KR102581599B1 - 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치 - Google Patents

프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 모듈은, 제1 면에, 프리즘을 고정하는 프리즘 홀더와, 프리즘 홀더의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크와, 요크의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트와, 요크의 상부에 배치되는 센서 마그네트와, 센서 마그네트와 이격되어 배치되는 홀 센서와, 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재를 포함한다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.

Description

프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치{Prism module, camera, and image display apparatus including the same}
본 발명은 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 자기장을 정확하게 감지할 수 있는 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치에 관한 것이다.
카메라는, 이미지를 촬영하기 위한 장치이다. 최근, 카메라가, 이동 단말기에 채용되면서, 카메라의 소형화에 대한 연구가 진행되고 있다.
한편, 카메라의 소형화 추세에 더불어, 자동 초점 기능, 손 떨림 방지 기능이 채택되고 있는 실정이다.
특히, 손 떨림 방지 기능 등을 위해, 손 떨림 움직임을 정확하게 감지하고 이를 보상하는 것이 중요하다.
본 발명의 목적은, 자기장을 정확하게 감지할 수 있는 렌즈 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 손 떨림 방지를 위해, 자기장을 정확하게 감지하고, 이를 보상하여, 손 떨림 방지 기능을 구현할 수 있는, 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 슬림(slim) 카메라를 구현할 수 있는, 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 모듈은, 제1 면에, 프리즘을 고정하는 프리즘 홀더와, 프리즘 홀더의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크와, 요크의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트와, 요크의 상부에 배치되는 센서 마그네트와, 센서 마그네트와 이격되어 배치되는 홀 센서와, 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재를 포함한다.
한편, 센서 마그네트 지지부재와, 요크가 서로 접촉된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 센서 마그네트는, 제1 면이 외부로 노출될 수 있다.
한편, 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 센서 마그네트는, 제1 면, 및 제2 면이 외부로 노출될 수 있다.
한편, 센서 마그네트 지지부재와, 센서 마그네트가, 요크에 접촉될 수 있다.
한편, 센서 마그네트와 홀 센서 사이의 간격은, 센서 마그네트의 폭 보다 작은 것이 바람직하다.
한편, 센서 마그네트의 폭은, 센서 마그네트 지지부재의 폭 보다 큰 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라, 및 영상표시장치는, 움직임을 감지하는 자이로 센서와, 자이로 센서에서 감지된 움직임을 보상하기 위해, 입력되는 광을, 제1 회전축 및 제2 회전축 기준으로 각도 변화시켜, 출력하는 프리즘 구조체와, 복수의 렌즈를 구비하며, 가변 초점을 위해 적어도 하나의 렌즈가 이동되며, 이동된 렌즈를 이용하여, 프리즘 구조체로부터의 광을 출력하는 렌즈 구조체와, 렌즈 구조체로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하며, 프리즘 구조체는, 제1 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 제1 프리즘을 제1 방향으로 각도 변화시키는 제1 프리즘 모듈과, 제2 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 제2 프리즘을 제2 방향으로 각도 변화시키는 제2 프리즘 모듈을 구비하고, 제1 프리즘 모듈과 제2 프리즘 모듈 중 적어도 하나는, 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치는, 제1 면에, 프리즘을 고정하는 프리즘 홀더와, 프리즘 홀더의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크와, 요크의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트와, 요크의 상부에 배치되는 센서 마그네트와, 센서 마그네트와 이격되어 배치되는 홀 센서와, 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재를 포함한다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재와, 요크가 서로 접촉된다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 센서 마그네트는, 제1 면이 외부로 노출될 수 있다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 센서 마그네트는, 제1 면, 및 제2 면이 외부로 노출될 수 있다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재와, 센서 마그네트가, 요크에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트와 홀 센서 사이의 간격은, 센서 마그네트의 폭 보다 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트의 폭은, 센서 마그네트 지지부재의 폭 보다 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재로 인하여, 종래 대비, 센서 마그네트의 폭 또는 크기 보다 작게 설계할 수 있게 된다. 따라서, 센서 마그네트의 제조 비용 등이 저감될 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라, 및 영상표시장치는, 움직임을 감지하는 자이로 센서와, 자이로 센서에서 감지된 움직임을 보상하기 위해, 입력되는 광을, 제1 회전축 및 제2 회전축 기준으로 각도 변화시켜, 출력하는 프리즘 구조체와, 복수의 렌즈를 구비하며, 가변 초점을 위해 적어도 하나의 렌즈가 이동되며, 이동된 렌즈를 이용하여, 프리즘 구조체로부터의 광을 출력하는 렌즈 구조체와, 렌즈 구조체로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하며, 프리즘 구조체는, 제1 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 제1 프리즘을 제1 방향으로 각도 변화시키는 제1 프리즘 모듈과, 제2 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 제2 프리즘을 제2 방향으로 각도 변화시키는 제2 프리즘 모듈을 구비하고, 제1 프리즘 모듈과 제2 프리즘 모듈 중 적어도 하나는, 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재를 포함한다. 이에 따라, 손 떨림 방지를 위해, 자기장을 정확하게 감지하고, 이를 보상하여, 손 떨림 방지 기능을 구현할 수 있게 된다.
또한, 제1 프리즘 모듈과 제2 프리즘 모듈의 광 경로가 다르므로, L자 타입의 카메라 구현이 가능하며, 따라서, 두께가 얇아지는 슬림 카메라를 구현할 수 있게 된다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 일예인 이동 단말기를 전면에서 바라본 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시한 이동 단말기의 후면 사시도이다.
도 2는 도 1의 이동 단말기의 블럭도이다.
도 3a는 도 2의 카메라의 내부 단면도이다.
도 3b는 도 2의 카메라의 내부 블록도이다.
도 3c 내지 도 3d는 도 2의 카메라의 내부 블록도의 다양한 예이다.
도 4a는 이중 프리즘 구조의 카메라를 도시한 도면이다.
도 4b와 도 4c는 이중 프리즘 구조가 생략된 카메라를 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 회전 가능한 이중 프리즘 모듈을 구비하는 카메라의 일예를 도시하는 도면이다.
도 5b는 도 5a의 카메라를 구비하는 이동 단말기를 도시하는 도면이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 회전 가능한 이중 프리즘 모듈을 구비하는 카메라의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 6b는 도 6a의 카메라를 구비하는 이동 단말기를 도시하는 도면이다.
도 7 내지 도 9c는 도 6a의 카메라의 설명에 참조되는 도면이다.
도 10은 프리즘 모듈의 설명에 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시에에 따른 프리즘 모듈을 도시한 도면이다.
도 12a 내지 도 14는 도 11의 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 일예인 이동 단말기를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시한 이동 단말기의 후면 사시도이다.
도 1a을 참조하면, 이동 단말기(100)의 외관을 이루는 케이스는, 프론트 케이스(100-1)와 리어 케이스(100-2)에 의해 형성된다. 프론트 케이스(100-1)와 리어 케이스(100-2)에 의해 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장될 수 있다.
구체적으로 프론트 케이스(100-1)에는 디스플레이(180), 제1 음향출력모듈(153a), 제1 카메라(195a), 및 제1 내지 제3 사용자 입력부(130a, 130b, 130c)가 배치될 수 있다. 그리고, 리어 케이스(100-2)의 측면에는 제4 사용자 입력부(130d), 제5 사용자 입력부(130e), 및 제1 내지 제3 마이크(123a, 123b, 123c)가 배치될 수 있다.
디스플레이(180)는 터치패드가 레이어 구조로 중첩됨으로써, 디스플레이(180)가 터치스크린으로 동작할 수 있다.
제1 음향출력 모듈(153a)은 리시버 또는 스피커의 형태로 구현될 수 있다. 제1 카메라(195a)는 사용자 등에 대한 이미지 또는 동영상을 촬영하기에 적절한 형태로 구현될 수 있다. 그리고, 마이크(123)는 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력받기 적절한 형태로 구현될 수 있다.
제1 내지 제5 사용자 입력부(130a, 130b, 130c, 130d, 130e)와 후술하는 제6 및 제7 사용자 입력부(130f, 130g)는 사용자 입력부(130)라 통칭할 수 있다.
제1 내지 제2 마이크(123a, 123b)는, 리어 케이스(100-2)의 상측, 즉, 이동 단말기(100)의 상측에, 오디오 신호 수집을 위해 배치되며, 제3 마이크(123c)는, 리어 케이스(100-2)의 하측, 즉, 이동 단말기(100)의 하측에, 오디오 신호 수집을 위해 배치될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 리어 케이스(100-2)의 후면에는 제2 카메라(195b), 제3 카메라(195c), 및 제4 마이크(123d)가 추가로 장착될 수 있으며, 리어 케이스(100-2)의 측면에는 제6 및 제7 사용자 입력부(130f, 130g)와, 인터페이스부(175)가 배치될 수 있다.
