이터의 구동 전류값을 조정하고, 조정된 상기 구동 전류값으로 상기 액추에이터를 구동하는 제어부를 포함한다.

상기 카메라 모듈은 메모리를 더 포함하고, 상기 제어부는 검출된 상기 초점 방향 각도 정보를 상기 메모리에 저장한다.

상기 제어부는 검출된 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직보다 크면, 상기 액추에이터의 구동 전류값을 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직일 때보다 높게 조정한다.

상기 제어부는 검출된 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직보다 작으면, 상기 액추에이터의 구동 전류값을 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직일 때보다 낮게 조정한다.

상기 제어부는 기설정된 상기 렌즈부의 초점 방향 각도별 구동 전류 설정값에서, 상기 자이로스코프 센서에 의해 검출된 상기 초점 방향 각도에 대한 구동 전류 설정값을 추출하여, 추출된 상기 구동 전류 설정값으로 상기 액추에이터의 구동 전류값을 조정한다.

본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구동 방법은 렌즈부 및 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈의 구동 방법에 있어서, 자이로스코프 센서를 통해 상기 렌즈부의 초점 방향 각도를 검출하는 단계; 검출된 상기 초점 방향 각도에 따라 상기 액추에이터의 구동 전류값을 조정하는 단계; 및 조정된 상기 구동 전류값으로 상기 액추에이터를 구동하여, 상기 렌즈부를 구동하는 단계를 포함한다.

상기 카메라 모듈의 구동 방법은 검출된 상기 초점 방향 각도 정보를 메모리에 저장하는 단계를 더 포함한다.

상기 구동 전류값을 조정하는 단계는 검출된 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직보다 크면, 상기 액추에이터의 구동 전류값을 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직일 때보다 높게 조정한다.

상기 구동 전류값을 조정하는 단계는 검출된 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직보다 작으면, 상기 액추에이터의 구동 전류값을 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직일 때보다 낮게 조정한다.

상기 구동 전류값을 조정하는 단계는 기설정된 상기 렌즈부의 초점 방향 각도별 구동 전류 설정값에서, 상기 자이로스코프 센서에 의해 검출된 상기 초점 방향 각도에 대한 구동 전류 설정값을 추출하는 단계; 및 추출된 상기 구동 전류 설정값으로 상기 액추에이터의 구동 전류값을 조정하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면 자이로스코프 센서를 이용하여 렌즈의 초점 방향을 검출하고, 검출된 초점 방향에 따라 액추에이터의 구동 전류를 조정하기 때문에, 카메라 모듈의 초점 방향에 따른 자세차 보정이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈을 개략적으로 나타내는 블럭도,
도 2는 제어부에 의한 구동 전류 제어를 설명하기 위한 그래프, 및
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구동 방법을 나타내는 흐름도.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 렌즈부(10), 액추에이터(20), 자이로스코프(Gyroscope) 센서(30), 제어부(40) 및 메모리(50)를 포함하여 구성된다.

렌즈부(10)는 복수의 렌즈를 포함하여 구성되며, 액추에이터(20)는 적어도 하나의 렌즈가 이동되도록 구동한다.

렌즈부(10)와 액추에이터(20)는 액추에이터(20)의 형태에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

예컨대, 액추에이터(20)가 VCM 액추에이터인 경우, 렌즈부(10)가 렌즈 배럴로 구성되어 VCM 액추에이터가 렌즈 배럴을 이동시키고, MEMS 액추에이터인 경우에는 렌즈부(10) 중 적어도 하나의 렌즈가 MEMS 액추에이터와 결합되어 초점 거리가 조정된다.

자이로스코프 센서(30)는 복수의 회전축을 이용하여 움직임 또는 방향 등을 검출할 수 있는 센서로서, 최근에는 스마트폰을 비롯한 다양한 IT 기기에 적용되어 사용되고 있다.

따라서, 본 발명의 자이로스코프 센서(30)는 카메라 모듈 자체에 별도로 형성될 수도 있고, IT 기기에 마련된 자이로스코프 센서로 대체될 수도 있음은 당연하다.

