KR102618276B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 객체에 광 신호를 출력하는 발광부, 상기 광 신호를 통과시키는 필터; 상기 필터 상에 배치되며 상기 객체로부터 상기 광 신호를 집광하는 적어도 1 매의 렌즈; 어레이 형태로 배열된 복수의 픽셀을 포함하며, 상기 렌즈에 의하여 집광된 상기 입력광 신호로부터 전기 신호를 생성하는 센서; 및 상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 소정의 규칙에 따라 반복하여 이동하도록 상기 필터를 틸팅시키는 틸팅부를 포함하되, 상기 필터를 통과한 상기 광의 경로는, 상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 대각 방향 중 어느 하나의 방향으로 이동한다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}
본 실시예는 카메라 모듈에 관한 것이다.
3 차원 콘텐츠는 게임, 문화뿐만 아니라 교육, 제조, 자율주행 등 많은 분야에서 적용되고 있다. 3차원 콘텐츠를 획득하기 위해서는 깊이 정보(Depth Map)가 필요하다. 깊이 정보는 공간 상의 거리를 나타내는 정보이며, 2차원 영상의 한 지점에 대하여 다른 지점의 원근 정보를 나타낸다.
깊이 정보를 획득하는 방법으로 최근 TOF(Time of Flight)가 주목받고 있다. TOF 방식에 따르면, 비행 시간, 즉 빛을 쏘아서 반사되어 오는 시간을 측정함으로써 물체와의 거리를 계산한다. ToF 방식의 가장 큰 장점은 3차원 공간에 대한 거리정보를 실시간으로 빠르게 제공한다는 점이다. 또한 사용자가 별도의 알고리즘 적용이나 하드웨어적 보정 없이도 정확한 거리 정보를 얻을 수 있다. 또한 매우 가까운 피사체를 측정하거나 움직이는 피사체를 측정하여도 정확한 깊이 정보를 획득할 수 있다.
하지만, 현재 ToF 방식의 경우 한 프레임당 얻을 수 있는 정보, 즉 해상도가 낮은 문제점이 있다.
해상도를 높이기 위해 센서의 화소 수를 높일 수 있으나, 이 경우 카메라 모듈의 부피 및 제조 비용이 크게 증가하는 문제가 있다.
본 실시예는 ToF 방식에 사용되어 해상도를 높일 수 있는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
보다 상세히, 슈퍼레졸루션(Super Resolution, SR) 기법을 수행 가능한 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
본 실시예에 따른 카메라 모듈은 객체에 광 신호를 출력하는 발광부, 상기 광 신호를 통과시키는 필터; 상기 필터 상에 배치되며 상기 객체로부터 상기 광 신호를 집광하는 적어도 1 매의 렌즈; 어레이 형태로 배열된 복수의 픽셀을 포함하며, 상기 렌즈에 의하여 집광된 상기 입력광 신호로부터 전기 신호를 생성하는 센서; 및 상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 소정의 규칙에 따라 반복하여 이동하도록 상기 필터를 틸팅시키는 틸팅부를 포함하되, 상기 필터를 통과한 상기 광의 경로는, 상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 대각 방향 중 어느 하나의 방향으로 이동한다.
상기 소정의 규칙은, 상기 필터를 통과한 상기 광의 경로가 서로 상이한 대각 방향으로 이동하는 제1 내지 제4 틸트 시퀀스를 포함할 수 있다.
상기 틸팅부는, 제1 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 좌측 상단 방향으로 이동하도록 상기 필터를 틸팅시킬 수 있다.
상기 틸팅부는, 제2 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 우측 상단 방향으로 이동하도록 상기 필터를 틸팅시킬 수 있다.
상기 틸팅부는, 제3 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 우측 하단 방향으로 이동하도록 상기 필터를 틸팅시킬 수 있다.
상기 틸팅부는, 제4 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 좌측 하단 방향으로 이동하도록 상기 필터를 틸팅시킬 수 있다.
상기 틸팅부는, 제1 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터의 좌측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 상기 필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 상기 필터의 우측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 상기 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 상기 필터를 틸팅시킬 수 있다.
상기 틸팅부는, 제2 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터의 우측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 상기 필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 상기 필터의 좌측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 상기 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 상기 필터를 틸팅시킬 수 있다.
상기 틸팅부는, 제3 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터의 우측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 상기 필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 상기 필터의 좌측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 상기 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 상기 필터를 틸팅시킬 수 있다.
상기 틸팅부는, 제4 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터의 좌측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 상기 필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 상기 필터의 우측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 상기 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 상기 필터를 틸팅시킬 수 있다.
상기 입력광 신호의 광경로는, 상기 기준 광경로를 기준으로 상기 센서의 0픽셀보다 크고 1픽셀보다 작은 단위로 이동될 수 있다.
상기 틸팅부는, 상기 제1 내지 제4 틸트 시퀀스가 순차 배열되는 조합 중 어느 하나의 조합을 반복하여 상기 필터를 틸팅시킬 수 있다.
상기 제1 내지 제4 틸트 시퀀스에 대응하는 이미지를 합성하여 고해상 이미지를 생성하는 이미지 합성부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예를 통해, 센서의 화소 수를 크게 증가시키지 않고도 높은 해상도로 깊이 정보를 획득할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 카메라 모듈에서 얻어진 복수의 저해상 영상으로부터 SR 기법을 통해 고해상 영상을 획득할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이다.
도 3a는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 도 1의 A-A에서 바라본 단면도이다.
도 3b는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 도 1의 B-B에서 바라본 단면도이다.
도 4a는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 도 1의 C-C에서 바라본 단면도이다.
도 4b는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 도 1의 D-D에서 바라본 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 구성의 사시도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 수광부의 일부 구성의 사시도이다.
도 7은 도 6의 수광부의 일부 구성의 분해사시도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 구성의 사시도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징의 사시도이다.
도 10은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 기판과 코일의 사시도이다.
도 11의 (a)는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 코일과 기판의 결합을 도시한 도면이고, 도 11의 (b)는 변형례에 따른 카메라 모듈의 코일과 기판의 결합을 도시한 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 홀더와 마그네트의 사시도이다.
도 13은 도 12의 홀더와 마그네트의 저면도이다.
도 14는 본 실시예에서 마그네트와 코일 사이의 로렌츠 힘을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 실시예에서 필터의 대각방향 틸팅 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 실시예에 따른 탄성부재를 포함하는 카메라 모듈의 일부의 사시도이다.
도 17은 변형례에 따른 탄성부재를 포함하는 카메라 모듈의 일부의 사시도이다.
도 18은 다른 변형례에 따른 탄성부재를 포함하는 카메라 모듈의 일부의 사시도이다.
도 19는 또 다른 변형례에 따른 탄성부재를 포함하는 카메라 모듈의 일부의 저면사시도이다.
도 20은 도 19에 도시된 카메라 모듈의 일부 중 일부 구성을 도시하는 분해사시도이다.
도 21의 (a)는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 커버, 기판 및 코일의 결합구조를 도시하는 단면도이고, 도 21의 (b)는 도 21의 (a)를 일부 확대하고 전도에 따른 방열 흐름을 도시한 도면이다.
도 22의 (a)는 비교예에 따른 카메라 모듈의 온도 측정 자료이고, 도 22의 (b)는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 온도 측정 자료이다.
도 23는 본 실시예에 따른 틸트부를 설명하기 위한 도면이다.
도 24은 틸트 액츄에이터를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 틸트부의 구동 시퀀스를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 광경로 이동 과정을 나타낸다.
도 27은 본 실시예에 따른 카메라 모듈에서 슈퍼레졸루션(Super Resolution, SR) 기법을 위해 획득하는 복수의 영상을 개념적으로 순차적으로 도시한 개념도이다.
도 28은 본 실시예에 따른 카메라 모듈에서 SR 기법을 위해 획득하는 제1 내지 제4프레임의 영상을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 29는 SR 영상을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 광학기기를 설명한다.
광학기기는 핸드폰, 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 휴대용 스마트 기기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 및 네비게이션 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 광학기기의 종류가 이에 제한되는 것은 아니며 영상 또는 사진을 촬영하기 위한 어떠한 장치도 광학기기에 포함될 수 있다.
광학기기는 본체를 포함할 수 있다. 본체는 바(bar) 형태일 수 있다. 또는, 본체는 2개 이상의 서브 몸체(sub-body)들이 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙(swing) 타입, 스위블(swirl) 타입 등 다양한 구조일 수 있다. 본체는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버)를 포함할 수 있다. 예컨대, 본체는 프론트 케이스와 리어 케이스를 포함할 수 있다. 프론트 케이스와 리어 케이스의 사이에 형성된 공간에는 광학기기의 각종 전자 부품이 내장될 수 있다.
광학기기는 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이는 광학기기의 본체의 일면에 배치될 수 있다. 디스플레이는 영상을 출력할 수 있다. 디스플레이는 카메라에서 촬영된 영상을 출력할 수 있다.
광학기기는 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 ToF(Time of Flight) 카메라 장치를 포함할 수 있다. ToF 카메라 장치는 광학기기의 본체의 전면에 배치될 수 있다. 이 경우, ToF 카메라 장치는 광학기기의 보안인증을 위한 사용자의 얼굴인식, 홍채인식 등 다양한 방식의 생체인식에 사용될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 ToF 카메라 장치의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고, 도 3a는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 도 1의 A-A에서 바라본 단면도이고, 도 3b는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 도 1의 B-B에서 바라본 단면도이고, 도 4a는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 도 1의 C-C에서 바라본 단면도이고, 도 4b는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 도 1의 D-D에서 바라본 단면도이고, 도 5는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 구성의 사시도이고, 도 6은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 수광부의 일부 구성의 사시도이고, 도 7은 도 6의 수광부의 일부 구성의 분해사시도이고, 도 8은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 구성의 사시도이고, 도 9는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징의 사시도이고, 도 10은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 기판과 코일의 사시도이고, 도 11의 (a)는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 코일과 기판의 결합을 도시한 도면이고, 도 11의 (b)는 변형례에 따른 카메라 모듈의 코일과 기판의 결합을 도시한 도면이고, 도 12는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 홀더와 마그네트의 사시도이고, 도 13은 도 12의 홀더와 마그네트의 저면도이고, 도 14는 본 실시예에서 마그네트와 코일 사이의 로렌츠 힘을 설명하기 위한 도면이고, 도 15는 본 실시예에서 필터의 대각방향 틸팅 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 16은 본 실시예에 따른 탄성부재를 포함하는 카메라 모듈의 일부의 사시도이고, 도 17은 변형례에 따른 탄성부재를 포함하는 카메라 모듈의 일부의 사시도이고, 도 18은 다른 변형례에 따른 탄성부재를 포함하는 카메라 모듈의 일부의 사시도이고, 도 19는 또 다른 변형례에 따른 탄성부재를 포함하는 카메라 모듈의 일부의 저면사시도이고, 도 20은 도 19에 도시된 카메라 모듈의 일부 중 일부 구성을 도시하는 분해사시도이고, 도 21의 (a)는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 커버, 기판 및 코일의 결합구조를 도시하는 단면도이고, 도 21의 (b)는 도 21의 (a)를 일부 확대하고 전도에 따른 방열 흐름을 도시한 도면이고, 도 22의 (a)는 비교예에 따른 카메라 모듈의 온도 측정 자료이고, 도 22의 (b)는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 온도 측정 자료이다.
ToF 카메라 장치는 카메라 장치를 포함할 수 있다. ToF 카메라 장치는 카메라 모듈을 포함할 수 있다.