제2 카메라(195b)는 제1 카메라(195a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 제1 카메라(195a)와 서로 다른 화소를 가질 수 있다. 제2 카메라(195b)에 인접하게는 플래쉬(미도시)와 거울(미도시)이 추가로 배치될 수도 있다. 또한, 제2 카메라(195b) 인접하게 다른 카메라를 더 설치하여 3차원 입체 영상의 촬영을 위해 사용할 수도 있다.
리어 케이스(100-2)에는 제2 음향출력 모듈(미도시)가 추가로 배치될 수도 있다. 제2 음향출력 모듈은 제1 음향출력 모듈(153a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 스피커폰 모드로 통화를 위해 사용될 수도 있다.
리어 케이스(100-2) 측에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착될 수 있다. 전원공급부(190)는, 예를 들어 충전 가능한 배터리로서, 충전 등을 위하여 리어 케이스(100-2)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
제4 마이크(123d)는, 리어 케이스(100-2)의 전면, 즉, 이동 단말기(100)의 뒷면에, 오디오 신호 수집을 위해 배치될 수 있다.
도 2는 도 1의 이동 단말기의 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(175), 제어부(170), 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.
무선 통신부(110)는 방송수신 모듈(111), 이동통신 모듈(113), 무선 인터넷 모듈(115), 근거리 통신 모듈(117), 및 GPS 모듈(119) 등을 포함할 수 있다.
방송수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송관리 서버로부터 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 방송수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(113)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(115)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(115)은 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다.
근거리 통신 모듈(117)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), NFC(Near Field Communication) 등이 이용될 수 있다.
GPS(Global Position System) 모듈(119)은 복수 개의 GPS 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다.
A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(195)와 마이크(123) 등이 포함될 수 있다.
카메라(195)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 그리고, 처리된 화상 프레임은 디스플레이(180)에 표시될 수 있다.
카메라(195)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(195)는 단말기의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.
마이크(123)는, 디스플레이 오프 모드, 예를 들어, 통화모드, 녹음모드, 또는 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 오디오 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리할 수 있다.
한편, 마이크(123)는, 서로 다른 위치에, 복수개로서 배치될 수 있다. 각 마이크에서 수신되는 오디오 신호는 제어부(170) 등에서 오디오 신호 처리될 수 있다.
사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 사용자의 누름 또는 터치 조작에 의해 명령 또는 정보를 입력받을 수 있는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전) 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 후술하는 디스플레이(180)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다.
센싱부(140)는 근접센서(141), 압력센서(143), 및 모션 센서(145), 터치 센서(146) 등을 포함할 수 있다.
근접센서(141)는 이동 단말기(100)로 접근하는 물체나, 이동 단말기(100)의 근방에 존재하는 물체의 유무 등을 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있다. 특히, 근접센서(141)는, 교류자계의 변화나 정자계의 변화를 이용하거나, 혹은 정전용량의 변화율 등을 이용하여 근접물체를 검출할 수 있다.
압력센서(143)는 이동 단말기(100)에 압력이 가해지는지 여부와, 그 압력의 크기 등을 검출할 수 있다.
모션 센서(145)는 가속도 센서, 자이로 센서 등을 이용하여 이동 단말기(100)의 위치나 움직임 등을 감지할 수 있다.
터치 센서(146)는, 사용자의 손가락에 의한 터치 입력 또는 특정 펜에 의한 터치 입력을 감지할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(180) 상에 터치 스크린 패널이 배치되는 경우, 터치 스크린 패널은, 터치 입력의 위치 정보, 세기 정보 등을 감지하기 위한 터치 센서(146)를 구비할 수 있다. 터치 센서(146)에서 감지된 센싱 신호는, 제어부(180)로 전달될 수 있다.
출력부(150)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 알람(alarm) 신호의 출력을 위한 것이다. 출력부(150)에는 디스플레이(180), 음향출력 모듈(153), 알람부(155), 및 햅틱 모듈(157) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이(180)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우, 촬영되거나 수신된 영상을 각각 혹은 동시에 표시할 수 있으며, UI, GUI를 표시한다.
한편, 전술한 바와 같이, 디스플레이(180)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이(180)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.
음향출력 모듈(153)은 호 신호 수신, 통화 모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 음향출력 모듈(153)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능, 예를 들어, 호 신호 수신음, 메시지 수신음 등과 관련된 오디오 신호를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(153)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(155)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 알람부(155)는 오디오 신호나 비디오 신호 이외에 다른 형태로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들면, 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(157)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(157)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동 효과가 있다. 햅틱 모듈(157)이 촉각 효과로 진동을 발생시키는 경우, 햅택 모듈(157)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 변환가능하며, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
메모리(160)는 제어부(170)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
인터페이스부(175)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 인터페이스부(175)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.
제어부(170)는 통상적으로 상기 각부의 동작을 제어하여 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 재생 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 재생 모듈(181)은 제어부(170) 내에 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(170)와 별도로 소프트웨어로 구성될 수도 있다. 한편, 제어부(170)는, 애플리케이션 구동을 위한 애플리케이션 프로세서(미도시)를 구비할 수 있다. 또는 애플리케이션 프로세서(미도시)는 제어부(170)와 별도로 마련되는 것도 가능하다.
그리고, 전원 공급부(190)는 제어부(170)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
도 3a는 도 2의 카메라의 내부 단면도이다.
도면을 참조하면, 도 3a는, 카메라(195) 내의, 제2 카메라(195b)에 대한 단면도의 일예이다.
제2 카메라(195b)는, 조리개(194b), 프리즘 구조체(192b), 렌즈 구조체(193b), 이미지 센서(820b)를 구비할 수 있다.
조리개(194b)는, 렌즈 구조체(193b)로 입사되는 광을 개폐할 수 있다.
이미지 센서(820b)는, RGB 색상을 센싱하기 위해, RGb 필터(915b)와, 광 신호를 전기 신호로 변환하는 센서 어레이(911b)를 구비할 수 있다.
이에 따라, 이미지 센서(820b)는, 각각 RGB 이미지를 센싱하여, 출력할 수 있다.
도 3b는 도 2의 카메라의 내부 블록도이다.
도면을 참조하면, 도 3b는, 카메라(195) 내의 제2 카메라(195b)에 대한 블록도의 일예이다.
제2 카메라(195b)는, 프리즘 구조체(192b), 렌즈 구조체(193b), 이미지 센서(820b), 이미지 프로세서(830)를 구비할 수 있다.
이미지 프로세서(830)는, 이미지 센서(820b)로부터의, 전기 신호에 기초하여, RGB 이미지를 생성할 수 있다.
한편, 이미지 센서(820b)는, 전기 신호에 기초하여, 노출 시간이 조절될 수 있다.
한편, 이미지 프로세서(830)로부터의 RGB 이미지는 이동 단말기(100)의 제어부(180)로 전달될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)의 제어부(180)는, 렌즈 구조체(193b) 내의 렌즈의 이동 등을 위해, 제어 신호를, 렌즈 구조체(193b)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 오토 포커싱을 위한 제어 신호를 렌즈 구조체(193b)로 출력할 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)의 제어부(180)는, 프리즘 구조체(192b) 내의 손떨림 방지 기능을 위한 제어 신호를, 프리즘 구조체(192b)로 출력할 수도 있다.
도 3c 내지 도 3d는 도 2의 카메라의 내부 블록도의 다양한 예이다.
먼저, 도 3c는, 카메라(195b) 내부에, 자이로 센서(145c), 구동 제어부(DRC), 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)이 구비되는 것을 예시한다.
자이로 센서(145c)는, 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임을 감지할 수 있다. 그리고, 자이로 센서(145c)는, 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임을 포함하는 움직임 정보(Sfz)로 출력할 수 있다.
구동 제어부((DRC)는, 자이로 센서(145c)로부터의 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임을 포함하는 움직임 정보(Sfz)에 기초하여, 움직임 보상을 위한 제어 신호(Saca,Sacb)를, 각각, 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)에 출력할 수 있다.
특히, 구동 제어부((DRC)는, 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b) 내의, 제1 액츄에이터(ACTa), 및 제2 액츄에이터(ACTb)에 출력할 수 있다.