이러한 자이로스코프 센서(30)는 렌즈부(10)의 초점 방향을 검출하는 역할을 한다.

제어부(40)는 자이로스코프 센서(30)에 의해 검출된 렌즈부(10)의 초점 방향 정보를 메모리(50)에 저장한다. 이때 메모리(50)는 OTP(One Time Programmable) 메모리로 구성 가능하다.

한편, 제어부(40)는 메모리(50)에 저장된 초점 방향 정보에 따라 구동 전류를 제어하여 액추에이터(20)를 구동함으로써, 렌즈부(10)가 구동되도록 한다.

도 2는 제어부(40)에 의한 구동 전류 제어의 예를 설명하기 위한 그래프로서, 가로축은 구동 전류값을, 세로축은 액추에이터(20)의 구동에 의한 렌즈의 이동 거리를 각각 나타내며, 초점 방향이 정상 상태인 경우, 하부인 경우, 상부인 경우 구동 전류값에 따른 렌즈 이동 거리가 도시되어 있다.

여기서, 정상 상태란 초점 방향이 상부나 하부로 치우치지 않는 상태를 의미하는 것으로, 일반적으로는 카메라 모듈이 정면을 향하고 있는 상태로서, 구체적으로는 초점 방향의 각도가 중력 방향에 대해 수직인 상태이다. 따라서, 초점 방향이 상부인 것은 초점 방향의 각도가 중력 방향에 대해 수직보다 큰 각도를 가지는 것이고, 초점 방향이 하부인 것은 초점 방향의 각도가 중력 방향에 대해 수직보다 작은 각도를 가지는 것이다.

도 2를 참조하면, 정상 상태에서는 렌즈를 "가"만큼 이동시키기 위해서는 "A"값의 구동 전류가 필요한 반면, 초점 방향이 하부인 경우에는 "A"보다 낮은 값인 "B"값의 구동 전류가 필요하고, 초점 방향이 상부인 경우에는 "A"보다 높은 값인 "C"값의 구동 전류가 필요하다.

즉, 초점 방향이 하부인 경우에는 렌즈가 중력 방향으로 이동하는 것이므로 정상 상태보다 낮은 구동 전류값에도 정상 상태만큼 렌즈의 이동이 가능하고, 초점 방향이 상부인 경우에는 렌즈가 중력의 반대 방향으로 이동하는 것이므로 정상 상태만큼 렌즈가 이동하기 위해서는 정상 상태보다 높은 구동 전류값이 필요한 것이다.

제어부(40)는 이와 같은 방법으로 구동 전류값을 제어함으로써 카메라 모듈의 자세차를 보정하여 렌즈부(10)를 구동하며, 제어되는 구동 전류값은 카메라 모듈의 구성 및 설정에 따라 결정될 수 있다.

한편, 도 2에서는 구동 전류 제어를 간단하게 설명하기 위하여, 정상 상태, 초점 방향이 상부인 상태, 초점 방향이 하부인 상태로만 구분하여 구동 전류값을 설명하였으나, 제어부(40)는 초점 방향이 상부 또는 하부라 하더라도 그 정도, 즉 각도에 따라 구동 전류값을 다르게 제어할 수 있으며, 그 구동 전류값 또한 카메라 모듈의 구성 및 설정에 따라 결정된다.

구체적으로, 본 발명의 실시 예에서, 제어부(40)는 설정값에 따라 초점 방향의 각도별로 구동 전류값을 제어하게 된다.

여기서, 설정값이란 초점 방향의 각도에 따라 각각 어떠한 값의 구동 전류로 액추에이터(20)를 구동할 것인지에 대한 정보로서, 룩업테이블의 형태로 미리 설정되어 제어부(40) 내부, 메모리(50), 또는 별도로 마련된 메모리에 저장된다.

