KR102219739B1

KR102219739B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR102219739B1
Application number: KR1020140011783A
Authority: KR
Inventors: 정수민
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2021-02-24
Also published as: KR20150090775A

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 모듈은 객체를 촬영하는 광각 카메라, 상기 객체 내의 일부 영역을 촬영하는 협각 카메라, 상기 객체 내의 일부 영역으로부터 상기 협각 카메라로 입사되는 빛을 반사시켜 상기 협각 카메라의 화각을 조절하는 반사 부재, 상기 반사 부재를 회전시키는 반사 부재 구동부, 그리고 상기 광각 카메라, 상기 협각 카메라 및 상기 반사 부재 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모션 인식을 위한 카메라 모듈에 관한 것이다.

TV 또는 자동차 관련 기술이 발전함에 따라, 이들의 응용 애플리케이션에 대한 다양한 요구가 발생하고 있다. 예를 들어, TV 또는 자동차에 내장된 카메라가 사용자의 모션을 인식하여 사용자의 편의를 위한 서비스를 제공할 수 있다. 여기서, 사용자의 모션은, 예를 들면 손가락의 제스쳐 또는 동공의 움직임 등일 수 있다.

일반적으로, 사용자의 모션을 인식하기 위한 카메라 모듈은 광각 카메라와 협각 카메라를 포함할 수 있다. 광각 카메라는 사용자의 대략적인 위치를 파악하는데 이용되고, 협각 카메라는 손가락 끝 또는 동공의 움직임을 추적하는데 이용될 수 있다.

이러한 카메라 모듈에 내장되는 협각 카메라는 화각이 매우 작다. 이에 따라, 사용자의 위치에 따라 협각 카메라를 상하 또는 좌우로 이동시킬 필요가 있으며, 이를 위하여 협각 카메라를 이동시키기 위한 구동 장치가 별도로 필요하다.

카메라 모듈이 협각 카메라를 이동시키기 위한 구동 장치를 별도로 포함하는 경우, 구동 장치의 부피와 무게로 인하여 카메라 모듈을 소형으로 구현하기 어려운 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 모션 인식을 위한 카메라 모듈을 제공하는 데 있다.

상기 반사 부재는 상기 협각 카메라의 전면에 배치될 수 있다.

상기 반사 부재는 상기 협각 카메라로 입사되는 빛의 광축 상에 정렬될 수 있다.

상기 제어부는 상기 광각 카메라에 의하여 촬영된 영상으로부터 상기 객체 내의 일부 영역의 위치를 검출하며, 상기 위치에 따라 상기 반사 부재 구동부를 제어할 수 있다.

상기 반사 부재는 회전축을 포함하며, 상기 회전축은 상기 반사 부재 구동부에 의하여 회전할 수 있다.

상기 객체 내의 일부 영역은 동공을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 광각 카메라와 협각 카메라를 포함하는 소형, 경량의 카메라 모듈을 얻을 수 있다. 특히, 협각 카메라의 화각을 넓힐 수 있으며, 협각 카메라의 시선 이동 시에 발생하는 소음을 줄일 수 있다.

도 1은 광각 카메라 및 협각 카메라를 포함하는 시선 추적용 카메라 장치의 일 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 모듈의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 모듈의 반사 부재와 협각 카메라 간의 배치를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 7은 반사 부재의 각도에 따른 협각 카메라의 화각을 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.

제2, 제1 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 광각 카메라 및 협각 카메라를 포함하는 시선 추적용 카메라 장치의 일 예를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 카메라 장치(100)는 광각 카메라와 협각 카메라를 내장하는 카메라부(110), 카메라부(110)를 지지하는 지지부(120) 및 카메라부(110)를 구동하는 구동부(130)를 포함한다. 카메라부(110)에 내장된 광각 카메라는 객체의 위치를 감지하기 위하여 객체를 촬영할 수 있다. 그리고, 카메라부(110)에 내장된 협각 카메라는 객체 내의 일부 영역의 움직임, 예를 들어 동공의 움직임을 감지하기 위하여 객체 내의 일부 영역을 촬영할 수 있다.