제1 제어 신호(Saca)는, 자이로 센서(145c)에서 감지된 제1 방향 움직임 보상을 위한 제어 신호일 수 있으며, 제2 제어 신호(Sacb)는, 자이로 센서(145c)에서 감지된 제2 방향 움직임 보상을 위한 제어 신호일 수 있다
제1 액츄에이터(ACTa)는, 제1 제어 신호(Saca)에 기초하여, 제1 프리즘(PSMa)을 제1 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
제2 액츄에이터(ACTb)는, 제2 제어 신호(Sacb)에 기초하여, 제2 프리즘(PSMb)을 제2 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
한편, 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b) 내의, 제1 홀 센서(HSa)와 제2 홀 센서(Hsb)는, 각각 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 이동에 따른, 이동 정보 확인을 위해, 자기장 변화를 센싱할 수 있다.
그리고, 제1 홀 센서(HSa)와 제2 홀 센서(Hsb)에서 감지되는 움직임 정보, 특히 제1 및 제2 자기장 변화 정보(Shsa, Shsb)는, 구동 제어부((DRC)로 입력될 수 있다.
구동 제어부((DRC)는, 움직임 보상을 위한 제어 신호(Saca,Sacb)와, 움직임 정보, 특히 제1 및 제2 자기장 변화 정보(Shsa, Shsb)에 기초하여, PI 제어 등을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
즉, 구동 제어부((DRC)는, 제1 홀 센서(HSa)와 제2 홀 센서(Hsb)에서 감지된 정보(Shsa, Shsb)를 수신함으로써, 폐루프 제어(closed loop)를 수행하며, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
다음, 도 3d는 도 3c와 유사하나, 자이로 센서(145c)가 카메라(195b) 내부가 아닌, 이동 단말기(100) 내의 별도의 센싱부(140) 내의 모션 센서(145) 내에 구비되는 것에 그 차이가 있다.
이에 따라, 도 3d에서는 도시하지 않았지만, 도 3d의 카메라(195b)는, 외부의 자이로 센서(145c)로부터의 신호 수신을 위한 인터페이스부(미도시)를 더 구비할 수 있다.
한편, 이로 센서(145c)로부터의 수신된 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임을 포함하는 움직임 정보(Sfz)는, 구동 제어부((DRC)로 입력된다. 구동 제어부((DRC)의 동작은 도 3c의 설명과 동일할 수 있다.
도 4a는 이중 프리즘 구조의 카메라를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 도 4a의 카메라(195x)는, 이미지 센서(820x), 이미지 센서로 광을 전달하는 렌즈 구조체(193x), 렌즈 구조체(193x) 내의 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동부((CIRx), 제1 프리즘(192ax)과 제2 프리즘(192bx)을 구비하는 듀얼 프리즘 구조체(192x)를 포함하는 것을 예시한다.
도 4a의 카메라(195x)는, 손떨림 방지를 위해, 렌즈 구조체(193x)의 이동을 수행한다. 도면에서는, Dra 방향으로 보상 수행이 되는 것을 예시한다.
이러한 방식에 의할 경우, 렌즈 구조체(193x)의 광학 줌이 고배율일 때, 손 떨림 보상은 더 많이 수행되어야 하는 단점이 있다. 따라서, 손 떨림 보상의 정확도가 떨어지게 된다.
또한, 이러한 방식의 경우, 렌즈 이동 방향은 Dra 방향과 교차되어야 하며, 따라서, 렌즈 이동과 손떨림 방지를 위한 이동을 동시에 구현하기 어렵다는 단점이 있다.
본 발명에서는, 이러한 점을 보완하기 위해, 손 떨림 보상을, 프리즘 모듈 내부에 구현하고, 특히, 회전 액츄에이터를 사용하여, 각도 보상을 수행하는 것으로 한다. 이에 의하면, 각도 보상을 수행함으로써, 렌즈 구조체(193x)의 광학 줌이, 저배율이거나 고배율인 경우에 상관 없이, 소정 범위 이내의 각도만 보상하면 되는 장점이 있다. 예를 들어, 복수의 프리즘 모듈을 이용하여, 각각 제1 및 제2 회전축 방향으로, 제1 각도를 보상할 수 있다. 이에 따라, 광학 줌에 관계 없이, 소정 범위 이내의 각도 보상이 가능해지므로, 손 떨림 보상의 정확도가 향상된다. 이에 대해서는 도 5a 이하를 참조하여 기술한다.
도 4b와 도 4c는 이중 프리즘 구조가 생략된 카메라를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 도 4b의 카메라(195y)는, 이미지 센서(820y), 이미지 센서로 광을 전달하는 렌즈 구조체(193y), 렌즈 구조체(193y) 내의 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동부((CIRy)를 포함하는 것을 예시한다.
한편, 도 4b의 카메라(195y)에 의하면, 복수의 프리즘 구조가 없으므로, 입력되는 입력되는 광(RI)이, 바로 렌즈 구조체(193y)를 통해 입력되므로, 렌즈 구조체(193y), 이미지 센서(820y)가, 입력되는 입력되는 광(RI)에 수직으로 배치되어야 한다.
즉, 도 4c의 이동 단말기(100y)를 보면, 입력되는 광(RI)이, 렌즈 구조체(193y)를 거쳐, 이미지 센서(820y)로 전달된다.
최근, 고화질, 고성능의 추세에 따라 렌즈 구조체(193y)의 길이(Wy)가 커지며, 이러한 구조에 의하면, 렌즈 구조체(193y)의 길이(Wy)가 커질수록, 이동 단말기(100y)의 두께(DDy)가 커지는 단점이 있다.
이에 따라, 본 발명에서는, 이러한 점을 해결하기 위해, 듀얼 프리즘을 채용하고, 제1 프리즘과 제2 프리즘의 광(RI) 경로가 다르도록, 제1 프리즘과 제2 프리즘을 교차하도록 배치한다. 이러한 구조에 의하면, L자 타입의 카메라 구현이 가능하며, 따라서, 두께가 얇아지는 슬림 카메라를 구현할 수 있게 된다. 이에 대해서는, 도 5a 이하를 참조하여 기술한다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 회전 가능한 이중 프리즘 모듈을 구비하는 카메라의 일예를 도시하는 도면이고, 도 5b는 도 5a의 카메라를 구비하는 이동 단말기를 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 5a의 카메라(500a)는, 이미지 센서(520), 이미지 센서(520)로 광을 전달하는 렌즈 구조체(593), 제1 프리즘 모듈(592a)과 제2 프리즘 모듈(592b)을 구비하는 듀얼 프리즘 구조체(592)를 포함하는 것을 예시한다.
듀얼 프리즘 구조체(592)는, 도 4a와 달리, 손 떨림 방지 기능 구현을 위해, 회전하는 것에 그 차이가 있다.
한편, 렌즈 구조체(593)는, 도 4a와 달리, 손 떨림 방지 기능이 구비되지 않으므로, 보다 슬림하게 구현 가능하다.
렌즈 구조체(593)는, 적어도 하나의 렌즈를 구비하며, 가변 초점을 위해 렌즈가 이동될 수 있다.
예를 들어, 렌즈 구조체(593)는, 오목 렌즈와 볼록 렌즈 등 복수의 렌즈를 구비하며, 이미지 프로세서(830) 또는 제어부(180)로부터의 제어 신호에 기초하여, 가변 초점을 위해, 내부의 렌즈 중 적어도 하나를 이동시킬 수 있다. 특히, 이미지 센서(820b)로 이동하거나, 이미지 센서(820b)의 반대 방향으로 이동시킬 수 있다.
한편, 도 5a는, 이미지 센서(520), 렌즈 구조체(593), 듀얼 프리즘 구조체(592)의 순서로 배열되며, 듀얼 프리즘 구조체(592)로 입사되는 광이, 렌즈 구조체(593)와, 이미지 센서(520)로 전달되는 것을 예시하나, 이와 달리 변형이 가능하다.
구체적으로, 상부로부터의 광이 제1 프리즘 모듈(592a) 내의 제1 프리즘(PSMa)의 반사면에서 반사되어, 제2 프리즘 모듈(592b)로 전달되고 제2 프리즘 모듈(592b) 내의 제2 프리즘(PSMb)의 반사면에서 반사되어, 렌즈 구조체(593)와, 이미지 센서(520)로 전달될 수 있다.
즉, 도 5a와 달리, 이미지 센서(520), 듀얼 프리즘 구조체(592), 렌즈 구조체(593)의 순서로 배열되며, 렌즈 구조체(593)로 입사되는 광이, 듀얼 프리즘 구조체(592)와, 이미지 센서(520)로 전달될 수도 있다.