카메라 모듈은 발광부(1)를 포함할 수 있다. 발광부(1)는 발광모듈, 발광유닛, 발광어셈블리 또는 발광장치일 수 있다. 발광부(1)는 출력광 신호를 생성한 후 객체에 조사할 수 있다. 이때, 발광부(1)는 펄스파(pulse wave)의 형태나 지속파(continuous wave)의 형태로 출력광 신호를 생성하여 출력할 수 있다. 지속파는 사인파(sinusoid wave)나 사각파(squared wave)의 형태일 수 있다. 출력광 신호를 펄스파나 지속파 형태로 생성함으로써, ToF 카메라 장치는 발광부(1)로부터 출력된 출력광 신호와 객체로부터 반사된 후 ToF 카메라 장치의 수광부(2)로 입력된 입력광 신호 사이의 위상 차를 검출할 수 있다. 본 명세서에서, 출력광은 발광부(1)로부터 출력되어 객체에 입사되는 광을 의미하고, 입력광은 발광부(1)로부터 출력되어 객체에 도달하여 객체로부터 반사된 후 ToF 카메라 장치로 입력되는 광을 의미할 수 있다. 객체의 입장에서 출력광은 입사광이 될 수 있고, 입력광은 반사광이 될 수 있다.
발광부(1)는 생성된 출력광 신호를 소정의 노출주기(integration time) 동안 객체에 조사한다. 여기서, 노출주기란 1개의 프레임 주기를 의미한다. 복수의 프레임을 생성하는 경우, 설정된 노출주기가 반복된다. 예를 들어, ToF 카메라 장치가 20 FPS로 객체를 촬영하는 경우, 노출주기는 1/20[sec]가 된다. 그리고 100개의 프레임을 생성하는 경우, 노출주기는 100번 반복될 수 있다.
발광부(1)는 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 출력광 신호를 생성할 수 있다. 발광부(1)는 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 출력광 신호를 순차적으로 반복하여 생성할 수 있다. 또는, 발광부(1)는 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 출력광 신호를 동시에 생성할 수도 있다.
발광부(1)는 광원(40)을 포함할 수 있다. 광원(40)은 빛을 생성할 수 있다. 광원(40)은 빛을 출력할 수 있다. 광원(40)은 빛을 조사할 수 있다. 광원(40)이 생성하는 빛은 파장이 770 내지 3000nm인 적외선 일 수 있다. 또는 광원(40)이 생성하는 빛은 파장이 380 내지 770 nm인 가시광선 일 수 있다. 광원(40)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 포함할 수 있다. 광원(40)은 일정한 패턴에 따라 배열된 형태의 복수의 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 광원(40)은 유기 발광 다이오드(Organic light emitting diode, OLED)나 레이저 다이오드(Laser diode, LD)를 포함할 수 있다.
발광부(1)는 빛을 변조하는 광변조부를 포함할 수 있다. 광원(40)은 일정 시간 간격으로 점멸(on/off)을 반복하여 펄스파 형태나 지속파 형태의 출력광 신호를 생성할 수 있다. 일정 시간 간격은 출력광 신호의 주파수일 수 있다. 광원(40)의 점멸은 광변조부에 의해 제어될 수 있다. 광변조부는 광원(40)의 점멸을 제어하여 광원(40)이 지속파나 펄스파 형태의 출력광 신호를 생성하도록 제어할 수 있다. 광변조부는 주파수 변조(frequency modulation)나 펄스 변조(pulse modulation) 등을 통해 광원(40)이 지속파나 펄스파 형태의 출력광 신호를 생성하도록 제어할 수 있다.
발광부(1)는 디퓨져(50)를 포함할 수 있다. 디퓨져(50)는 디퓨져 렌즈일 수 있다. 디퓨져(50)는 광원(40)의 전방에 배치될 수 있다. 광원(40)으로부터 출사된 광은 디퓨져(50)를 통과하여 객체에 입사될 수 있다. 디퓨져(50)는 광원(40)으로부터 출사되는 광의 경로를 변경할 수 있다. 디퓨져(50)는 광원(40)으로부터 출사되는 광을 집광할 수 있다.
발광부(1)는 커버(60)를 포함할 수 있다. 커버(60)는 광원(40)을 덮도록 배치될 수 있다. 커버(60)는 인쇄회로기판(4) 상에 배치될 수 있다. 커버(60)는 홀을 포함하는 상판과, 상판으로부터 연장되는 측판을 포함할 수 있다.
카메라 모듈은 수광부(2)를 포함할 수 있다. 수광부(2)는 수광모듈, 수광유닛, 수광어셈블리 또는 수광장치일 수 있다. 수광부(2)는 발광부(1)로부터 출사되어 객체로부터 반사된 광을 감지할 수 있다. 수광부(2)는 발광부(1)에서 출력된 출력광 신호에 대응하는 입력광 신호를 생성할 수 있다. 수광부(2)는 발광부(1)와 나란히 배치될 수 있다. 수광부(2)는 발광부(1) 옆에 배치될 수 있다. 수광부(2)는 발광부(1)와 같은 방향으로 배치될 수 있다.
수광부(2)는 렌즈모듈(10)을 포함할 수 있다. 객체로부터 반사된 광은 렌즈모듈(10)을 통과할 수 있다. 렌즈모듈(10)의 광축과 센서(30)의 광축은 얼라인(align)될 수 있다. 렌즈모듈(10)은 하우징(100)과 결합될 수 있다. 렌즈모듈(10)은 하우징(100)에 고정될 수 있다.
수광부(2)는 필터(20)를 포함할 수 있다. 필터(20)는 홀더(200)에 결합될 수 있다. 필터(20)는 렌즈모듈(10)과 센서(30) 사이에 배치될 수 있다. 필터(20)는 객체와 센서(30) 사이의 광경로 상에 배치될 수 있다. 필터(20)는 소정 파장 범위를 갖는 광을 필터링할 수 있다. 필터(20)는 특정 파장의 광을 통과시킬 수 있다. 즉, 필터(20)는 특정 파장 외의 광을 반사 또는 흡수하여 차단할 수 있다. 필터(20)는 적외선을 통과시키고 적외선 이외의 파장의 광을 차단시킬 수 있다. 또는, 필터(20)는 가시광선을 통과시키고 가시광선 이외의 파장의 광을 차단시킬 수 있다. 필터(20)는 이동할 수 있다. 필터(20)는 홀더(200)와 일체로 이동할 수 있다. 필터(20)는 틸팅(tilting)될 수 있다. 필터(20)는 이동되어 광경로를 조절할 수 있다. 필터(20)는 이동을 통해 센서(30)로 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 필터(20)는 입사되는 광의 FOV(Field of View) 각도 또는 FOV의 방향 등을 변경시킬 수 있다.
본 실시예에서 필터(20)는 경사방향으로 틸팅 됨에 따라 빛이 들어오는 경로를 변경하여 고해상도 ToF가 가능하게 할 수 있다. 필터(20)는 제1 내지 제4코일(410, 420, 430, 440) 중 인접한 2개의 코일에는 정방향 전류가 인가되고 다른 2개의 코일에는 역방향 전류가 인가되어 필터(20)의 대각방향으로 틸팅되도록 배치될 수 있다. 필터(20)는 제1코일(410)과 제3코일(430)에 인가되는 전류 제어로 대각방향으로 틸트될 수 있다. 필터(20)는 제1 내지 제4코일(410, 420, 430, 440) 중 인접한 2개의 코일에 전류가 인가되어 필터(20)의 대각방향으로 틸팅되도록 배치될 수 있다. 필터(20)는 홀더(200)의 제1코너부와 대응되는 위치에 배치되는 제1모서리를 포함할 수 있다. 이때, 필터(20)의 제1모서리는 제1코일(410)과 제3코일(430)에 의해 광축의 상방향으로 틸팅될 수 있다. 필터(20)는 홀더(200)의 제3코너부와 대응되는 위치에 배치되는 제3모서리를 포함할 수 있다. 이때, 필터(20)의 제3모서리는 제2코일(420)과 제4코일(440)에 의해 광축의 하방향으로 틸팅되고, 필터(20)의 제1모서리는 제2코일(420)과 제4코일(440)에 의해 광축의 상방향으로 더 틸팅될 수 있다.
수광부(2)는 센서(30)를 포함할 수 있다. 센서(30)는 광을 센싱할 수 있다. 센서(30)는 광을 센싱하는 이미지 센서일 수 있다. 센서(30)는 광을 감지하여 전기적 신호로 출력할 수 있다. 센서(30)는 광원(40)에서 출력하는 광의 파장에 대응하는 파장의 광을 감지할 수 있다. 센서(30)는 적외선을 감지할 수 있다. 또는, 센서(30)는 가시광선을 감지할 수 있다.
센서(30)는 렌즈모듈(10)을 통과한 광을 수신하여 광에 대응하는 전기 신호로 변환하는 픽셀 어레이, 픽셀 어레이에 포함된 복수의 픽셀을 구동하는 구동 회로 및 각 픽셀의 아날로그 픽셀 신호를 리드(read)하는 리드아웃회로를 포함할 수 있다. 리드아웃회로는 아날로그 픽셀 신호를 기준 신호와 비교하여 아날로그-디지털 변환을 통해 디지털 픽셀 신호(또는 영상 신호)를 생성할 수 있다. 여기서, 픽셀 어레이에 포함된 각 픽셀의 디지털 픽셀 신호는 영상 신호를 구성하며, 영상 신호는 프레임 단위로 전송됨에 따라 이미지 프레임으로 정의될 수 있다. 즉, 이미지 센서는 복수의 이미지 프레임을 출력할 수 있다.
수광부(2)는 이미지 합성부를 포함할 수 있다. 이미지 합성부는 센서(30)로부터 영상 신호를 수신하고, 영상 신호를 처리(예컨대, 보간, 프레임 합성 등)하는 이미지 프로세서를 포함할 수 있다. 특히, 이미지 합성부는 복수의 프레임의 영상 신호(저해상도)를 이용하여 하나의 프레임의 영상 신호(고해상도)로 합성할 수 있다. 즉, 이미지 합성부는 센서(30)로부터 받은 영상 신호에 포함된 복수의 이미지 프레임을 합성하고, 합성된 결과를 합성 이미지로서 생성할 수 있다. 이미지 합성부에서 생성된 합성 이미지는 센서(30)로부터 출력되는 복수의 이미지 프레임보다 높은 해상도를 가질 수 있다. 즉, 이미지 합성부는 슈퍼레졸루션(Super Resolution, SR) 기법을 통해 고해상도의 이미지를 생성할 수 있다. 복수의 이미지 프레임은 필터(20)의 이동에 의해 서로 다른 광 경로로 변경되어 생성된 이미지 프레임을 포함할 수 있다.
카메라 모듈은 인쇄회로기판(4)(PCB, Printed Circuit Board)을 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(4) 상에는 발광부(1)와 수광부(2)가 배치될 수 있다. 인쇄회로기판(4)은 발광부(1) 및 수광부(2)와 전기적으로 연결될 수 있다.
카메라 모듈은 결합부(3)를 포함할 수 있다. 결합부(3)는 인쇄회로기판(4)과 전기적으로 연결될 수 있다. 결합부(3)는 광학기기의 구성과 연결될 수 있다. 결합부(3)는 광학기기의 구성과 연결되는 커넥터(7)를 포함할 수 있다. 결합부(3)는 커넥터(7)가 배치되고 연결부(6)와 연결되는 기판(5)을 포함할 수 있다. 기판(5)은 PCB일 수 있다.
카메라 모듈은 연결부(6)를 포함할 수 있다. 연결부(6)는 인쇄회로기판(4)과 결합부(3)를 연결할 수 있다. 연결부(6)는 연성을 가질 수 있다. 연결부(6)는 연성의 인쇄회로기판(FPCB, Flexible PCB)일 수 있다.