일반적으로, 협각 카메라는 광각 카메라에 비하여 좁은 화각을 가진다. 이에 따라, 광각 카메라를 이용하여 객체의 위치를 감지한 후, 감지한 위치에 맞게 협각 카메라를 이동시켜야 한다. 협각 카메라를 이동시키기 위하여, 카메라부(110) 또는 지지대(120) 상에는 협각 카메라의 상하 또는 좌우 이동을 위한 패닝/틸트(panning/tilt) 조정 부재(140, 150)가 포함되어야 한다. 그리고, 구동부(130)에는 협각 카메라의 패닝/틸트를 위한 구동 유닛도 포함되어야 한다.

이와 같이, 카메라부(110)의 협각 카메라를 이동시키기 위한 별도의 구성이 구비되어야 하고, 카메라부(110) 내부에는 협각 카메라의 이동을 위한 여유 공간이 마련되어야 한다. 이에 따라, 카메라 장치(100)의 전체 사이즈를 소형으로 구현하기 어려워진다. 그리고, 협각 카메라의 패닝/틸트를 위한 구동 유닛에 의하여 소음이 발생하는 문제가 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 협각 카메라의 전면에 반사 부재를 배치하여 협각 카메라의 화각을 넓히고자 한다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 모듈의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 카메라 모듈(200)은 광각 카메라(210), 협각 카메라(220), 반사 부재(230), 반사 부재 구동부(240) 및 제어부(250)를 포함한다. 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 모듈(200)은, 예를 들면 TV나 자동차에 내장되거나, 연결될 수 있다.

광각 카메라(210) 및 협각 카메라(220)는 각각 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB), PCB 상에 배치되며 PCB와 전기적으로 연결되는 이미지 센서, 이미지 센서 상에 배치되며 근적외선을 차단하는 IR 필터, IR 필터 상에 배치되며 물체측(Object Side)으로부터 상측(Image Side)으로 순차적으로 배열되는 복수 매의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수 매의 렌즈는 이를 감싸는 렌즈 홀더에 의하여 고정될 수 있다. 이미지 센서는 플립칩 본딩 또는 와이어 본딩에 의하여 PCB와 연결될 수 있다. 이미지 센서는, 예를 들면 CCD(Charge-Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 센서일 수 있다. 이미지 센서는 복수 매의 렌즈를 통하여 입사되는 광을 수광하여 영상 신호를 생성할 수 있다. 이미지 센서에 의하여 생성된 영상 신호는 PCB 상에 형성된 회로 패턴을 통하여 유선 또는 무선으로 연결되는 외부 장치에 송출되어 이미지로 디스플레이될 수 있다.

광각 카메라(210)는 객체의 위치를 감지하기 위하여 객체를 촬영한다. 협각 카메라(220)는 객체 내의 일부 영역의 움직임을 감지하기 위하여 객체 내의 일부 영역을 촬영한다. 협각 카메라(220)는 광각 카메라(210)에 비하여 화각이 작으며, 좁은 영역을 정밀하게 촬영할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(200)이 시선 추적용으로 사용되는 경우, 광각 카메라(210)는 사용자의 얼굴 및 눈의 위치를 감지하기 위하여 사용자의 얼굴을 촬영하며, 협각 카메라(220)는 사용자의 얼굴 내의 동공의 움직임을 감지하기 위하여 동공을 촬영할 수 있다.

반사 부재(230)는 객체 내의 일부 영역으로부터 협각 카메라(220)로 입사되는 빛을 반사시켜 협각 카메라(220)의 화각을 조절한다. 이를 위하여, 반사 부재(230)는 미러(mirror)를 포함할 수 있다.

반사 부재 구동부(240)는 반사 부재(230)를 회전시킨다. 이에 따라, 반사 부재(230)는 협각 카메라(220)로 입사되는 빛의 경로를 조절하여, 협각 카메라(220)의 화각을 조절할 수 있다.

제어부(250)는 광각 카메라(210), 협각 카메라(220) 및 반사 부재 구동부(240)를 제어한다. 즉, 제어부(250)는 광각 카메라(210) 및 협각 카메라(220)의 촬영을 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(250)는 광각 카메라(210)에 의하여 촬영된 영상에 기초하여 반사 부재 구동부(240)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(250)는 광각 카메라(210)에 의하여 촬영된 영상으로부터 객체 내의 일부 영역을 검출할 수 있다. 그리고, 일부 영역의 위치에 따라 반사 부재(230)가 회전할 수 있도록 반사 부재 구동부(240)를 구동할 수 있다.