듀얼 프리즘 구조체(592)는, 제1 프리즘(PSMa)과, 손떨림 보상을 위해 제1 프리즘(PSMa)을 제1 방향으로 각도 변화시키는 제1 회전 액츄에이터를 구비하는 제1 프리즘 모듈(592a)과, 제2 프리즘(PSMb)과, 손떨림 보상을 위해 제2 프리즘(PSMb)을 제2 방향으로 각도 변화시키는 제2 회전 액츄에이터를 구비하는 제2 프리즘 모듈(592b)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)은 서로 교차하여 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)은 서로 수직으로 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 1.7 이상일 수 있다. 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)에서 전반사가 수행될 수 있게 되며, 결국, 이미지 센서 방향으로 광(RI)을 전달할 수 있게 된다.
한편, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 1.7 미만이며, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 반사면에 각각 반사 코팅이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)에서 전반사가 수행될 수 있게 되며, 결국, 이미지 센서 방향으로 광(RI)을 전달할 수 있게 된다.
이에 따르면, 이미지 센서(520), 렌즈 구조체(593), 및 제1 프리즘 모듈(592a)은, 일방향으로 나란히 배치되나, 제2 프리즘 모듈(592b)은, 제1 프리즘 모듈(592a)과 교차하도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 제1 프리즘 모듈(592a)과 제2 프리즘 모듈(592b)은, L자 타입의 듀얼 프리즘 구조체(592)라 명명할 수 있다. 그리고, 이러한 카메라(500a) 구조를 L자 타입의 카메라라 명명할 수도 있다.
이러한 구조에 의하면, 제1 프리즘 모듈(592a)과, 제2 프리즘 모듈(592b)을 통해, 각각 제1 회전축(Axma)을 기준으로 제1 방향(CRa), 예를 들어, 반시계 방향(ccw)으로 회전시키고, 제2 회전축(Axmb)을 기준으로 제2 방향(CRb), 예를 들어, 반시계 방향(ccw)으로 회전시켜, 각도 보상을 수행할 수 있어, 손 떨림 방지 기능을 구현할 수 있게 된다.
특히, 회전 액츄에이터를 사용하여, 각도 보상을 수행함으로써, 렌즈 구조체(593)의 광학 줌이, 저배율이거나 고배율인 경우에 상관 없이, 소정 범위 이내의 각도만 보상하면 되는 장점이 있다. 결국, 광학 줌에 관계 없이, 손 떨림 보상의 정확도가 향상된다.
또한, 한정된 공간에서, 최적의 공간 배치를 할 수 있게 되므로, 슬림(slim) 카메라(500a)를 구현할 수 있게 된다. 따라서, 이동 단말기(100) 등에 적용될 수 있게 된다.
도 5a에서는, 렌즈 구조체(593)의 길이를 Wa로, 듀얼 프리즘 구조체(592)의 길이를 Wpa로 예시하며, 렌즈 구조체(593)와 듀얼 프리즘 구조체(592)의 높이를 ha로 예시한다.
듀얼 프리즘 구조체(592) 내의 제1 프리즘 모듈(592a)과, 제2 프리즘 모듈(592b)이 서로 교차하여 배치되므로, 도 5b의 이동 단말기(100a)와 같이, 입사되는 광(RI)의 진행 방향이, 제1 프리즘 모듈(592a)과, 제2 프리즘 모듈(592b)을 통해, 2회 변경되며, 이동 단말기(100a)의 좌측에, 이미지 센서(520)가 배치될 수 있게 된다. 특히, 이미지 센서(520)가, 이동 단말기(100a)의 측면에 대향하여 배치될 수 있게 된다.
따라서, 이동 단말기(100y)의 두께(DDa)는, 렌즈 구조체(593)와 듀얼 프리즘 구조체(592)의 길이의 합(Wa+Wpa)가 아닌, 렌즈 구조체(593)와 듀얼 프리즘 구조체(592)의 높이(ha) 또는 이미지 센서의 높이(ho)에 의해, 결정되게 된다.
따라서, 렌즈 구조체(593)와 듀얼 프리즘 구조체(592)의 높이(ha) 또는 이미지 센서의 높이(ho)가 낮도록 설계할수록, 이동 단말기(100y)의 두께(DDa)를 슬림하게 구현할 수 있게 된다. 따라서, 두께가 얇아지는 슬림 카메라(500a) 및 이를 구비하는 이동 단말기를 구현할 수 있게 된다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 회전 가능한 이중 프리즘 모듈을 구비하는 카메라의 다른 예를 도시하는 도면이고, 도 6b는 도 6a의 카메라를 구비하는 이동 단말기를 도시하는 도면이며, 도 7 내지 도 9c는 도 6a의 카메라의 설명에 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 6a의 카메라(600)는, 이미지 센서(620), 이미지 센서(620)로 광을 전달하는 렌즈 구조체(693), 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)을 구비하는 듀얼 프리즘 구조체(692)를 포함하는 것을 예시한다.
도 6a의 카메라(600)는, 도 5a의 카메라(500a)와 유사하나, 듀얼 프리즘 구조체(692) 내의 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)의 배치가 다른 것에 그 차이가 있다. 이에 대해서는, 그 차이 위주로 기술한다.
도면에서는, 이미지 센서(620), 렌즈 구조체(693), 듀얼 프리즘 구조체(692)의 순서로 배열되며, 듀얼 프리즘 구조체(692)로 입사되는 광이, 렌즈 구조체(693)와, 이미지 센서(620)로 전달되는 것을 예시한다.
구체적으로, 상부로부터의 광이 제1 프리즘 모듈(692a) 내의 제1 프리즘(PSMa)의 반사면에서 반사되어, 제2 프리즘 모듈(692b)로 전달되고 제2 프리즘 모듈(692b) 내의 제2 프리즘(PSMb)의 반사면에서 반사되어, 렌즈 구조체(693)와, 이미지 센서(620)로 전달될 수 있다.
즉, 도 5a와 달리, 도 6a의 듀얼 프리즘 구조체(692) 내의, 제1 프리즘 모듈(692a)이, 제2 프리즘 모듈(692b)에 비해 앞 방향으로 배치되는 것에 그 차이가 있다. 이에 따라, 제1 프리즘 모듈(692a) 내의 프리즘 모듈(PSMa)에서 반사되는 광이, 지면 방향 또는 우측 방향으로 진행하게 된다.
즉, 도 6a와 달리, 이미지 센서(620), 듀얼 프리즘 구조체(692), 렌즈 구조체(693)의 순서로 배열되며, 렌즈 구조체(693)로 입사되는 광이, 듀얼 프리즘 구조체(692)와, 이미지 센서(620)로 전달될 수도 있다. 이하에서는, 도 6a의 구조를 중심으로 기술한다.
듀얼 프리즘 구조체(692)는, 제1 프리즘(PSMa)과, 손떨림 보상을 위해 제1 프리즘(PSMa)을 제1 방향으로 각도 변화시키는 제1 회전 액츄에이터를 구비하는 제1 프리즘 모듈(692a)과, 제2 프리즘(PSMb)과, 손떨림 보상을 위해 제2 프리즘(PSMb)을 제2 방향으로 각도 변화시키는 제2 회전 액츄에이터를 구비하는 제2 프리즘 모듈(692b)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)은 서로 교차하여 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)은 서로 수직으로 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 1.7 이상일 수 있다. 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)에서 전반사가 수행될 수 있게 되며, 결국, 이미지 센서 방향으로 광(RI)을 전달할 수 있게 된다.
한편, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 1.7 미만이며, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 반사면에 각각 반사 코팅이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)에서 전반사가 수행될 수 있게 되며, 결국, 이미지 센서 방향으로 광(RI)을 전달할 수 있게 된다.
이에 따르면, 이미지 센서(620), 렌즈 구조체(693), 및 제1 프리즘 모듈(692a)은, 일방향으로 나란히 배치되나, 제2 프리즘 모듈(692b)은, 제1 프리즘 모듈(692a)과 교차하도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)은, L자 타입의 듀얼 프리즘 구조체(692)라 명명할 수 있다. 그리고, 이러한 카메라(600) 구조를 L자 타입의 카메라라 명명할 수도 있다.
이러한 구조에 의하면, 제1 프리즘 모듈(692a)과, 제2 프리즘 모듈(692b)을 통해, 각각 제1 회전축(Axa)을 기준으로 제1 방향, 예를 들어, 반시계 방향(ccw)으로 회전시키고, 제2 회전축(Axb)을 기준으로 제2 방향, 예를 들어, 반시계 방향(ccw)으로 회전시켜, 각도 보상을 수행할 수 있어, 손 떨림 방지 기능을 구현할 수 있게 된다.
특히, 회전 액츄에이터를 사용하여, 각도 보상을 수행함으로써, 렌즈 구조체(693)의 광학 줌이, 저배율이거나 고배율인 경우에 상관 없이, 소정 범위 이내의 각도만 보상하면 되는 장점이 있다. 결국, 광학 줌에 관계 없이, 손 떨림 보상의 정확도가 향상된다.