카메라 모듈은 보강판(8)을 포함할 수 있다. 보강판(8)은 스티프너(stiffener)를 포함할 수 있다. 보강판(8)은 인쇄회로기판(4)의 하면에 배치될 수 있다. 보강판(8)은 서스(SUS)로 형성될 수 있다.
카메라 모듈은 렌즈 구동 장치를 포함할 수 있다. 카메라 모듈은 보이스 코일 모터(VCM, Voice Coil Motor)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈은 렌즈 구동 모터를 포함할 수 있다. 카메라 모듈은 렌즈 구동 액츄에이터를 포함할 수 있다.
카메라 모듈은 필터(20)에 3차원 틸트(tilt)를 제공할 수 있는 틸트부를 포함할 수 있다. 틸트부는 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 소정의 규칙에 따라 반복하여 이동하도록 필터를 틸팅시킬 수 있다. 이를 위해, 틸트부는 틸트 드라이버 및 틸트 액츄에이터(Tilting Actuator)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 카메라 모듈의 틸팅(Tilting) 구동 원리는 다음과 같다. 카메라 모듈에는 로렌츠 힘을 이용한 구동부 4개소가 적용될 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이 제1코일(410)과 제1마그네트(310)를 포함하는 제1구동부와 제3코일(430)과 제3마그네트(330)를 포함하는 제3구동부에서 '양(+)의 방향'으로 로렌츠 힘이 발생되게 하고, 제2코일(420)과 제2마그네트(320)를 포함하는 제2구동부와 제4코일(440)과 제4마그네트(340)를 포함하는 제4구동부에서 '음(-)의 방향'으로 로렌츠 힘이 발생하게 하면, 좌상 대각선은 상방(도 15의 a 참조)으로 틸팅되고, 이와 반대로 우하 대각선은 하방(도 15의 b 참조)으로 틸팅될 수 있다. 이후, 제2코일(420)과 제2마그네트(320)를 포함하는 제2구동부와 제3코일(430)과 제3마그네트(330)를 포함하는 제3구동부에서 '양(+)의 방향'으로 로렌츠 힘이 발생되게 하고, 제1코일(410)과 제1마그네트(310)를 포함하는 제1구동부와 제4코일(440)과 제4마그네트(340)를 포함하는 제4구동부에서 '음(-)의 방향'으로 로렌츠 힘이 발생하게 하면, 우상 대각선은 상방(도 15의 c 참조)으로 틸팅되고, 이와 반대로 좌하 대각선은 하방(도 15의 d 참조)으로 틸팅될 수 있다. 제1코일(410)과 제1마그네트(310)를 포함하는 제1구동부와 제3코일(430)과 제3마그네트(330)를 포함하는 제3구동부에서 '음(-)의 방향'으로 로렌츠 힘이 발생되게 하고, 제2코일(420)과 제2마그네트(320)를 포함하는 제2구동부와 제4코일(440)과 제4마그네트(340)를 포함하는 제4구동부에서 '양(+)의 방향'으로 로렌츠 힘이 발생하게 하면, 우하 대각선은 상방(도 15의 e 참조)으로 틸팅되고, 이와 반대로 좌상 대각선은 하방(도 15의 f 참조)으로 틸팅될 수 있다. 이후, 제2코일(420)과 제2마그네트(320)를 포함하는 제2구동부와 제3코일(430)과 제3마그네트(330)를 포함하는 제3구동부에서 '음(-)의 방향'으로 로렌츠 힘이 발생되게 하고, 제1코일(410)과 제1마그네트(310)를 포함하는 제1구동부와 제4코일(440)과 제4마그네트(340)를 포함하는 제4구동부에서 '양(+)의 방향'으로 로렌츠 힘이 발생하게 하면, 좌하 대각선은 상방(도 15의 g 참조)으로 틸팅되고, 이와 반대로 우상 대각선은 하방(도 15의 h 참조)으로 틸팅될 수 있다. 이상에서 사용된 양의 방향은 상방이고, 음의 방향은 하방일 수 있다. 본 실시예에서는 이런 틸팅 구동이 4방향으로 순차적 (좌상, 우상, 우하, 좌하)으로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서는 구동부를 4개소 적용함으로써 구동부 힘을 각각 제어(Control)할 수 있어 정밀 제어에 유리한 장점을 갖는다. 한편, 틸팅이 상/하 대칭으로 이루어지기 때문에 틸팅 거리를 짧게 할 수 있다.
카메라 모듈은 하우징(100)을 포함할 수 있다. 하우징(100)은 인쇄회로기판(4)에 배치될 수 있다. 하우징(100)은 인쇄회로기판(4) 상에 배치될 수 있다. 하우징(100)은 인쇄회로기판(4)의 상면에 배치될 수 있다. 하우징(100)은 내부에 홀더(200)를 수용할 수 있다. 하우징(100)에는 렌즈모듈(10)이 결합될 수 있다. 하우징(100)은 코일이 고정되는 코일 케이스일 수 있다. 하우징(100)에는 코일(400)과 기판(500)이 부착될 수 있다. 하우징(100)은 렌즈모듈(10)의 배럴(barrel)과 결합될 수 있다. 하우징(100)은 코일(400)이 결합되는 외측부(120)와 렌즈모듈(10)이 결합되는 내측부(110)를 일체로 형성할 수 있다. 하우징(100)은 언급한 일체형 구조를 통해 사이즈 축소 및 부품수를 절감할 수 있다. 하우징(100)은 비자성 재질로 형성될 수 있다.
하우징(100)은 베이스를 포함할 수 있다. 변형례에서 카메라 모듈은 하우징(100)과는 별도의 베이스를 포함할 수 있다. 이때, 홀더(200)는 베이스와 이격될 수 있다. 베이스는 센서(30)와 이격될 수 있다.
하우징(100)은 홀더(200)의 제1코너에 대응하는 제1코너와, 홀더(200)의 제2코너에 대응하는 제2코너와, 홀더(200)의 제3코너에 대응하는 제3코너와, 홀더(200)의 제4코너에 대응하는 제4코너를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 내측부(110)를 포함할 수 있다. 내측부(110)는 렌즈모듈(10)과 결합될 수 있다. 하우징(100)의 내측부(110)는 홀(111)을 포함할 수 있다. 홀(111)은 중공일 수 있다. 홀(111)은 하우징(100)을 광축 방향으로 관통할 수 있다. 내측부(110)의 내주면에는 나사산(112)이 형성될 수 있다. 하우징(100)의 나사산(112)에는 렌즈모듈(10)의 나사산과 결합될 수 있다. 하우징(100)의 내주면의 나사산(112)의 상측에는 곡면이 배치될 수 있다. 렌즈모듈(10)의 외주면은 하우징(100)의 내주면의 곡면과 대향하고 이격되는 곡면을 포함할 수 있다.
하우징(100)의 내측부(110)는 함몰부(113)를 포함할 수 있다. 함몰부(113)는 리세스일 수 있다. 함몰부(113)는 돌출부(221)의 곡률과 대응하는 곡률을 가질 수 있다. 함몰부(113)는 홀더(200)의 돌출부(221)와의 간섭을 회피하도록 형성될 수 있다. 하우징(100)은 홀더(200)의 돌출부(221)의 내측에 돌출부(221)와 대향하게 배치되는 제1면을 포함할 수 있다. 하우징(100)의 제1면에는 돌출부(221)의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 함몰부(113)가 형성될 수 있다. 이를 통해, 하우징(100)의 제1면은 홀더(200)의 돌출부(221)와의 간섭을 피할 수 있다.
하우징(100)의 내측부(110)는 테이퍼면(114)을 포함할 수 있다. 하우징(100)의 내측부(110)의 하단에는 테이퍼면(114)이 형성될 수 있다. 이를 통해, 하우징(100)의 내측부(110)의 하단은 홀더(200)의 이동시 홀더(200)와의 간섭을 피할 수 있다. 하우징(100)의 테이퍼면(114)은 홀더(200)의 테이퍼면(212)과 대향하고 평행하게 배치될 수 있다.
하우징(100)의 내측부(110)는 홈(115)을 포함할 수 있다. 홈(115)은 하우징(100)의 조립 과정에서 조립자에게 방향성을 알려주기 위해 구비될 수 있다. 홈(115)은 하우징(100)의 코너에 하나 이상으로 형성될 수 있다.
하우징(100)은 외측부(120)를 포함할 수 있다. 외측부(120)에는 코일(400)이 배치될 수 있다. 외측부(120)는 내측부(110)의 외측에 배치될 수 있다. 외측부(120)와 내측부(110)는 별도의 부재로 형성될 수 있다. 하우징(100)의 외측부(120)는 측벽을 포함할 수 있다. 하우징(100)의 측벽은 홀더(200)의 외측에 배치될 수 있다.
하우징(100)의 측벽은 제1 내지 제4측벽을 포함할 수 있다. 하우징(100)은 서로 반대편에 배치되는 제1 및 제2측벽과, 제1 및 제2측벽 사이에 서로 반대편에 배치되는 제3 및 제4측벽을 포함할 수 있다.
하우징(100)의 외측부(120)는 홀(121)을 포함할 수 있다. 하우징(100)의 홀(121)은 코일(400)의 형상과 대응하는 형상을 가질 수 있다. 홀(121)은 코일(400) 보다 큰 형상으로 형성될 수 있다. 홀(121)은 코일(400)을 수용할 수 있다. 하우징(100)의 측벽은 홀(121)을 포함할 수 있다. 홀(121)은 제1 내지 제4측벽 각각에 형성될 수 있다.
하우징(100)의 외측부(120)는 홈(122)을 포함할 수 있다. 홈(122)에는 코일(400)의 단부가 배치될 수 있다. 홈(122)은 제1홈과 제2홈을 포함할 수 있다. 변형례로, 하우징(100)에는 제1홈 및 제2홈 중 어느 하나만 형성될 수 있다. 제1홈 및 제2홈 중 어느 하나 이상이 생략될 수 있다. 하우징(100)의 측벽은 하우징(100)의 측벽의 홀(121)에서 위로 함몰되게 형성되는 제1홈과, 하우징(100)의 측벽의 홀(121)에서 아래로 함몰되게 형성되는 제2홈을 포함할 수 있다.
하우징(100)의 외측부(120)는 단차부를 포함할 수 있다. 단차부는 하우징(100)의 측벽에 기판(500)의 단자부(520)의 양측에 돌출 형성될 수 있다. 단차부는 기판(500)과 광축방향으로 오버랩될 수 있다. 단차부는 기판(500)의 일부의 아래에 배치될 수 있다. 단차부는 제1단차(123)와 제2단차(124)를 포함할 수 있다. 제1단차(123)는 하우징(100)의 외면의 코너에 돌출 형성될 수 있다. 제1단차(123)는 기판(500)에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 제1단차(123)에는 기판(500)이 배치될 수 있다. 제2단차(124)는 제1단차(123)의 외면에 돌출 형성될 수 있다. 제2단차(124)는 커버(700)의 측판(720)에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 제2단차(124)에는 커버(700)의 측판(720)이 배치될 수 있다.
하우징(100)의 외측부(120)는 제1돌출부(125)를 포함할 수 있다. 제1돌출부(125)는 하우징(100)의 측벽에 기판(500)과 광축방향으로 오버랩되도록 형성될 수 있다. 제1돌출부(125)는 기판(500)의 연장부(530)의 위에 배치될 수 있다. 제1돌출부(125)는 기판(500)의 상단에 대응하게 배치되어 기판(500)이 상측으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
하우징(100)의 외측부(120)는 제2돌출부(126)를 포함할 수 있다. 제2돌출부(126)는 하우징(100)의 측벽에 하우징(100)의 측벽의 제1돌출부(125)의 단부로부터 아래로 연장되어 형성될 수 있다. 제2돌출부(126)는 기판(500)의 배치방향으로 기판(500)의 연장부(530)와 오버랩될 수 있다. 제2돌출부(126)는 광축방향에 수직인 방향으로 기판(500)의 연장부(530)와 오버랩될 수 있다. 제2돌출부(126)는 기판(500)이 정위치에 배치되도록 가이드할 수 있다. 제2돌출부(126)는 제1돌출부(125)의 일측 단부에만 배치될 수 있다.