즉, 본 발명에 따르면, 카메라 모듈의 구성 및 설정에 따라 초점 방향의 각도별로 최적의 구동 전류값이 사전에 설정되며, 자이로스코프 센서(30)를 통해 초점 방향이 검출되면, 제어부(40)는 검출된 각도 정보에 대응하여 적합하게 기설정된 구동 전류값을 추출함으로써, 해당 구동 전류값으로 액추에이터(20)를 구동하는 것이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 자이로스코프 센서(30)를 통해 렌즈부(10)의 초점 방향, 구체적으로는 초점 방향의 각도가 검출된다(S1).

검출된 초점 방향에 대한 정보는 제어부(40)에 의해 메모리(50)에 저장되며(S2), 제어부(40)는 기설정된 초점 방향 각도별 구동 전류 설정값에 기반하여, 저장된 초점 방향 정보에 따라 액추에이터(20)의 구동 전류값을 조정한다(S3).

이후, 액추에이터(20)가 제어부(40)에 의해 조정된 구동 전류값으로 구동됨으로써 렌즈부(10)를 구동하고(S4), 초점이 결정되면 카메라 모듈에 의한 촬영이 진행된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 렌즈부 20 : 액추에이터
30 : 자이로스코프 센서 40 : 제어부
50 : 메모리

Claims (10)

1. 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈부;
   상기 렌즈부를 구동하는 액추에이터;
   상기 렌즈부의 초점 방향 각도를 검출하는 자이로스코프 센서; 및
   검출된 상기 초점 방향 각도에 따라 기설정된 설정값을 이용하여 상기 액추에이터의 구동 전류값을 조정하고, 조정된 상기 구동 전류값으로 상기 액추에이터를 구동하는 제어부를 포함하고,
   상기 설정값은 상기 렌즈부의 초점 방향 각도별 상기 액추에이터의 구동 전류값인 카메라 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   메모리를 더 포함하고,
   상기 제어부는 검출된 상기 초점 방향 각도 정보를 상기 메모리에 저장하는 카메라 모듈.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 검출된 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직보다 크면, 상기 액추에이터의 구동 전류값을 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직일 때보다 높게 조정하는 카메라 모듈.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 검출된 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직보다 작으면, 상기 액추에이터의 구동 전류값을 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직일 때보다 낮게 조정하는 카메라 모듈.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 기설정된 상기 설정값에서, 상기 자이로스코프 센서에 의해 검출된 상기 초점 방향 각도에 대한 구동 전류 설정값을 추출하여, 추출된 상기 구동 전류 설정값으로 상기 액추에이터의 구동 전류값을 조정하는 카메라 모듈.
   
6. 렌즈부 및 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈의 구동 방법에 있어서,
   자이로스코프 센서를 통해 상기 렌즈부의 초점 방향 각도를 검출하는 단계;
   검출된 상기 초점 방향 각도에 따라 기설정된 설정값을 이용하여 상기 액추에이터의 구동 전류값을 조정하는 단계; 및
   조정된 상기 구동 전류값으로 상기 액추에이터를 구동하여, 상기 렌즈부를 구동하는 단계를 포함하고,
   상기 설정값은 상기 렌즈부의 초점 방향 각도별 상기 액추에이터의 구동 전류값인 카메라 모듈의 구동 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   검출된 상기 초점 방향 각도 정보를 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 카메라 모듈의 구동 방법.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 구동 전류값을 조정하는 단계는,
   검출된 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직보다 크면, 상기 액추에이터의 구동 전류값을 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직일 때보다 높게 조정하는 카메라 모듈의 구동 방법.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 구동 전류값을 조정하는 단계는,
   검출된 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직보다 작으면, 상기 액추에이터의 구동 전류값을 상기 초점 방향 각도가 중력 방향에 대해 수직일 때보다 낮게 조정하는 카메라 모듈의 구동 방법.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 구동 전류값을 조정하는 단계는,
    기설정된 상기 설정값에서, 상기 자이로스코프 센서에 의해 검출된 상기 초점 방향 각도에 대한 구동 전류 설정값을 추출하는 단계; 및
    추출된 상기 구동 전류 설정값으로 상기 액추에이터의 구동 전류값을 조정하는 단계
    를 포함하는 카메라 모듈의 구동 방법.

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