또한, 한정된 공간에서, 최적의 공간 배치를 할 수 있게 되므로, 슬림(slim) 카메라(600)를 구현할 수 있게 된다. 따라서, 이동 단말기(100) 등에 적용될 수 있게 된다.
도 6a에서는, 렌즈 구조체(693)의 길이를 Wb로, 듀얼 프리즘 구조체(692)의 길이를 Wpb로 예시하며, 렌즈 구조체(693)와 듀얼 프리즘 구조체(692)의 높이를 hb로 예시한다.
듀얼 프리즘 구조체(692) 내의 제1 프리즘 모듈(692a)과, 제2 프리즘 모듈(692b)이 서로 교차하여 배치되므로, 도 6b의 이동 단말기(100b)와 같이, 입사되는 광(RI)의 진행 방향이, 제1 프리즘 모듈(692a)과, 제2 프리즘 모듈(692b)을 통해, 2회 변경되며, 이동 단말기(100b)의 좌측에, 이미지 센서(620)가 배치될 수 있게 된다. 특히, 이미지 센서(620)가, 이동 단말기(100b)의 측면에 대향하여 배치될 수 있게 된다.
따라서, 이동 단말기(100y)의 두께(DDb)는, 렌즈 구조체(693)와 듀얼 프리즘 구조체(692)의 길이의 합(Wb+Wpb)가 아닌, 렌즈 구조체(693)와 듀얼 프리즘 구조체(692)의 높이(hb) 또는 이미지 센서의 높이(ho)에 의해, 결정되게 된다.
따라서, 렌즈 구조체(693)와 듀얼 프리즘 구조체(692)의 높이(hb) 또는 이미지 센서의 높이(ho)가 낮도록 설계할수록, 이동 단말기(100y)의 두께(DDb)를 슬림하게 구현할 수 있게 된다. 따라서, 두께가 얇아지는 슬림 카메라(600) 및 이를 구비하는 이동 단말기를 구현할 수 있게 된다.
한편, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 듀얼 프리즘 구조체(692)는, 제1 프리즘 모듈(692a)과, 제2 프리즘 모듈(692b)을 구비할 수 있다.
제1 프리즘 모듈(692a)은, 프리즘(PSMa)과, 제1 면에 프리즘(PSMa)을 고정하는 프리즘 홀더(PSMHa)와, 프리즘 홀더(PSMHa)의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크(Yka)와, 요크(Yka)의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트(DMa)와, 코일 홀더(CLHa)와, 코일 홀더(CLHa)와 요크(Yka) 사이에 배치되는 구동 코일(DCLa)과, 구동 코일(DCLa)과 구동 마그네트(DMa) 사이에 위치하는 홀 센서(Hsa)를 구비할 수 있다.
코일 홀더(CLHa)는, 프리즘 홀더(PSMa) 방향으로 돌출되는 양단의 돌출부와, 돌출부 내에 각각 형성된 개구부(HSSa)를 구비할 수 있다. 코일 홀더(CLHa)는, 구동 코일(DCLa)을 고정할 수 있다.
프리즘 홀더(PSMa)는, 코일 홀더(CLHa) 방향으로, 돌출되는 양단의 보스(boss)(BSSa)를 구비할 수 있다.
프리즘 홀더(PSMa)의 양단의 보스((BSSa)는, 코일 홀더(CLHa) 내의 양단에 형성된 개구부(HSSa)와 결합될 수 있다.
한편, 제1 프리즘 모듈(692a) 내의 구동 마그네트(DMa)와, 구동 코일(DCLa)은, 제1 회전 액츄에이터(ACTa)를 구성할 수 있다.
예를 들어, 도 3c 또는 도 3d에 도시된 모션 센서(145), 특히 자이로 센서(145c)에서 감지된 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임 중 제1 방향 움직임을 보상하기 위해, 구동 제어부((DRC)가, 제1 제어 신호(Saca)를, 제1 프리즘 모듈(692a) 내의 제1 액츄에이터(ACTa)에 출력할 수 있다.
제1 액츄에이터(ACTa)는, 제1 제어 신호(Saca)에 기초하여, 제1 프리즘(PSMa)을 제1 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
특히, 제1 액츄에이터(ACTb) 내의 구동 코일(DCLa)에 인가되는 제1 제어 신호(Saca)에 기초하여, 제1 프리즘(PSMa)을 제1 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
한편, 제1 홀 센서(HSa)는, 제1 프리즘(PSMa)의 이동에 따른, 이동 정보 확인을 위해, 자기장 변화를 센싱할 수 있다.
그리고, 제1 홀 센서(HSa)에서 감지되는 움직임 정보, 특히 자기장 변화 정보(Shsa)는, 구동 제어부((DRC)로 입력될 수 있다.
구동 제어부((DRC)는, 움직임 보상을 위한 제어 신호(Saca)와, 움직임 정보, 특히 자기장 변화 정보(Shsa)에 기초하여, PI 제어 등을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
즉, 구동 제어부((DRC)는, 제1 홀 센서(HSa)에서 감지된 정보(Shsa)를 수신함으로써, 폐루프 제어(closed loop)를 수행하며, 제1 프리즘(PSMa)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
이에 따라, 구동 마그네트(DMa), 프리즘 홀더(PSMHa), 프리즘(PSMa)은, 제1 회전축(Axa)을 기준으로, 회전될 수 있다.
한편, 코일 홀더(CLHa), 구동 코일(DCLa), 홀 센서(HSa)는, 제1 회전축(Axa)을 기준으로, 회전되지 않고 고정될 수 있다.
이와 같이, 제1 프리즘 모듈(692a) 내의 일부 유닛은, 회전하고, 일부 유닛은 고정됨으로써, 홀 센서(HSa)에서 센싱된 자기장 신호에 기초하여, 손 떨림을 감지하고, 손 떨림 보상을 위해, 구동 마그네트(DMa)가 회전하여, 프리즘(PSMa) 등을 회전시킬 수 있게 된다. 따라서, 제1 방향에 대한 손 떨림 보상이 정확하게 수행될 수 있게 된다.
한편, 도 8을 참조하여 설명하면, 제2 프리즘 모듈(692b)은, 프리즘(PSMb)과, 제1 면에 프리즘(PSMb)을 고정하는 프리즘 홀더(PSMHb)와, 프리즘 홀더(PSMHb)의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크(Ykb)와, 요크(Ykb)의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트(DMb)와, 코일 홀더(CLHb)와, 코일 홀더(CLHb)와 요크(Ykb) 사이에 배치되는 구동 코일(DCLb)과, 구동 코일(DCLb)과 구동 마그네트(DMb) 사이에 위치하는 홀 센서(Hsb)를 구비할 수 있다.
코일 홀더(CLHb)는, 프리즘 홀더(PSMb) 방향으로 돌출되는 양단의 돌출부와, 돌출부 내에 각각 형성된 개구부(HSSb)를 구비할 수 있다. 코일 홀더(CLHb)는, 구동 코일(DCLb)을 고정할 수 있다.
프리즘 홀더(PSMb)는, 코일 홀더(CLHb) 방향으로, 돌출되는 양단의 보스(boss)(BSSb)를 구비할 수 있다.
프리즘 홀더(PSMb)의 양단의 보스((BSSb)는, 코일 홀더(CLHb) 내의 양단에 형성된 개구부(HSSb)와 결합될 수 있다.
한편, 제2 프리즘 모듈(692b) 내의 구동 마그네트(DMb)와, 구동 코일(DCLb)은, 제2 회전 액츄에이터(ACTb)를 구성할 수 있다.
예를 들어, 도 3c 또는 도 3d에 도시된 모션 센서(145), 특히 자이로 센서(145c)에서 감지된 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임 중 제2 방향 움직임을 보상하기 위해, 구동 제어부((DRC)가, 제2 제어 신호(Sacb)를, 제2 프리즘 모듈(692b) 내의 제2 액츄에이터(ACTb)에 출력할 수 있다.
제2 액츄에이터(ACTb)는, 제2 제어 신호(Sacb)에 기초하여, 제2 프리즘(PSMb)을 제2 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
특히, 제2 액츄에이터(ACTb) 내의 구동 코일(DCLb)에 인가되는 제2 제어 신호(Sacb)에 기초하여, 제2 프리즘(PSMb)을 제2 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
한편, 제2 홀 센서(HSb)는, 제2 프리즘(PSMb)의 이동에 따른, 이동 정보 확인을 위해, 자기장 변화를 센싱할 수 있다.
그리고, 제2 홀 센서(HSb)에서 감지되는 움직임 정보, 특히 자기장 변화 정보(Shsb)는, 구동 제어부((DRC)로 입력될 수 있다.