하우징(100)의 외측부(120)는 돌기(127)를 포함할 수 있다. 돌기(127)는 하우징(100)의 외측부(120)의 외면에 형성될 수 있다. 돌기(127)는 기판(500)의 홀(511)에 삽입될 수 있다. 돌기(127)는 복수의 돌기를 포함할 수 있다.
하우징(100)의 외측부(120)는 돌출부(128)를 포함할 수 있다. 돌출부(128)는 하우징(100)의 코너에 형성될 수 있다. 돌출부(128)는 코너 부근의 제1측벽과 코너 부근의 제2측벽 각각에 형성될 수 있다. 돌출부(128)에는 기판(500)의 양측단부가 배치될 수 있다.
하우징(100)의 외측부(120)는 돌기(129)를 포함할 수 있다. 돌기(129)는 탄성부재(600)의 제2결합부(620)와 결합될 수 있다. 돌기(129)는 탄성부재(600)의 제2결합부(620)의 홀에 삽입될 수 있다.
하우징(100)은 연결부(130)를 포함할 수 있다. 연결부(130)는 내측부(110)와 외측부(120)를 연결할 수 있다. 연결부(130)는 적어도 일부가 홀더(200)와 광축방향으로 오버랩될 수 있다. 연결부(130)는 홀더(200)의 적어도 일부의 위에 배치될 수 있다.
하우징(100)의 연결부(130)는 홀(131)을 포함할 수 있다. 홀(131)은 하우징(100)에 필터(20)의 제1대각방향과 제3대각방향 상에 형성될 수 있다. 홀(131)은 홀더(200)와 간섭되지 않도록 형성될 수 있다. 홀더(200)의 적어도 일부는 하우징(100)의 홀(131)을 통과할 수 있다. 이때, 홀(131)을 통과한 홀더(200)의 부분은 탄성부재(600)와 결합될 수 있다.
카메라 모듈은 홀더(200)를 포함할 수 있다. 홀더(200)에는 필터(20)가 배치될 수 있다. 홀더(200)는 필터(20)와 일체로 이동할 수 있다. 홀더(200)는 탄성부재(600)와 연결될 수 있다. 홀더(200)는 하우징(100)과 이격될 수 있다. 홀더(200)에는 마그네트(300)가 배치될 수 있다. 홀더(200)는 필터(20)와 마그네트(300)가 조립되는 케이스(case)일 수 있다. 홀더(200)는 실제 구동되는 부위이기 때문에 무게(사이즈) 최소화될 필요가 있다. 본 실시예에서는 도 12에 도시된 바와 같이 사이즈 최소화를 위해 마그네트(300)의 부착부(226)의 면적을 최소화할 수 있다. 홀더(200)는 마그네트(300)와의 자력의 영향을 최소화하기 위해 비자성 재질을 사용할 수 있다. 홀더(200)는 하우징(100)의 베이스와 이격될 수 있다. 홀더(200)는 탄성부재(600)와 필터(20)의 제1대각방향으로 결합되어 틸팅될 수 있다.
홀더(200)는 제1측면과, 제1측면의 반대편에 배치되는 제2측면과, 제1측면과 제2측면 사이에 서로 반대편에 배치되는 제3측면과 제4측면을 포함할 수 있다. 홀더(200)는 제1측면과 제3측면 사이의 제1코너와, 제2측면과 제3측면 사이의 제2코너와, 제2측면과 제4측면 사이의 제3코너와, 제4측면과 제1측면 사이의 제4코너를 포함할 수 있다. 홀더(200)는 제1측면과 제3측면 사이의 제1코너부, 제2측면과 제3측면 사이의 제2코너부, 제2측면과 제4측면 사이의 제3코너부 및 제4측면과 제1측면 사이의 제4코너부를 포함할 수 있다.
홀더(200)는 하판부(210)를 포함할 수 있다. 하판부(210)에는 필터(20)가 결합될 수 있다. 하판부(210)의 하면에 필터(20)가 접착제에 의해 접착될 수 있다. 홀더(200)의 하판부(210)는 홀(211)을 포함할 수 있다. 홀(211)은 중공일 수 있다. 홀(211)은 홀더(200)의 하판부(210)를 광축방향으로 관통할 수 있다.
홀더(200)의 하판부(210)는 홈(213)을 포함할 수 있다. 홈(213)에는 필터(20)가 배치될 수 있다. 홈(213)은 필터(20)와 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 홈(213)에 필터(20)의 적어도 일부가 수용될 수 있다.
홀더(200)의 하판부(210)는 벤트홈(214)을 포함할 수 있다. 벤트홈(214)은 하판부(210)의 홈(213)에 형성될 수 있다. 이를 통해, 벤트홈(214)은 필터(20)와 홀더(200)를 접착하는 접착제 또는 카메라 모듈 내부의 다른 부분에 배치된 접착제가 경화되는 과정에서 발생되는 가스가 빠져나가는 통로로 기능할 수 있다.
홀더(200)의 하판부(210)는 테이퍼면(212)을 포함할 수 있다. 테이퍼면(212)은 홀더(200)의 부분에 홀더(200)의 이동시 하우징(100)과의 간섭을 피하기 위해 형성될 수 있다.
홀더(200)는 측벽(220)을 포함할 수 있다. 측벽(220)은 하판부(210)로부터 위로 연장될 수 있다. 측벽(220)에는 마그네트(300)가 고정될 수 있다.
홀더(200)의 측벽(220)은 돌출부(221)를 포함할 수 있다. 돌출부(221)는 홀더(200)는 홀더(200)의 상면에 형성될 수 있다. 돌출부(221)는 하우징(100)의 홀(131)을 통과할 수 있다. 돌출부(221)는 하우징(100)의 홀(131)에 배치될 수 있다. 돌출부(221)는 탄성부재(600)의 제1결합부(610)와 결합될 수 있다.
홀더(200)의 측벽(220)은 돌기(222)를 포함할 수 있다. 돌기(222)는 돌출부(221)의 상면에 형성될 수 있다. 돌기(222)는 탄성부재(600)의 제1결합부(610)와 결합될 수 있다. 돌기(222)는 탄성부재(600)의 제1결합부(610)의 홀에 삽입될 수 있다.
홀더(200)의 측벽(220)은 홈(223)을 포함할 수 있다. 홈(223)은 홀더(200)의 상면에 돌출부(221) 주위에 형성될 수 있다. 이를 통해, 홀더(200)는 홀더(200)의 이동시 하우징(100)과의 간섭을 피할 수 있다. 홀더(200)의 코너에는 탄성부재(600)와 결합되는 돌출부(221)가 있고 돌출부(221) 주위에 하우징(100)과의 간섭을 회피하기 위한 홈(223)이 추가로 형성될 수 있다. 홈(223)은 돌출부(221)의 옆에 형성될 수 있다. 홈(223)은 돌출부(221)의 양옆에 형성될 수 있다. 홈(223)은 홀더(200)의 측벽(220)의 상면에 형성될 수 있다. 홈(223)은 리세스일 수 있다.
홀더(200)의 측벽(220)은 홀(224)을 포함할 수 있다. 홀(224)은 부착부(226)의 중심부에 형성될 수 있다. 즉, 부착부(226)는 이격 배치될 수 있다. 이를 통해, 카메라 모듈의 수평방향으로의 크기가 최소화될 수 있다. 즉, 부착부(226)의 중심부에 형성되는 홀(224)을 통해 공간을 확보할 수 있어 하우징(100)과의 간섭을 방지하는 한편 홀더(200)의 수평방향으로의 크기를 최소화할 수 있다.
홀더(200)의 측벽(220)은 단차(225)를 포함할 수 있다. 단차(225)는 마그네트(300)의 내면을 지지할 수 있다. 단차(225)의 단차면에 마그네트(300)의 내면이 배치될 수 있다. 홀더(200)의 측벽(220)은 부착부(226)를 포함할 수 있다. 부착부(226)는 단차(225)를 포함할 수 있다. 부착부(226)에는 마그네트(300)가 접착제에 의해 접착될 수 있다. 부착부(226)는 마그네트(300)를 고정할 수 있다.
홀더(200)의 측벽(220)은 홈(227)을 포함할 수 있다. 홈(227)은 홀더(200)의 측벽(220)의 코너의 외면의 하단부에 형성될 수 있다. 홈(227)은 홀더(200)가 대각방향으로 틸팅되는 과정에서 홀더(200)의 측벽(220)의 코너의 하단이 하우징(100)과 간섭되는 것을 방지하도록 형성될 수 있다.
홀더(200)의 측벽(220)은 홈(228)을 포함할 수 있다. 홈(228)은 돌출부(221)의 주변에 형성되는 홈(223) 상에 형성될 수 있다. 이때, 홈(223)을 제1홈 또는 리세스라고 하고, 홈(228)을 제2홈이라 할 수 있다. 홈(228)은 홀더(200)의 조립 과정에서 조립자에게 방향성을 알려주기 위해 구비될 수 있다. 홈(228)은 홀더(200)의 코너에 하나 이상으로 형성될 수 있다.
카메라 모듈은 마그네트(300)를 포함할 수 있다. 마그네트(300)는 홀더(200)에 배치될 수 있다. 마그네트(300)는 홀더(200)의 외주면에 배치될 수 있다. 마그네트(300)는 홀더(200)의 외면보다 돌출될 수 있다. 마그네트(300)는 코일(400)과 대향할 수 있다. 마그네트(300)는 코일(400)과 전자기적 상호작용할 수 있다. 마그네트(300)는 홀더(200)의 측벽(220)에 배치될 수 있다. 이때, 마그네트(300)는 평판(flat plate) 형상을 갖는 평판 마그네트일 수 있다. 변형예로, 마그네트(300)는 홀더(200)의 측벽(220) 사이의 코너부에 배치될 수 있다. 이때, 마그네트(300)는 내측 측면이 외측 측면 보다 넓은 육면체 형상을 갖는 코너 마그네트일 수 있다.
본 실시예는 마그네트(300)와 전류가 흐르는 코일(400)에 작용하는 로렌츠 힘으로 필터(20)를 틸팅할 수 있다. 로렌츠 힘을 발생시키기 위해 액츄에이터는 크게 마그네트부와 코일부로 나뉠 수 있다. 로렌츠 힘이 발생되었을 때 실제 동작하는 부위는 마그네트(300)일 수 있다. 다만, 변형례로 로렌츠 힘에 의해 코일(400)이 이동할 수 있다. 상/하 방향으로 구동 시키기 위해 마그네트(300)는 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이 양극 착자될 수 있다. 즉, 마그네트(300)는 양극을 갖는 2개의 마그네트가 적층된 형태일 수 있다.
마그네트(300)는 복수의 마그네트를 포함할 수 있다. 마그네트(300)는 4개의 마그네트를 포함할 수 있다. 마그네트(300)는 제1 내지 제4마그네트(310, 320, 330, 340)를 포함할 수 있다. 마그네트(300)는 제1마그네트(310), 제1마그네트(310)의 반대편에 배치된 제2마그네트(320), 제3마그네트(330) 및 제3마그네트(330)의 반대편에 배치된 제4마그네트(340)를 포함할 수 있다. 제1마그네트(310)는 홀더(200)의 제1측면에 배치되고, 제2마그네트(320)는 홀더(200)의 제2측면에 배치되고, 제3마그네트(330)는 홀더(200)의 제3측면에 배치되고, 제4마그네트(340)는 홀더(200)의 제4측면에 배치될 수 있다.