예를 들어, 카메라 모듈(200)이 시선 추적용으로 사용되는 경우, 제어부(250)는 광각 카메라(210)에 의하여 촬영된 영상으로부터 사용자의 얼굴 및 눈의 위치를 검출할 수 있다. 그리고, 제어부(250)는 눈의 위치에 따라 반사 부재(230)가 회전할 수 있도록 반사 부재 구동부(240)를 구동할 수 있다. 이에 따라, 빛이 사용자의 동공으로부터 반사 부재(230)를 통과하여 협각 카메라(220)로 입사될 수 있다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 모듈의 반사 부재와 협각 카메라 간의 배치를 나타내는 도면이다. 그리고, 도 5 내지 7은 반사 부재의 각도에 따른 협각 카메라의 화각을 나타내는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 카메라 모듈(200)은 광각 카메라(210) 및 협각 카메라(220)를 포함한다. 도 3에서는 광각 카메라(210)와 협각 카메라(220)가 나란히 배열되어 있는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 3 내지 4에서 도시되어 있지 않으나, 반사 부재 구동부(240) 및 제어부(250)는 카메라 모듈(200)의 케이스(260) 내에 배치될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 반사 부재(230)는 협각 카메라(220)의 전면에 배치될 수 있다. 그리고, 반사 부재(230)는 협각 카메라(220)로 입사되는 빛의 광축 상에 정렬될 수 있다. 반사 부재(230)는 카메라 모듈(200)의 케이스(260) 또는 협각 카메라(220)의 렌즈 홀더 등에 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

반사 부재(230)는 미러(mirror) 및 미러(mirror)를 회전시키는 회전축(232)을 포함하며, 회전축(232)은 반사 부재 구동부(240)에 의하여 회전할 수 있다.

도 5 내지 7을 참조하면, 반사 부재(230)의 회전 각도에 의하여 협각 카메라(220)의 화각이 조정될 수 있다. 예를 들어, 반사 부재(230)가 협각 카메라(220) 내의 렌즈 면과 45°의 각을 이루는 경우, 협각 카메라(220)는 화살표 위치의 이미지를 촬영할 수 있다. 반사 부재(230)가 협각 카메라(220) 내의 렌즈 면과 45°이상의 각을 이루는 경우, 협각 카메라(220)는 화살표 위치의 왼쪽의 이미지를 촬영할 수 있다. 반사 부재(230)가 협각 카메라(220) 내의 렌즈 면과 45° 이하의 각을 이루는 경우, 협각 카메라(220)는 화살표 위치의 오른쪽의 이미지를 촬영할 수 있다.

도 3 내지 7에서 반사 부재(230)가 하나의 회전축(232)을 포함하는 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 반사 부재(230)는 여러 개의 회전축을 포함할 수 있으며, 상하, 좌우 방향으로 회전할 수 있다.

이와 같이, 협각 카메라(220)의 화각을 반사 부재(230)를 통하여 조절하면, 협각 카메라(220) 자체를 이동시킬 필요가 없으므로, 카메라 모듈(200)의 사이즈 및 무게를 줄일 수 있다. 또한, 협각 카메라(220)의 이동을 구동시키기 위하여 발생하는 소음을 줄일 수 있으며, 소비 전력을 줄일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

200: 카메라 모듈
210: 광각 카메라
220: 협각 카메라
230: 반사 부재
240: 반사 부재 구동부
250: 제어부

Claims

객체를 촬영하는 광각 카메라,
상기 객체 내의 일부 영역을 촬영하는 협각 카메라,
상기 객체 내의 일부 영역으로부터 상기 협각 카메라로 입사되는 빛을 반사시켜 상기 협각 카메라의 화각을 조절하는 반사 부재,
상기 반사 부재를 회전시키는 반사 부재 구동부, 그리고
상기 광각 카메라, 상기 협각 카메라 및 상기 반사 부재 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 반사 부재는 복수 개의 회전축을 포함하고,
상기 제어부는 상기 광각 카메라에 의하여 촬영된 영상으로부터 상기 객체 내의 일부 영역의 위치를 검출하며, 상기 위치에 따라 상기 반사 부재 구동부를 제어하고,
상기 반사 부재 구동부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 복수 개의 회전축을 복수 개의 방향으로 회전시키는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 반사 부재는 상기 협각 카메라의 전면에 배치되는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 반사 부재는 상기 협각 카메라로 입사되는 빛의 광축 상에 정렬되는 카메라 모듈.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 객체 내의 일부 영역은 동공을 포함하는 카메라 모듈.