구동 제어부((DRC)는, 움직임 보상을 위한 제어 신호(Sacb)와, 움직임 정보, 특히 자기장 변화 정보(Shsb)에 기초하여, PI 제어 등을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 제2 프리즘(PSMb)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
즉, 구동 제어부((DRC)는, 제2 홀 센서(HSb)에서 감지된 정보(Shsb)를 수신함으로써, 폐루프 제어(closed loop)를 수행하며, 제2 프리즘(PSMb)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
이에 따라, 구동 마그네트(DMb), 프리즘 홀더(PSMHb), 프리즘(PSMb)은, 제2 회전축(Axb)을 기준으로, 회전될 수 있다.
한편, 코일 홀더(CLHb), 구동 코일(DCLb), 홀 센서(HSb)는, 제2 회전축(Axb)을 기준으로, 회전되지 않고 고정될 수 있다.
이와 같이, 제2 프리즘 모듈(692b) 내의 일부 유닛은, 회전하고, 일부 유닛은 고정됨으로써, 홀 센서(HSb)에서 센싱된 자기장 신호에 기초하여, 손 떨림을 감지하고, 손 떨림 보상을 위해, 구동 마그네트(DMb)가 회전하여, 프리즘(PSMb) 등을 회전시킬 수 있게 된다. 따라서, 제2 방향에 대한 손 떨림 보상이 정확하게 수행될 수 있게 된다.
예를 들어, 도 7과 같이, 사용자의 손 떨림에 의해, 제1 프리즘(PSMa)이 제1 회전축(Axa) 기준으로 시계 방향(CCW)으로 회전하는 경우, 구동 제어부(DRC)는, 손 떨림 보상을 위해, 회전 액츄에이터, 특히, 제1 구동 마그네트(DMa)와 제1 구동 코일(DCLa)을 이용하여, 제1 프리즘(PSMa), 및 제1 센서 마그네트(SMa) 등이 제1 회전축(Axa) 기준으로 시계 반대 방향(CCW)으로 회전하도록 제어할 수 있다.
특히, 구동 제어부((DRC)로부터의 제1 제어 신호(Saca)가, 제1 액츄에이터(ACTa) 내의 제1 구동 코일(DCLa)에 인가되는 경우, 제1 구동 코일(DCLa)과, 제1 구동 마그네트(DMa) 사이에, 로렌츠의 힘이 발생하여, 제1 구동 마그네트(DMa)가 시계 반대 방향(CCW)으로 회전할 수 있게 된다.
이때, 제1 홀 센서(Hsa)는, 제1 센서 마그네트(SMa)의 시계 반대 방향(CCW) 회전에 의해, 가변되는 자기장의 변화를 감지할 수 있다.
그리고, 구동 제어부((DRC)는, 제1 홀 센서(HSa)에서 감지된 정보(Shsa)에 기초하여, 폐루프 제어(closed loop)를 수행하며, 이에 따라, 제1 구동 마그네트(DMa)의 시계 반대 방향(CCW) 회전을 보다 정확하게 제어할 수 있게 된다.
다른 예로, 도 7과 같이, 사용자의 손 떨림에 의해, 제2 프리즘(PSMb)이 제2 회전축(Axb) 기준으로 시계 방향(CCW)으로 회전하는 경우, 구동 제어부(DRC)는, 손 떨림 보상을 위해, 제2 회전 액츄에이터, 특히, 제2 구동 마그네트(DMb)와 제2 구동 코일(DCLb)을 이용하여, 제2 프리즘(PSMb), 및 제2 센서 마그네트(SMb) 등이 제2 회전축(Axb) 기준으로 시계 반대 방향(CCW)으로 회전하도록 제어할 수 있다.
특히, 구동 제어부((DRC)로부터의 제2 제어 신호(Sacb)가, 제2 액츄에이터(ACTb) 내의 제2 구동 코일(DCLb)에 인가되는 경우, 제2 구동 코일(DCLb)과, 제2 구동 마그네트(DMb) 사이에, 로렌츠의 힘이 발생하여, 제2 구동 마그네트(DMb)가 시계 반대 방향(CCW)으로 회전할 수 있게 된다.
이때, 제2 센서(Hsb)는, 제2 센서 마그네트(SMb)의 시계 반대 방향(CCW) 회전에 의해, 가변되는 자기장의 변화를 감지할 수 있다.
그리고, 구동 제어부((DRC)는, 제2 홀 센서(HSb)에서 감지된 정보(Shsb)에 기초하여, 폐루프 제어(closed loop)를 수행하며, 이에 따라, 제2 구동 마그네트(DMb)의 시계 반대 방향(CCW) 회전을 보다 정확하게 제어할 수 있게 된다.
이와 같이, 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)은, 손 떨림 움직임에 따라, 각각의 제1 회전축(Axa), 제2 회전축(Axb) 기준으로, 각각 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 신속하고 정확하게, 복수의 방향에 대한 손 떨림 보정이 수행될 수 있게 된다.
한편, 제1 액츄에이터(ACTa)는, 제1 프리즘(PSMa)이 제1 회전축(Axa)의 제1 방향의 제1 각도로 이동시, 제1 프리즘(PSMa)을, 제1 회전축(Axa)의 제1 방향과 반대인 제2 방향으로, 제1 각도(θ1)의 절반인 제2 각도(θ1)로 변화시키는 킬 수 있다. 이에 의하면, 사용자의 손 떨림 움직임에도 불구하고, 그 움직임 보다 작은 각도로 움직임 보상을 수행함으로써, 정확한 손 떨림 보정이 가능하게 된다. 또한, 전력 소비도 작아지게 된다.
한편, 제2 액츄에이터(ACTb)는, 제2 프리즘(PSMb)이 제2 회전축(Axb)의 제3 방향의 제3 각도(θ3)로 이동시, 제2 프리즘(PSMb)을, 제2 회전축(Axb)의 제3 방향과 반대인 제4 방향으로, 제3 각도의 절반인 제4 각도(θ4)로 변화시킬 수 있다. 이에 의하면, 사용자의 손 떨림 움직임에도 불구하고, 그 움직임 보다 작은 각도로 움직임 보상을 수행함으로써, 정확한 손 떨림 보정이 가능하게 된다. 또한, 전력 소비도 작아지게 된다. 이에 대해서는, 이하의 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명한다.
도 9a 내지 도 9c는 손 떨림 움직임 및 손 떨림 움직임에 따른 보상을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 이미지 센서(692)와 제1 프리즘(PSMa), 그리고, 전방의 사물(OBL)에 대해 기술한다.
먼저, 도 9a는, 사용자의 손 떨림 움직임이 없는 경우, 전방의 사물(OBL)과 이미지 센서(692) 사이에 배치되는 제1 프리즘(PSMa)이 고정된 것을 예시한다.
도 9a에 따르면, 이미지 센서(692)와 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)은, θm 각도이며, 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)과 전방의 사물(OBL) 사이의 각은, 동일한 θm 각도일 수 있다. 여기서, θm 각도는 대략 45일 수 있다.
이에 의하면, 이미지 센서(692)는, 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)에서 반사되어 입사되는 광을 통해, 전방의 사물(OBL)에 대한 광을 포착하고, 이를 전기 신호로 변환할 수 있게 된다. 따라서, 전방의 사물(OBL)에 대한 이미지 변환이 가능하게 된다.
다음, 도 9b는, 사용자의 손 떨림이 반시계 방향(ccw)으로 제1 각도(θ1)만큼 발생한 경우, 전방의 사물(OBL)과 이미지 센서(692) 사이에 배치되는 제1 프리즘(PSMa)이 반시계 방향(ccw)으로 제1 각도(θ1)만큼 회전하는 것을 예시한다.
도 9b에 따르면, 이미지 센서(692)와 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)은, θm 각도이나, 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)과 전방의 사물(OBL) 사이의 각은, θm 각도 보다 작은 θn일 수 있다.
다시 설명하면, 이미지 센서(692)와 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)은, θm 각도이며, 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)에서 θm 각도인 방향에는, 전방의 사물(OBL)이 위치하지 않게 된다.
따라서, 이미지 센서(692)는, 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)에서 반사되어 입사되는 광을 통해, 전방의 사물(OBL)에 대한 광을 포착할 수 없게 된다.
이에, 제1 액츄에이터(ACTa)는, 제1 프리즘(PSMa)을 시계 방향(cw)으로, 제1 각도(θ1)의 절반인 제2 각도(θ1)로 회전시킬 수 있다.
도 9c는, 사용자의 손 떨림 보상을 위해, 시계 방향(cw)으로 제1 각도(θ1)의 절반인 제2 각도(θ)만큼 제1 프리즘(PSMa)이 회전하는 것을 예시한다.