카메라 모듈은 코일(400)을 포함할 수 있다. 코일(400)은 마그네트(300)와 대향할 수 있다. 코일(400)은 마그네트(300)와 마주보게 배치될 수 있다. 코일(400)은 마그네트(300)와 전자기적 상호작용할 수 있다. 이 경우, 코일(400)에 전류가 공급되어 코일(400) 주변에 전자기장이 형성되면, 코일(400)과 마그네트(300) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 마그네트(300)가 코일(400)에 대하여 이동할 수 있다. 코일(400)은 기판(500)의 내면에 결합될 수 있다. 코일(400)은 하우징(100)의 측벽의 홀(121)에 배치될 수 있다. 코일(400)과 마그네트(300)는 서로 반대의 위치에 배치될 수 있다.
코일(400)은 전원 공급을 위한 한 쌍의 단부(인출선)를 포함할 수 있다. 이때, 코일(400)의 제1단부(401)는 코일(400)의 상방으로 인출되고 코일(400)의 제2단부(402)는 코일(400)의 하방으로 인출될 수 있다. 코일(400)은 기판(500)과 결합되는 제1단부(401)와 제2단부(402)를 포함할 수 있다. 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 코일(400)의 제1 및 제2단부(401, 402)는 기판(500)의 단자(512)에 결합될 수 있다. 이때, 코일(400)의 제1 및 제2단부(401, 402)는 기판(500)의 단자(512)에 솔더링(soldering) 또는 Ag 에폭시에 의해 결합될 수 있다. 즉, 코일(400)은 수작업 솔더를 통해 기판(500)에 결합될 수 있다. 한편, 변형례로 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 코일(400)의 제1 및 제2단부(401, 402)는 기판(500)의 단자(512)에 별도의 결합부재(405)를 통해 결합될 수 있다. 결합부재(405)는 코일 서포트(coil support)일 수 있다. 코일(400)은 결합부재(4050)의 적용으로 기판(500)에 SMT될 수 있다. 이 경우, 수작업 솔더 배치 작업성 및 작업 시간 단축 통한 조립 편이성이 높아지는 장점이 있고, 수작업 솔더 대비 조립에 의한 코일(400)의 위치 틀어짐 공차가 작아지는 장점이 있다. 이를 통해, 코일(400)과 마그네트(300) 사이의 센터 틀어짐이 방지될 수 있다. 코일(400)의 제1단부(401)는 하우징(100)의 제1홈에 배치되고, 코일(400)의 제2단부(402)는 하우징(100)의 제2홈에 배치될 수 있다. 이때, 제1 및 제2단부(401, 402)에 연결된 통전물질 및/또는 결합부재(405)도 하우징(100)의 홈(122)에 배치될 수 있다.
코일(400)에는 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이 로렌츠 힘을 발생시키는 전류가 일방향(도 14의 (c)의 a 참조)으로 흐를 수 있다. 코일(400)에는 정방향으로 전류가 흐를 수 있다. 한편, 코일(400)에는 일방향과 반대인 타방향으로 전류가 흐를 수 있다. 즉, 코일(400)에는 역방향으로 전류가 흐를 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이 마그네트(300)의 상면의 외측 영역에 N극을 배치하고 전류에 일방향으로 전류를 흘려보내 로렌츠 힘에 따라 상방(도 14의 (a)의 c 참조)으로의 구동 방향을 작용하게 할 수 있다.
코일(400)은 복수의 코일을 포함할 수 있다. 코일(400)은 4개의 코일을 포함할 수 있다. 코일(400)은 제1 내지 제4코일(410, 420, 430, 440)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4코일(410, 420, 430, 440)에는 각각 독립적으로 전류가 인가될 수 있다. 제1 내지 제4코일(410, 420, 430, 440)에는 각각 개별적으로 전류가 인가될 수 있다. 제1 내지 제4코일(410, 420, 430, 440)은 전기적으로 분리될 수 있다. 코일(400)은 제1마그네트(310)와 대향하는 제1코일(410), 제2마그네트(320)와 대향하는 제2코일(420), 제3마그네트(330)와 대향하는 제3코일(430) 및 제4마그네트(340)와 대향하는 제4코일(440)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4코일(410, 420, 430, 440)은 하우징(100)에 결합될 수 있다. 코일(400)은 하우징(100)의 제1측벽의 홀(121)에 배치되는 제1코일(410)과, 하우징(100)의 제2측벽의 홀(121)에 배치되는 제2코일(420)과, 하우징(100)의 제3측벽의 홀(121)에 배치되는 제3코일(430)과, 하우징(100)의 제4측벽의 홀(121)에 배치되는 제4코일(440)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 4개의 코일은 2채널로 제어될 수 있다. 제1코일(410)과 제2코일(420)은 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 제1코일(410)과 제1마그네트(310) 사이에서 발생되는 로렌츠 힘의 방향과 제2코일(420)과 제2마그네트(320) 사이에서 발생되는 로렌츠 힘의 방향은 반대일 수 있다. 일례로, 제1코일(410)과 제2코일(420)은 서로 반대방향의 전류가 흐르도록 배치될 수 있다. 또는, 제1코일(410)과 제2코일(420)은 반대방향으로 감겨서 배치될 수 있다. 또는, 제1코일(410)과 제2코일(420)은 같은 방향으로 감겨서 배치되고 제1마그네트(310)의 극성 배치와 제2마그네트(320)의 극성 배치가 다른 방향으로 배치될 수 있다. 한편, 제1코일(410)과 제2코일(420)이 전기적으로 분리되고 제어부에서 일체로 제어될 수도 있다.
제3코일(430)과 제4코일(440)은 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 제3코일(430)과 제3마그네트(330) 사이에서 발생되는 로렌츠 힘의 방향과 제4코일(440)과 제4마그네트(340) 사이에서 발생되는 로렌츠 힘의 방향은 반대일 수 있다. 제3코일(430)과 제4코일(440)은 서로 반대방향의 전류가 흐르도록 배치될 수 있다. 일례로, 제3코일(430)과 제4코일(440)은 반대방향으로 감겨서 배치될 수 있다. 또는, 제3코일(430)과 제4코일(440)은 같은 방향으로 감겨서 배치되고 제3마그네트(330)의 극성 배치와 제4마그네트(340)의 극성 배치가 다른 방향으로 배치될 수 있다. 한편, 제3코일(430)과 제4코일(440)이 전기적으로 분리되고 제어부에서 일체로 제어할 수도 있다.
카메라 모듈은 센서(450)를 포함할 수 있다. 센서(450)는 피드백(feedback) 제어를 위해 사용될 수 있다. 센서(450)는 홀 센서 또는 홀 IC를 포함할 수 있다. 센서(450)는 마그네트(300)를 감지할 수 있다. 센서(450)는 마그네트(300)의 자기력을 감지할 수 있다. 센서(450)는 코일(400)의 사이에 배치될 수 있다. 센서(450)는 기판(500)의 내면에 배치될 수 있다.
센서(450)는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 센서(450)는 2개의 센서를 포함할 수 있다. 센서(450)는 제1 및 제2센서(451, 452)를 포함할 수 있다. 제1센서(451)와 제2센서(452)는 향하는 방향이 수직이 되도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 제1센서(451)와 제2센서(452)가 마그네트(300)의 수평방향으로의 x축, y축 방향 이동을 모두 감지할 수 있다. 본 실시예에서는 마그네트(300)의 z축 방향(수직 방향, 광축 방향) 이동을 감지하는 추가적인 센서가 더 구비될 수 있다.
카메라 모듈은 기판(500)을 포함할 수 있다. 기판(500)은 FPCB일 수 있다. 기판(500)은 하우징(100)에 배치될 수 있다. 기판(500)은 하우징(100)의 측벽의 외면에 배치될 수 있다. 기판(500)은 커버(700)의 측판(720)과 하우징(100)의 측벽 사이에 배치될 수 있다. 기판(500)은 하우징(100)의 제1단차(123), 제1돌출부(125), 제2돌출부(126), 돌기(127) 및 돌출부(128)에 형합될 수 있다. 기판(500)은 하우징(100)의 4개의 측벽의 외면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 기판(500)과 하우징(100) 사이에 위치 제어 가이드를 적용하여 코일(400)의 위치 틀어짐을 방지할 수 있다.
기판(500)은 코일(400) 조립 후 코일(400)에 신호를 줄 수 있도록 메인 기판인 인쇄회로기판(4)과 연결될 수 있다. 기판(500)은 기판(500)에 코일(400)이 안정적으로 고정되어 있도록 코일 케이스인 하우징(100)에 고정될 수 있다. 기판(500)에는 마그네트(300)의 위치를 센싱하는 센서(450)도 결합될 수 있다. 기판(500)은 FPCB일 수 있다. 기판(500)에는 센서(450)와 코일(400)이 SMT될 수 있다. 본 실시예는 기판(500)에 센서(450)가 결합됨에 따라 센서(450)를 통전하기 위한 별도의 부품 필요없는 구조일 수 있다. 본 실시예에서는 기판(500)을 하우징(100)의 외측으로 두어 기판(500)의 단자부(520)와 인쇄회로기판(4)을 솔더링할 수 있도록 하여 연결에 필요한 공간을 최소화할 수 있다.
기판(500)은 제1 내지 제4부분(501, 502, 503, 504)를 포함할 수 있다. 기판(500)은 하우징(100)의 제1측벽에 배치되는 제1부분(501)과, 하우징(100)의 제2측벽에 배치되는 제2부분(502)과, 하우징(100)의 제3측벽에 배치되는 제3부분(503)과, 하우징(100)의 제4측벽에 배치되는 제4부분(504)을 포함할 수 있다. 기판(500)의 제3부분(503)은 기판(500)의 제1부분(501)과 기판(500)의 제2부분(502)을 연결하고, 기판(500)의 제2부분(502)은 기판(500)의 제3부분(503)과 기판(500)의 제4부분(504)을 연결하고, 기판(500)의 제1부분(501)과 제4부분(504)은 이격될 수 있다. 기판(500)의 제1부분(501)의 단부와 기판(500)의 제4부분(504)의 단부는 하우징(100)의 제1측벽과 제4측벽이 만나는 코너에 돌출 형성되는 돌출부(128)에 배치될 수 있다.
기판(500)은 몸체부(510)를 포함할 수 있다. 몸체부(510)에는 코일(400)이 결합될 수 있다. 몸체부(510)에는 센서(450)가 결합될 수 있다. 몸체부(510)는 하우징(100)의 외면에 배치될 수 있다. 기판(500)의 몸체부(510)는 홀(711)을 포함할 수 있다. 홀(711)은 하우징(100)의 돌기(127)에 결합될 수 있다.
기판(500)은 단자부(520)를 포함할 수 있다. 단자부(520)는 몸체부(510)로부터 아래로 연장되고 복수의 단자를 포함할 수 있다. 단자부(520)는 인쇄회로기판(4)과 솔더링에 의해 결합될 수 있다. 단자부(520)는 기판(500)의 하단에 형성될 수 있다. 단자부(520)는 하우징(100)의 단차부 사이에 배치될 수 있다.
기판(500)은 연장부(530)를 포함할 수 있다. 연장부(530)는 몸체부(510)로부터 위로 연장될 수 있다. 연장부(530)는 기판(500)의 상단부를 형성할 수 있다. 연장부(530)는 하우징(100)의 제1돌출부(125) 및 제2돌출부(126)와 대응하는 형상 및 크기로 형성될 수 있다. 변형례에서는, 기판(500)에서 연장부(530)가 생략되고 몸체부(510)의 위에 제1돌출부(125)가 배치될 수 있다.
카메라 모듈은 탄성부재(600)를 포함할 수 있다. 탄성부재(600)는 하우징(100)과 연결될 수 있다. 탄성부재(600)는 홀더(200)와 하우징(100)을 연결할 수 있다. 탄성부재(600)는 탄성을 가질 수 있다. 탄성부재(600)는 탄성을 갖는 부분을 포함할 수 있다. 탄성부재(600)는 판스프링(Leaf spring)을 포함할 수 있다. 탄성부재(600)는 금속재로 형성될 수 있다.
탄성부재(600)는 하우징(100)과 마그네트(300)를 포함하는 마그네트부와 홀더(200)와 코일(400)을 포함하는 코일부를 연결할 수 있다. 탄성부재(600)는 코일부의 구동을 제어해 주는 역할을 수 있다. 탄성부재(600)는 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이 하우징(100)의 돌기(129)와 홀더(200)의 돌출부(221)의 돌기(222)에 조립 후 본딩으로 고정될 수 있다. 본 실시예에서는 탄성부재(600)의 조립 및 고정부가 외부이기 때문에 비교적 쉬운 조립 구조 가질 수 있다. 본 실시예에서 탄성부재(600)는 스프링 위치를 상/하 자유도를 가질 수 있는 구조일 수 잇다. 탄성부재(600)는 실시예 별로 상측에만 둘 수 있고, 상하측 모두에 둘 수 있고, 하측에만 둘 수도 있다.
탄성부재(600)는 제1결합부(610)를 포함할 수 있다. 탄성부재(600)의 제1결합부(610)는 홀더(200)의 코너에 결합될 수 있다. 탄성부재(600)의 제1결합부(610)는 2개의 제1결합부를 포함할 수 있다. 2개의 제1결합부는 필터(20)의 제1대각방향 상에 광축에 대칭되도록 배치될 수 있다. 2개의 제1결합부는 광축에 대하여 서로 반대편에 배치될 수 있다. 탄성부재(600)의 제1결합부(610)는 홀더(200)의 제1코너와, 홀더(200)의 제3코너 각각에 결합될 수 있다.
탄성부재(600)는 제2결합부(620)를 포함할 수 있다. 탄성부재(600)의 제2결합부(620)는 제1결합부(610)가 결합되는 홀더(200)의 코너와 인접하는 홀더(200)의 다른 코너와 대응되는 하우징(100)의 코너에 결합될 수 있다. 탄성부재(600)의 제2결합부(620)는 2개의 제2결합부를 포함할 수 있다. 2개의 제2결합부는 필터(20)의 제1대각방향과 상이한 제2대각방향 상에 광축에 대칭되도록 배치될 수 있다. 2개의 제2결합부는 광축에 대하여 서로 반대편에 배치될 수 있다. 탄성부재(600)의 제2결합부(620)는 하우징(100)의 제2코너와 하우징(100)의 제4코너 각각에 결합될 수 있다.
탄성부재(600)는 연결부(630)를 포함할 수 있다. 연결부(630)는 제1결합부(610)와 제2결합부(620)를 연결할 수 있다. 연결부(630)는 제1결합부(610)와 제2결합부(620)를 탄성적으로 연결할 수 있다. 연결부(630)는 탄성을 가질 수 있다. 연결부(630)는 절곡부를 포함할 수 있다.
탄성부재(600)는 하우징(100)의 상부와 홀더(200)의 상부에 결합되는 상부 탄성부재일 수 있다. 이때, 상부 탄성부재는 '제1탄성부재' 또는 '제2탄성부재'로 호칭될 수 있다. 상부 탄성부재는 홀더(200)의 상부와 결합되는 제1결합부(610)와, 하우징(100)의 상부와 결합되는 제2결합부(620)와, 제1결합부(610)와 제2결합부(620)를 연결하는 연결부(630)를 포함할 수 있다.
탄성부재(600)는 최적의 형상과 강도(stiffness)를 찾을 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 탄성부재(600)의 연결부(630)는 도 16에 도시된 바와 같이 일자로 형성될 수 있다. 다만, 연결부(630)가 제1결합부(610) 및 제2결합부(620)와 만나는 지점에서는 라운드지게 형성될 수 있다.
변형례에서 도 17에 도시된 바와 같이 탄성부재(600-1)의 연결부(630)는 복수의 절곡부(631)를 포함할 수 있다. 다만, 절곡부(631)는 접어서 형성된 것이 아니라 지그재그의 형상으로 형성된 부분일 수 있다. 탄성부재(600-1)의 연결부(630)는 밴딩부 또는 라운드부를 포함할 수 있다. 변형례에서 복수의 절곡부(631)는 연결부(630)의 길이방향으로 연속적으로 형성될 수 있다.
다른 변형례에서 도 18에 도시된 바와 같이 탄성부재(600-2)의 연결부(630)는 제1절곡부(632)와 제2절곡부(633)를 포함할 수 있다. 앞선 변형례에서 절곡부(631)가 연속적으로 형성되는 것과는 다르게 제1절곡부(632)와 제2절곡부(633)는 연속되지 않도록 형성될 수 있다.
또 다른 변형례에서 도 19에 도시된 바와 같이 카메라 모듈은 하부 탄성부재(600-3)를 포함할 수 있다. 하부 탄성부재(600-3)는 '제1탄성부재' 또는 '제2탄성부재'로 호칭될 수 있다. 하부 탄성부재(600-3)는 하우징(100)의 하부와 홀더(200)의 하부에 결합될 수 있다. 하부 탄성부재(600-3)는 홀더(200)의 하부와 결합되는 제1결합부(610)와, 하우징(100)의 하부와 결합되는 제2결합부(620)와, 제1결합부(610)와 제2결합부(620)를 연결하는 연결부(630)를 포함할 수 있다. 하부 탄성부재(600-3)의 연결부(630)는 제1절곡부(634)와 제2절곡부(635)를 포함할 수 있다. 이때, 제1절곡부(634)와 제2절곡부(635)는 도 19에 도시된 바와 같이 연속되지 않도록 형성될 수 있다. 다만, 변형례로 하부 탄성부재(600-3)의 연결부(630)는 도 17의 탄성부재(600-1)와 같이 연속되는 절곡부를 포함할 수 있다. 또는, 다른 변형례로 하부 탄성부재(600-3)의 연결부(630)는 도 16의 탄성부재(600)와 같이 절곡부 없이 직선부로 형성될 수 있다.
하부 탄성부재(600-3)의 제1결합부(610)는 홀더(200)의 다른 코너(상부 탄성부재의 제1결합부(610)가 결합된 코너와 다른 코너)에 결합될 수 있다. 하부 탄성부재(600-3)의 제1결합부(610)는 홀더(200)의 제1코너에 배치되는 제1돌출부(221-1)와 결합되고 제2결합부(620)는 하우징(100)의 제2코너에 배치되는 제2돌기(129-1)와 결합될 수 있다.
본 실시예에서 상부 탄성부재는 하우징(100)과 필터(20)의 제1대각방향 상에서 결합되고 홀더(200)와 필터(20)의 제2대각방향 상에서 결합될 수 있다. 이때, 하부 탄성부재(600-3)는 하우징(100)과 필터(20)의 제2대각방향 상에서 결합되고 홀더(200)와 필터(20)의 제1대각방향 상에서 결합될 수 있다. 즉, 상부 탄성부재가 결합되는 부분을 연결하는 대각방향과 하부 탄성부재가 결합되는 부분을 연결하는 대각방향이 다를 수 있다. 이를 통해, 홀더(200)의 초기상태에서의 틸트를 방지하고 4개의 대각 방향 제어 모두에서 동일한 전류로 제어할 수 있다.
한편, 도 17 내지 도 19에 도시된 변형례들에서 도 16에 도시된 본 실시예와 비교하여 기판(500)의 형상이 상이할 수 있다.
카메라 모듈은 커버(700)를 포함할 수 있다. 커버(700)는 브라켓일 수 있다. 커버(700)는 '커버 캔'을 포함할 수 있다. 커버(700)는 하우징(100)을 감싸도록 배치될 수 있다. 커버(700)는 하우징(100)에 결합될 수 있다. 커버(700)는 하우징(100)을 안에 수용할 수 있다. 커버(700)는 카메라 모듈의 외관을 형성할 수 있다. 커버(700)는 하면이 개방된 육면체 형상일 수 있다. 커버(700)는 비자성체일 수 있다. 커버(700)는 금속으로 형성될 수 있다. 커버(700)는 금속의 판재로 형성될 수 있다. 커버(700)는 인쇄회로기판(4)의 그라운드부와 연결될 수 있다. 이를 통해, 커버(700)는 그라운드될 수 있다. 커버(700)는 전자 방해 잡음(EMI, Electro Magnetic Interference)을 차단할 수 있다. 이때, 커버(700)는 'EMI 쉴드캔'으로 호칭될 수 있다. 커버(700)는 최종적으로 조립되는 부품으로 제품을 외부의 충격에서부터 보호할 수 있다. 커버(700)는 두께가 얇으면서 강도가 높은 재질로 형성될 수 있다.
커버(700)는 상판(710)과, 측판(720)을 포함할 수 있다. 커버(700)는 홀(711)을 포함하는 상판(710)과, 상판(710)의 외주(outer periphery) 또는 에지(edge)로부터 아래로 연장되는 측판(720)을 포함할 수 있다. 커버(700)의 측판(720)의 하단은 하우징(100)의 제2단차(124)에 배치될 수 있다. 커버(700)의 측판(720)의 내면은 하우징(100)에 접착제에 의해 고정될 수 있다. 커버(700)의 상판(710)은 홀더(200)의 홀(211)에 대응하는 홀(711)을 포함할 수 있다.
커버(700)는 기판(500)과 코일(400)이 로렌츠 힘에 의해 밀리지 않도록 지지해 주는 역할을 할 수 있다. 커버(700)는 코일(400)로부터 발생한 열을 전도를 통해 방열시켜 주는 역할을 할 수 있다. 커버(700)의 측판(720)은 커버(700)의 측판(720)의 일부가 내측으로 절곡되어 기판(500)의 외면과 접촉하는 절곡부(721)를 포함할 수 있다. 절곡부(721)는 눌림부, 압입부 및 오목부 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 방열 최적화 구조인 절곡부(721)의 기판(500) 접촉 구조를 통해 코일(400), 기판(500) 및 금속재질인 커버(700)가 연결되어 코일(400)에서 발생한 열이 전도를 통해 외부로 방열될 수 있다(도 17의 (b)의 a 참조). 도 18의 (a)의 비교예와 비교하면, 도 18의 (b)의 본 실시예에서 카메라 모듈의 내부 온도가 낮아 졌음을 확인할 수 있다. 특히, 비교예에서 46.9℃로 측정된 부분의 온도가 본 실시예에서는 41.4℃로 측정되어 약 10% 정도의 온도 개선 효과를 확인할 수 있다.
커버(700)의 측판(720)은 복수의 측판을 포함할 수 있다. 복수의 측판은 제1 내지 제4측판을 포함할 수 있다. 커버(700)의 측판(720)은 서로 반대편에 배치되는 제1측판과 제2측판, 및 제1측판과 제2측판 사이에 서로 반대편에 배치되는 제3측판과 제4측판을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 탄성부재(600)의 강성(stiffness)은 53mN/mm 내지 80mN/mm일 수 있다. 이때, 탄성부재(600)의 강성은 탄성부재(600)의 연결부(630)의 강성일 수 있다. 탄성부재(600)의 강성이 53mN/mm 미만일 경우 분석(Analyze) 단계의 측정 값을 참조할 때 전류 수준을 낮게 해도 목표 틸팅 각도 보다 큰 문제가 발생하고, 80mN/mm는 본 실시예의 제한된 공간 상에서 가장 큰 값일 수 있다. 또한, 본 기재는 본 실시예의 변형례의 탄성부재(600-1, 600-2)와 하부 탄성부재(600-3)에도 적용될 수 있다.