이에 따라, 다시 도 9a와 같이, 이미지 센서(692)와 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)은, θm 각도이며, 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)과 전방의 사물(OBL) 사이의 각도 θm이게 된다.
이에 의하면, 이미지 센서(692)는, 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)에서 반사되어 입사되는 광을 통해, 전방의 사물(OBL)에 대한 광을 포착하고, 이를 전기 신호로 변환할 수 있게 된다. 따라서, 손 떨림에도 불구하고, 손 떨림 보정을 통해, 안정적으로, 전방의 사물(OBL)에 대한 이미지 변환이 가능하게 된다.
도 10은 프리즘 모듈의 설명에 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 10의 프리즘 모듈(692x)와 같이, 프리즘 홀더(PSMHax)의 제1 면에 프리즘(PSMax)이 배치되고, 프리즘 홀더(PSMHax)의 제1 면의 배면인 제2 면에 요크(Ykax)가 배치되며, 지면의 상,하 방향으로 회전축(AXa)이 배치된 상태에서, 요크(Ykax)의 상측에, 센서 마그네트(SMax)가 배치되고, 센서 마그네트(SMax)와 이격되어 홀 센서(Hsaz)가 배치될 수 있다.
한편, 사용자의 손 떨림에 의해, 프리즘(PSMax)이 회전축(Axa) 기준으로 시계 방향(CCW)으로 회전하는 경우, 구동 제어부(DRC)는, 손 떨림 보상을 위해, 회전 액츄에이터, 특히, 구동 마그네트(DMax)와 구동 코일을 이용하여, 프리즘(PSMax), 및 센서 마그네트(SMax) 등이 회전축(Axa) 기준으로 시계 반대 방향(CCW)으로 회전하도록 제어할 수 있다.
이때, 홀 센서(Hsax)는, 센서 마그네트(SMax)의 시계 반대 방향(CCW) 회전에 의해, 가변되는 자기장의 변화를 감지할 수 있다.
한편, 센서 마그네트(SMax)의 폭은 도면과 같이, W1일 수 있다.
그러나, 센서 마그네트(SMax)만으로 유발되는 자기장의 변화 또는 자기장의 세기는 약하므로, 홀 센서(Hsax)에서 자기장의 변화 또는 자기장의 세기의 감지의 정확도가 낮아지게 된다. 그리고, 시계 반대 방향(CCW)으로 회전에 의한 각도 보상의 정확도가 낮아질 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명에서는, 홀 센서에서 자기장의 변화 또는 자기장의 세기의 감지의 정확도가 증가되는 방안을 제시한다. 이에 대해서는, 도 11 이하를 참조하여 기술한다.
도 11은 본 발명의 실시에에 따른 프리즘 모듈을 도시한 도면이고, 도 12a 내지 도 14는 도 11의 설명에 참조되는 도면이다.
도 11의 프리즘 모듈(692a)에 따르면, 프리즘 홀더(PSMHa)의 제1 면에 프리즘(PSMa)이 배치되고, 프리즘 홀더(PSMHa)의 제1 면의 배면인 제2 면에, 요크(Yka)가 배치된다. 특히, 프리즘 홀더(PSMHa)의 제2 면에, 요크(Yka)의 제1 면이 배치될 수 있다.
한편, 지면의 상,하 방향으로 회전축(AXa)이 위치한 상태에서, 요크(Yka)의 상측에, 센서 마그네트(SMa)가 배치되고, 센서 마그네트(SMa)와 이격되어 홀 센서(Hsaz)가 배치될 수 있다.
한편, 구동 마그네트(DMa)는, 요크(Yka)의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착될 수 있다.
이때, 도 7 및 도 8에서 기술한 바와 같이, 사용자의 손 떨림에 의해, 프리즘(PSMa)이 회전축(Axa) 기준으로 시계 방향(CCW)으로 회전하는 경우, 구동 제어부(DRC)는, 손 떨림 보상을 위해, 회전 액츄에이터, 특히, 구동 마그네트(DMa)와 구동 코일을 이용하여, 프리즘(PSMa), 및 센서 마그네트(SMa) 등이 회전축(Axa) 기준으로 시계 반대 방향(CCW)으로 회전하도록 제어할 수 있다.
특히, 구동 제어부((DRC)로부터의 제어 신호(Saca)가, 액츄에이터(ACTa) 내의 구동 코일(DCLa)에 인가되는 경우, 구동 코일(DCLa)과, 구동 마그네트(DMa) 사이에, 로렌츠의 힘이 발생하여, 구동 마그네트(DMa)가 시계 반대 방향(CCW)으로 회전할 수 있게 된다.
이때, 홀 센서(Hsa)는, 센서 마그네트(SMa)의 시계 반대 방향(CCW) 회전에 의해, 가변되는 자기장의 변화를 감지할 수 있다.
그러나, 센서 마그네트(SMa)만으로 유발되는 자기장의 변화 또는 자기장의 세기는 약하므로, 본 발명에서는, 프리즘 모듈(692a)이, 센서 마그네트(Sma)가 부착되는 센서 마그네트 지지부재(Yka1)를 포함하는 것으로 한다.
특히, 요크(Yka)의 상측에, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)가 배치되는 것이 바람직하다.
이때, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)는, 홀 센서(Hsa) 방향이 아닌, 홀 센서(Hsa) 반대 방향의 자기장을 차폐할 수 있는 자기장 차폐 소재인 것이 바람직하다.
예를 들어, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)는, 철판(steel plate cold commercia, SPCC), 페라이트 등일 수 있다.
또는, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)는, 홀 센서(Hsa) 방향의 자기장의 세기를 강화할 수 있는 소재인 것이 바람직하다.
도 11에서는, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)에 배치되는 센서 마그네트(Sma)의, 제1 면(좌측면), 및 제2 면(상측면)이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
구체적으로, 센서 마그네트(Sma)의 하측면, 우측면은, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않으며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측면, 및 상측면만이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 차폐되게 된다. 따라서, 센서 마그네트(Sma)의 좌측 방향, 상측 방향으로의 자기장이 세지게 된다.
한편, 도 11에 의하면, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)에 의해, 홀 센서(Hsa) 주변에 자기장의 세기 등이, 도 10에 비해 훨씬 커지므로, 홀 센서(Hsa)에서 자기장의 변화 또는 자기장의 세기의 감지의 정확도가 향상되게 된다. 따라서, 각도 보상의 정확도가 향상될 수 있게 된다.
한편, 손 떨림에 의한 시계 방향(CW)의 회전 각도의 범위가, 대략 10도 내지 -10도 사이인 경우, 시계 반대 방향(CCW)으로 회전에 의한 각도 보상 범위는, 손 떨림에 의한 시계 방향(CW)의 회전 각도의 범위의 절반인, 대략 5 도 내지 -5도 사이일 수 있다.
한편, 도 11에 의하면, 손 떨림이 작아, 시계 방향(CW)의 회전 각도가 작아지더라도, 홀 센서(Hsa)에서 정확한 감지가 가능하며, 결국 시계 반대 방향(CCW) 회전을 위한 각도 보상의 정확도가 향상될 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)로 인하여, 도 11의 센서 마그네트(Sma)의 폭(W2) 또는 크기는, 도 10의 센서 마그네트(Smax)의 폭(W1) 또는 크기 보다 작게 설계할 수 있게 된다.
도면에서는, 도 11의 센서 마그네트(Sma)의 폭(W2)이 대략, 도 10의 센서 마그네트(Smax)의 폭(W1)의 절반인 것을 예시한다. 예를 들어, 도 11의 센서 마그네트(Sma)의 폭(W2)은, 센서 마그네트(Sma)와 센서 마그네트 지지부재(Yka1)의 폭(W1)의 절반일 수 있다. 따라서, 센서 마그네트(Sma)의 제조 비용 등이 저감될 수 있게 된다.
도 12a 및 도 12b는 도 11의 센서 마그네트 지지부재(Yka1), 센서 마그네트(Sma), 홀 센서(Hsa)에 대한 탑 뷰(top view), 및 확대도를 도시한다.
도 10과 도 11의 구조에 따른 자기장의 세기 변화 곡선은, 도 12c와 도 12d와 같이 예시될 수 있다.
도 10에 대응하는 도 12c의 자기장의 세기 변화 곡선(CVa)에 따르면, 프리즘(PSMa)이 일정 각도(예를 들어, 1 도)로 회전하는 경우, 자기장에 세기 변화는 대략 50T일 수 있다. 즉, 도 12c의 자기장의 세기 변화 곡선(CVa)의 기울기가, 대략 50T일 수 있다.