본 실시예에서 코일(400)에 인가되는 전류의 수준은 18mA 내지 22mA일 수 있다. 코일(400)에 인가되는 전류가 18mA 미만일 경우 분석 단계 테스트 시 탄성부재(600)의 강도 53mN/mm일 때 틸팅 각도가 작은 문제가 있고 22mA 초과일 경우 소모 되는 전류량이 크고, 코일에서 열이 발생할 수 있어 문제된다.
도 23는 본 실시예에 따른 틸트부를 설명하기 위한 도면이다.
도 23에 도시된 것처럼, 카메라 모듈은 필터를 3차원 틸팅할 수 있는 틸트부(800)를 포함할 수 있다. 상기에서 살펴본 것처럼, 틸트부(800)는 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 소정의 규칙에 따라 반복하여 이동하도록 필터를 틸팅시킬 수 있다.
소정의 규칙은 제1 내지 제4 틸트 시퀀스를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 틸트 시퀀스는 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 서로 상이한 위치에 배치되도록 할 수 있다. 제1 내지 제4 틸트 시퀀스는 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 서로 상이한 대각 방향으로 이동하도록 할 수 있다.
틸트부(800)는 제1 틸트 시퀀스에 따라, 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 센서의 좌측 상단 방향으로 이동하도록 필터를 틸팅시킬 수 있다. 틸트부(800)는 제2 틸트 시퀀스에 따라, 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 센서의 우측 상단 방향으로 이동하도록 필터를 틸팅시킬 수 있다. 틸트부(800)는, 제3 틸트 시퀀스에 따라, 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 센서의 우측 하단 방향으로 이동하도록 필터를 틸팅시킬 수 있다. 틸트부(800)는 제4 틸트 시퀀스에 따라, 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 센서의 좌측 하단 방향으로 이동하도록 필터를 틸팅시킬 수 있다.
틸트부(800)는 제1 틸트 시퀀스에 따라, 필터의 좌측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 IR필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 필터의 우측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 필터를 틸팅시킬 수 있다. 틸트부(800)는 제2 틸트 시퀀스에 따라, 필터의 우측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 IR필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 필터의 좌측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 필터를 틸팅시킬 수 있다. 틸트부(800)는 제3 틸트 시퀀스에 따라, 필터의 우측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 IR필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 필터의 좌측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 필터를 틸팅시킬 수 있다. 틸트부(800)는 제4 틸트 시퀀스에 따라, 필터의 좌측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 IR필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 필터의 우측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 필터를 틸팅시킬 수 있다.
틸트부(800)는 제1 내지 제4 틸트 시퀀스가 순차적으로 수행되는 조합 중 어느 하나의 조합이 반복되도록 필터를 틸팅시킬 수 있다. 예를 들어, 틸트부(800)는 [제1 틸트 시퀀스 -> 제2 틸트 시퀀스 -> 제3 틸트 시퀀스 -> 제4 틸트 시퀀스]의 순서를 가진 소정의 규칙을 반복하여 필터를 틸팅시킬 수 있다. 다른 예로, 틸트부(800)는 [제2 틸트 시퀀스 -> 제3 틸트 시퀀스 -> 제4 틸트 시퀀스 -> 제1 틸트 시퀀스]의 순서를 가진 소정의 규칙을 반복하여 필터를 틸팅시킬 수 있다. 다른 예로, 틸트부(800)는 [제1 틸트 시퀀스 -> 제3 틸트 시퀀스 -> 제2 틸트 시퀀스 -> 제4 틸트 시퀀스]의 순서를 가진 소정의 규칙을 반복하여 필터를 틸팅시킬 수도 있다.
상기의 기능을 구현하기 위하여, 틸트부(800)는 틸트 드라이버(820) 및 틸트 액츄에이터(830)를 포함할 수 있으며, 틸트 컨트롤러(810)를 더 포함할 수 있다.
틸트 컨트롤러(810)는 틸트 드라이버(820)의 구동을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 틸트 컨트롤러(810)는 제어 신호를 생성할 수 있는 마이크로 컨트롤러(Micro Controller Unit, MCU)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 틸트 컨트롤러(810)는 생성된 제어 신호를 틸트 드라이버(820)에 입력할 수 있다. 틸트 컨트롤러(810)는 틸트 드라이버(820)와 I2C(Inter-Integrated Circuit) 통신 방식을 통해 제어 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, I2C 통신에서 틸트 컨트롤러(810)는 마스터 모드(master mode)의 디바이스일 수 있고, 틸트 드라이버(820)는 슬레이브 모드(slave mode)의 디바이스일 수 있다. 마스터 모드의 틸트 컨트롤러(810)는 슬레이브 모드의 틸트 드라이버(820)에 제어 신호를 전송할 수 있다. 이를 위해, 틸트 컨트롤러(810)는 시리얼 클럭(serial clock, SCL) 통신 라인 및 시리얼 데이터(serial data, SDA) 통신 라인 각각과 연결될 수 있다. 틸트 컨트롤러(810)가 I2C 방식을 통해 틸트 드라이버(820)와 통신하는 것은 일례로서 이에 한정되지 않는다.
틸트 컨트롤러(810)는 제어 신호를 통해 틸트 드라이버(820)의 온/오프를 제어할 수 있다. 즉, 제어 신호는 틸트 드라이버(820)의 작동 시작 및 작동 중지를 제어할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 틸트 컨트롤러(810)는 제어 신호를 통해 틸트 드라이버(820)의 출력 신호의 전압 레벨을 제어할 수 있다. 즉, 제어 신호는 틸트 드라이버(820)의 출력 신호의 전압 크기를 제어할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 틸트 컨트롤러(810)는 제어 신호를 통해 딜레이 시간을 제어할 수 있다. 즉, 제어 신호는 딜레이 시간에 대한 제어 정보를 포함할 수 있다. 여기서 딜레이 시간이란 트리거 신호의 특정 파형이 발생한 시점에서 출력 신호의 특정 파형이 발생하는 시점 사이의 간격을 의미할 수 있다. 틸트 컨트롤러(810)는 제어 신호를 통해 프레임 시간을 제어할 수 있다. 즉, 제어 신호는 프레임 시간에 대한 제어 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 프레임 시간이란 카메라 장치가 1장의 이미지 프레임을 생성하는데 걸리는 시간을 의미할 수 있으며, 트리거 신호에서 특정 파형이 발생하는 주기일 수 있다.
한편, 틸트 컨트롤러(810)는 도 23의 (a)와 같이 카메라 모듈 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈이 이동 단말에 설치된 경우, 틸트 컨트롤러(810)는 이동 단말에 배치될 수 있다. 이 경우, 카메라 모듈에 포함된 틸트부(800)는 틸트 드라이버(820)와 틸트 액츄에이터(830)를 포함하여 구성될 수 있다. 다른 실시예로 틸트 컨트롤러(810)는 도 23의 (b)와 같이 틸트부(800)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 틸트 컨트롤러(810)는 카메라 모듈의 일 공간에 배치될 수 있다. 이 경우, 카메라 모듈에 포함된 틸트부(800)는 틸트 드라이버(820), 틸트 액츄에이터(830) 및 틸트 컨트롤러(810)를 포함하여 구성될 수 있다.
틸트 드라이버(820)는 센서로부터 입력받은 트리거 신호에 기초하여 센서의 노출 주기와 동기화 된 출력 신호를 생성할 수 있다.
틸트 드라이버(820)는 카메라 모듈로부터 전압을 입력 받을 수 있다. 틸트 드라이버(820)는 카메라 모듈로부터 공급되는 전압으로부터 분기된 제1 전압 및 제2 전압을 입력받을 수 있다. 틸트부(800)는 카메라 모듈의 전원에서 입력된 전압을 제1 전압 및 제2 전압으로 분기하기 위하여 인덕터(inductor)를 더 포함할 수 있다. 분기된 제1 전압 및 제2 전압은 각각 틸트 드라이버(820)에 입력될 수 있다. 제1 전압은 틸팅 틸트 드라이버(820)의 구동에 이용되는 전압일 수 있고, 제2 전압은 틸트 액츄에이터(830)의 구동에 이용되는 전압일 수 있다. 제1 전압과 제2 전압은 동일한 전압 크기를 가질 수 있으며, 3.3[V] 크기의 직류 전압일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 틸트 드라이버(820)는 제1 전압을 입력받는 제1 전원 입력 단자와 제2 전압을 입력받는 제2 전원 입력 단자를 포함할 수 있다.
틸트 드라이버(820)는 트리거 신호(trigger signal)를 입력 받을 수 있다. 트리거 신호는 센서, 즉 이미지 센서로부터 출력될 수 있다. 트리거 신호는 일정 주기의 구형파 신호일 수 있다. 틸트 드라이버(820)는 틸트 액츄에이터(830)의 구동 주기와 센서의 구동 주기를 동기화하는데 트리거 신호를 이용할 수 있다. 틸트 드라이버(820)는 트리거 신호를 입력받는 단자를 포함할 수 있다.
틸트 드라이버(820)는 틸트 컨트롤러(810)로부터 제어 신호를 입력받을 수 있다. 틸트 드라이버(820)는 틸트 드라이버(820)와 통신 연결을 위한 통신 연결 단자를 포함할 수 있다. I2C 통신 방식을 이용할 경우, 통신 연결 단자는 2개의 단자로 구성될 수 있다.
틸트 드라이버(820)는 카메라 모듈로부터 입력 받은 전압 및 트리거 신호, 그리고 틸트 컨트롤러(810)로부터 입력받은 제어 신호에 기초하여 출력 신호를 생성한다. 출력 신호 생성에 대한 구체적인 설명은 아래에서 도면을 통해 살펴보도록 한다.
틸트 드라이버(820)는 출력 신호를 틸트 액츄에이터(830)로 출력할 수 있다. 출력 신호는 2채널로 구성된 신호로서, 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 포함할 수 있다. 따라서, 틸트 드라이버(820)는 제1 출력 신호를 출력하기 위한 제1 출력 단자와 제2 출력 신호를 출력하기 위한 출력 단자를 포함할 수 있으며, 각각의 단자는 신호 라인을 통해 틸트 액츄에이터(830)와 연결될 수 있다.
틸트 액츄에이터(830)는 출력 신호를 통해 필터를 대각 방향으로 틸팅시킬 수 있다. 틸트 액츄에이터(830)는 제1 내지 제4 구동부를 포함할 수 있으며, 각 구동부는 하나의 코일 및 하나의 마그네트를 포함할 수 있다. 제1 출력 신호는 제1 구동부 및 제3 구동부에 입력될 수 있다. 상세하게는 제1 출력 신호는 제1 구동부의 제1 코일 및 제3 구동부의 제3 코일에 입력될 수 있다. 제2 출력 신호는 제2 구동부 및 제4 구동부에 입력될 수 있다. 상세하게는 제1 출력 신호는 제2 구동부의 제2 코일 및 제4 구동부의 제4 코일에 입력될 수 있다. 즉, 틸트 액츄에이터(830)는 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 포함하는 출력 신호를 통해 필터(20)를 대각 방향으로 틸팅시킬 수 있다.
도 24은 틸트 액츄에이터를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 24의 (a)는 틸트 액츄에이터(830)의 제1 내지 제4 코일이 기판(500)에 배치된 형태를 나타낸다. 제1 내지 제4 코일은 서로 일정 거리만큼 이격되어 기판(500)에 배치될 수 있다. 기판(500)은 제1 코일과 제2 코일 사이, 제2 코일과 제3 코일 사이, 제3 코일과 제4 코일 사이가 접힐 수 있는 형태로 구현될 수 있다.