한편, 도 11에 대응하는 도 12d의 자기장의 세기 변화 곡선(CVb)에 따르면, 프리즘(PSMb)이 일정 각도(예를 들어, 1 도)로 회전하는 경우, 자기장에 세기 변화는 대략 70T일 수 있다. 즉, 도 12d의 자기장의 세기 변화 곡선(CVb)의 기울기가, 대략 70T일 수 있다. 따라서, 도 10 대비, 40%의 자기장 세기 변화가 향상될 수 있게 된다.
결국, 도 11의 프리즘 모듈(692a)에 따르면, 홀 센서(Hsa)에서 자기장의 변화 또는 자기장의 세기의 감지의 정확도가 향상되게 된다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 실시예에 다른 프리즘 모듈의 다양한 예를 도시하는 도면이다.
먼저, 도 13a는, 프리즘 모듈(692b) 내의 센서 마그네트 지지부재(Yka1)에 배치되는 센서 마그네트(Sma)의, 제1 면(좌측면), 제2 면(상측면), 및 제3 면(하측면)이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
구체적으로, 센서 마그네트(Sma)의 우측면은, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않으며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측면, 상측면, 하측면이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향으로의 자기장이 차폐되게 되며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측 방향, 상측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 세지게 되며, 결국 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
다음, 도 13b는, 프리즘 모듈(692c) 내의 센서 마그네트 지지부재(Yka2)에 배치되는 센서 마그네트(Sma)의, 제1 면(좌측면)이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
구체적으로, 센서 마그네트(Sma)의 우측면, 상측면, 하측면은, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않으며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측면이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향, 상측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 차폐되게 되며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측 방향으로의 자기장이 세지게 되며, 결국 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
한편, 도 13b와 같이, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)가 요크(Yka)에 접촉하는 경우, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)와 요크(Yka)는, 동일 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)와 요크(Yka)를 동시에 형성할 수 있어, 제조시 간편해지는 장점이 있다.
또한, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)와 요크(Yka)의 접촉으로, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)에 의핸 자기장 차폐 효과는 더욱 향상될 수 있게 된다.
다음, 도 13c는, 프리즘 모듈(692d) 내의 센서 마그네트 지지부재(Yka3)에 배치되는 센서 마그네트(Sma)의, 제1 면(좌측면)이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
구체적으로, 센서 마그네트(Sma)의 우측면, 하측면은, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않으며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측면, 상측면이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 차폐되게 되며, 센서 마그네트(Sma)의 상측 방향, 좌측 방향으로의 자기장이 세지게 되며, 결국 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
한편, 도 13b와 같이, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)가 요크(Yka)에 접촉하는 경우, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)와 요크(Yka)는, 동일 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)와 요크(Yka)를 동시에 형성할 수 있어, 제조시 간편해지는 장점이 있다.
또한, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)와 요크(Yka)의 접촉으로, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)에 의핸 자기장 차폐 효과는 더욱 향상될 수 있게 된다.
다음, 도 13d의 프리즘 모듈(692e)은, 도 13a의, 프리즘 모듈(692b)과 유사하게, 센서 마그네트(Sma)의 우측면은, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않을 수 있다.
한편, 도 13a와 달리, 도 13d의 프리즘 모듈(692e)은, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)가 요크(Yka)와 이격되지 않고, 접촉할 수 있다. 이에 따라, 센서 마그네트(Sma)의 하측면은, 요크(Yka)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않을 수 있다.
결국, 센서 마그네트(Sma)의, 제1 면(좌측면), 제2 면(상측면)이 외부로 노출될 수 있다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 차폐되게 되며, 센서 마그네트(Sma)의 상측 방향, 좌측 방향으로의 자기장이 세지게 되며, 결국 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
한편, 도 13b와 같이, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)가 요크(Yka)에 접촉하는 경우, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)와 요크(Yka)는, 동일 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)와 요크(Yka)를 동시에 형성할 수 있어, 제조시 간편해지는 장점이 있다.
또한, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)와 요크(Yka)의 접촉으로, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)에 의한 자기장 차폐 효과는 더욱 향상될 수 있게 된다.
도 14는 도 13d의 프리즘 모듈(692e) 내의 센서 마그네트 지지부재(Yka1)와, 센서 마그네트(Sma)의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 센서 마그네트(Sma)와 홀 센서(Hsa) 사이의 간격(Wc)은, 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa) 보다 작은 것이 바람직하다.
센서 마그네트(Sma)와 홀 센서(Hsa) 사이의 간격(Wc)이 작아질수록, 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
한편, 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa)이 커질수록, 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
다음, 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa)은, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)의 폭(Wb) 보다 큰 것이 바람직하다.
센서 마그네트 지지부재(Yka1)는, 자기장 차폐를 위한 것이므로, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)의 폭(Wb)은, 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa) 보다 작은 것이 바람직하다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 차폐되게 되며, 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
한편, 센서 마그네트(Sma)와 홀 센서(Hsa) 사이의 간격(Wc), 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa), 및 센서 마그네트 지지부재(Yka1)의 폭(Wb)의 비율은, 대략 1:2:0.5 내지 2일 수 있다.
즉, 센서 마그네트(Sma)와 홀 센서(Hsa) 사이의 간격(Wc), 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa), 및 센서 마그네트 지지부재(Yka1)의 폭(Wb)의 비율은, 1:2:0.5 내지 1:2:2일 수 있다. 이에 의하면, 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커져, 센싱 정확도가 향상되며, 센서 마그네트(Sma)의 크기를 작게 설계할 수 있어, 제조 비용이 저감될 수 있게 된다.
한편, 도 11 내지 도 14의 설명은, 도 6 내지 도 8의 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b) 중 제1 프리즘 모듈(692a)을 기준으로 설명하였으며, 제1 프리즘 모듈(692a)에 적용 가능하나, 이에 한정되지 않고, 제2 프리즘 모듈(692b)에도 적용 가능하다.
한편, 도 6 내지 도 14에서 설명한 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)을 구비하는 프리즘 구조체(692)는, 도 2의 이동 단말기(100), 차량, TV, 드론, 로봇, 로봇 청소기 등 다양한 전자 기기에 채용 가능하다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (14)

  1. 제1 면에, 프리즘을 고정하는 프리즘 홀더;
    상기 프리즘 홀더의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크;
    상기 요크의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트;
    상기 요크의 상부에 배치되는 센서 마그네트;
    상기 센서 마그네트와 이격되어 배치되는 홀 센서;
    상기 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재;를 포함하며,
    상기 센서 마그네트와 상기 홀 센서 사이의 간격이, 상기 센서 마그네트의 폭 보다 작거나,
    상기 센서 마그네트의 폭이, 상기 센서 마그네트 지지부재의 폭 보다 큰 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 마그네트 지지부재와, 상기 요크가 서로 접촉되는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 상기 센서 마그네트의 제1 면이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 상기 센서 마그네트의 제1 면, 및 제2 면이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서 마그네트 지지부재와, 상기 센서 마그네트가, 상기 요크에 접촉되는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 센서 마그네트와 상기 홀 센서 사이의 간격, 상기 센서 마그네트의 폭, 및 상기 센서 마그네트 지지부재의 폭의 비율은, 1:2:0.5 내지 2인 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    코일 홀더;
    상기 코일 홀더와 상기 요크 사이에 배치되는 구동 코일;을 더 포함하며,
    상기 코일 홀더의 양단의 돌출부에 형성된 개구부와, 상기 프리즘 홀더의 양단에 형성된 보스가 결합되며,
    제1 방향 움직임에 대한 보상을 위한 제어 신호가 상기 구동 코일에 인가된는 경우, 상기 프리즘이, 제1 회전축 기준으로 회전하는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 움직임을 감지하는 자이로 센서;
    상기 자이로 센서에서 감지된 움직임을 보상하기 위해, 입력되는 광을, 제1 회전축 및 제2 회전축 기준으로 각도 변화시켜, 출력하는 프리즘 구조체;
    복수의 렌즈를 구비하며, 가변 초점을 위해 적어도 하나의 렌즈가 이동되며, 상기 이동된 렌즈를 이용하여, 상기 프리즘 구조체로부터의 광을 출력하는 렌즈 구조체;
    상기 렌즈 구조체로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서;를 포함하며,
    상기 프리즘 구조체는,
    제1 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 상기 제1 프리즘을 제1 방향으로 각도 변화시키는 제1 프리즘 모듈;
    제2 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 상기 제2 프리즘을 제2 방향으로 각도 변화시키는 제2 프리즘 모듈;을 구비하고,
    상기 제1 프리즘 모듈과 상기 제2 프리즘 모듈 중 적어도 하나는, 제1항 내지 제5항, 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항의 프리즘 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라.
  14. 삭제
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