제1 내지 제4 코일 중 서로 마주보는 코일은 코일에 흐르는 전류의 방향이 서로 반대가 되는 역평행(antiparallel) 구조로 형성될 수 있다. 즉, 제1 코일 및 제3 코일은 서로 역평행 구조로 형성되고, 제2 코일 및 제4 코일은 서로 역평행 구조로 형성될 수 있다. 제1 코일 및 제3 코일이 서로 역평행 구조를 가지므로, 제1 코일에 흐르는 전류(I1)와 제3 코일에 흐르는 전류(I3)는 서로 역평행 관계를 가질 수 있다(I1=-I3). 제2 코일 및 제4 코일이 서로 역평행 구조를 가지므로, 제2 코일에 흐르는 전류(I2)와 제4 코일에 흐르는 전류(I4)는 서로 역평행 관계를 가질 수 있다(I2=-I4).
도 24의 (b)는 제1 내지 제4 코일이 배치된 기판이 배치되는 인쇄회로기판(4)을 나타낸다. 인쇄회로기판(4)의 수광부가 배치되는 부분에는 틸트 액츄에이터(830)가 탑재되는 패드(pad)가 배치될 수 있다. 패드는 제1 패드 및 제1 패드에 마주보는 위치에 배치되는 제2 패드를 포함할 수 있다.
도 24의 (c)는 도 24의 (a)에 도시된 제1 내지 제4 코일이 배치된 기판이 인쇄회로기판(4)에 결합된 형태를 도시한다. 도 24의 (a)에 도시된 제1 내지 제4 코일이 배치된 기판은 일정한 간격 및 일정한 각도로 접힌 사각형상일 수 있다. 사각형상의 제1 내지 제4 코일이 배치된 기판은 인쇄회로기판(4) 상에 결합될 수 있다. 인쇄회로기판(4)에 배치된 제1 패드 및 제2 패드는 제1 코일 및 제2 코일이 배치된 기판의 부분과 결합될 수 있다. 이때, 기판과 인쇄회로기판(4)은 제1 패드 및 제2 패드 부분을 솔더링(soldering)함으로써 결합될 수 있다. 제1 내지 제4 마그네트는 각각 제1 내지 제4 코일에 대응하여 배치될 수 있다. 제1 코일 및 제3 코일에는 제1 출력 신호(X)가 입력될 수 있다. 제2 코일 및 제4 코일에는 제2 출력 신호(Y)가 입력될 수 있다.
도 25는 틸트부의 구동 시퀀스를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 트리거 신호에 따라 생성된 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 도시한다. 제1 출력 신호는 제1 코일 및 제3 코일에 입력되고, 제2 출력 신호는 제2 코일 및 제4 코일에 입력될 수 있다.
도 25에 도시된 것처럼, 트리거 신호는 일정한 주기로 펄스가 발생하는 구형파 신호일 수 있다. 트리거 신호의 펄스 간격, 즉 펄스 주기는 1개의 영상 프레임 간격일 수 있다. 트리거 신호의 펄스의 상승 에지에서 다음 펄스의 상승 에지까지의 간격이 1개의 영상 프레임 간격일 수 있다. 트리거 신호의 펄스폭은 1개의 영상 프레임 간격보다 작게 설정될 수 있다.
틸트 액츄에이터(830)의 구동 시퀀스가 시작되기 전, 즉 디폴트(default) 상태에서 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호의 전류 레벨은 0 레벨일 수 있다. 여기서 0 레벨은 0 [A]의 전류를 의미할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
틸트 액츄에이터(830)의 구동 시퀀스가 시작되면, 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호는 트리거 신호의 펄스의 하강 에지를 기준으로 설정된 딜레이 시간(Delay T)이 지난 후 전류 레벨이 제어된다. 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호의 전류 레벨은 하나의 프레임 간격마다 제어될 수 있다. 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호는 하나의 프레임 간격마다 하이 레벨의 전류 또는 로우 레벨의 전류를 가지도록 제어될 수 있다. 하이 레벨의 전류은 기준 레벨의 전류보다 큰 전류 값을 가진 상태를 의미할 수 있으며, 로우 레벨의 전류은 기준 레벨의 전류보다 낮은 전류 값을 가진 상태를 의미할 수 있다. 예를 들어, 기준 레벨을 0[A]로 설정한 경우, 하이 레벨은 (+)값을 가지는 전류를 의미할 수 있고, 로우 레벨은 (-)값을 가지는 전류를 의미할 수 있다. 연속된 스텝에서 출력 신호의 전류 레벨이 다를 경우, 전류 레벨을 상승 또는 하강시키기 위한 소정의 시간이 소요될 수 있다.
아래의 표 1은 도 25에 도시된 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 나타낸 표이다.
STEP 제1 출력 신호(X) 제2 출력 신호(Y)
1 (-) (+)
2 (+) (+)
3 (+) (-)
4 (-) (-)
표 1에서 (-)는 로우 레벨의 전류를 의미하고, (+)는 하이 레벨의 전류를 의미한다. STEP 1은 제1 틸트 시퀀스, STEP 2는 제2 틸트 시퀀스, STEP 3은 제3 틸트 시퀀스, STEP 4는 제4 틸트 시퀀스를 의미한다.
틸트 액츄에이터(830)의 구동 시퀀스가 시작되면, 처음 펄스의 하강 에지에서 설정된 딜레이 시간이 지난 후 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호의 전류 레벨이 제어될 수 있다(STEP 1). 제1 출력 신호는 기준 레벨의 전류에서 로우 레벨의 전류로 제어될 수 있다. 제2 출력 신호는 기준 레벨의 전류에서 하이 레벨의 전류로 제어될 수 있다. 즉, STEP 1은 제1 출력 신호가 로우 레벨의 전류를 가지고 제2 출력 신호가 하이 레벨의 전류를 가지도록 제어될 수 있다.
두번째 펄스의 하강 에지에서 설정된 딜레이 시간이 지난 후 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호의 전류 레벨이 제어될 수 있다(STEP 2). 제1 출력 신호는 STEP 1에서 제어된 로우 레벨의 전류에서 하이 레벨의 전류로 제어될 수 있다. 제2 출력 신호는 STEP 1에서 제어된 하이 레벨의 전류를 유지하도록 제어될 수 있다. 즉, STEP 2는 제1 출력 신호가 하이 레벨의 전류를 가지고 제2 출력 신호가 하이 레벨의 전류를 가지도록 제어될 수 있다.
세번째 펄스의 하강 에지에서 설정된 딜레이 시간이 지난 후 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호의 전류 레벨이 제어될 수 있다(STEP 3). 제1 출력 신호는 STEP 2에서 제어된 하이 레벨의 전류를 유지하도록 제어될 수 있다. 제2 출력 신호는 STEP 2에서 제어된 하이 레벨의 전류에서 로우 레벨의 전류로 제어될 수 있다. 즉, STEP 3은 제1 출력 신호가 하이 레벨의 전류를 가지고 제2 출력 신호가 로우 레벨의 전류를 가지도록 제어될 수 있다.
네번째 펄스의 하강 에지에서 설정된 딜레이 시간이 지난 후 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호의 전류 레벨이 제어될 수 있다(STEP 4). 제1 출력 신호는 STEP 3에서 제어된 하이 레벨의 전류에서 로우 레벨의 전류로 제어될 수 있다. 제2 출력 신호는 STEP 3에서 제어된 로우 레벨의 전류를 유지하도록 제어될 수 있다. 즉, STEP 4는 제1 출력 신호가 로우 레벨의 전류를 가지고 제2 출력 신호가 로우 레벨의 전류를 가지도록 제어될 수 있다.
STEP 1 내지 STEP 4는 하나의 사이클로 동작하며, 틸트 액츄에이터(830) 구동 시퀀스가 동작하는 동안 계속 반복될 수 있다.
아래의 표 2는 틸트 액츄에이터(830)의 구동 시퀀스의 다른 일례를 나타낸다.
STEP 제1 출력 신호(X) 제2 출력 신호(Y)
1 (+) (+)
2 (+) (-)
3 (-) (-)
4 (-) (+)
표 2에 나타난 바와 같이, 표 1 및 도 25를 통해 설명한 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호의 STEP별 전류 레벨은 일 실시예에 불과하며 다른 조합으로 설정될 수 있다. 이를 위해 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호의 STEP 별 전류 레벨은 틸트 컨트롤러(810)의 제어 신호에 의해 설정될 수 있다.
도 26 내지 28은 본 발명의 실시예에 따른 광경로 이동 과정을 나타낸다.
우선, 틸트 액츄에이터(830)의 구동 시퀀스가 시작되기 전인 STEP 0(중립 시퀀스)에서, 필터는 틸팅되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 도 27의 (a)는 STEP 0에서 입력광의 광경로를 나타낸다. 도 27에서 점은 입력광을 기준으로 픽셀의 중심을 나타낸 것이다. STEP 0에서는 입력광을 기준으로 하는 픽셀의 중심과 센서를 기준으로 하는 픽셀의 중심이 서로 일치할 수 있다. 즉, 필터를 통과하는 빛의 광경로가 변하지 않음을 의미한다.
틸트 액츄에이터(830)의 구동 시퀀스가 시작되면, 틸트 액츄에이터(830)는 STEP 1에 따라 필터를 틸팅할 수 있다. STEP 1에 따른 틸팅으로 인해, 필터는 기준면을 중심으로 좌측 상단 부분이 상승하고 우측 하단 부분이 하강할 수 있다. 기준면이란 STEP 0에서 필터가 배치된 면을 의미할 수 있다. 상승이란 센서로부터 멀어지는 것을 의미하고 하강이란 센서로 가까워지는 것을 의미할 수 있다. 도 27의 (b)는 STEP 1에서 입력광의 광경로를 나타낸다. STEP 1에 따라 필터가 틸팅되면, 입력광의 광경로는 기준 광경로에서 좌측으로 0.25 픽셀, 상측으로 0.25 픽셀 이동할 수 있다. 그러면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 STEP 1에 따라 이동된 광경로에서 제1 프레임 영상을 획득할 수 있다.
STEP 1에 따른 틸트 액츄에이터(830)의 구동 시퀀스 후, 틸트 액츄에이터(830)는 STEP 2에 따라 필터를 틸팅할 수 있다. STEP 2에 따른 틸팅으로 인해, 필터는 기준면을 중심으로 우측 상단 부분이 상승하고 좌측 하단 부분이 하강할 수 있다. STEP 1에서 상승 또는 하강한 필터의 좌측 상단 부분 및 우측 하단 부분의 모서리는 기준 위치로 이동할 수 있다. 도 27의 (c)는 STEP 2에서 입력광의 광경로를 나타낸다. STEP 2에 따라 필터가 틸팅되면, 입력광의 광경로는 기준 광경로에서 우측으로 0.25 픽셀, 상측으로 0.25 픽셀 이동할 수 있다. STEP 1에서 입력광의 광경로를 기준으로 보면, 입력광의 광경로는 우측으로 0.5 픽셀 이동할 수 있다. 그러면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 STEP 2에 따라 이동된 광경로에서 제2 프레임 영상을 획득할 수 있다.
STEP 2에 따른 틸트 액츄에이터(830)의 구동 시퀀스 후, 틸트 액츄에이터(830)는 STEP 3에 따라 필터를 틸팅할 수 있다. STEP 3에 따른 틸팅으로 인해, 필터는 기준면을 중심으로 좌측 상단 부분이 하강하고 우측 하단 부분이 상승할 수 있다. STEP 2에서 상승 또는 하강한 필터의 우측 상단 부분 및 좌측 하단 부분의 모서리는 기준 위치로 이동할 수 있다. 도 27의 (d)는 STEP 3에서 입력광의 광경로를 나타낸다. STEP 3에 따라 필터가 틸팅되면, 입력광의 광경로는 기준 광경로에서 우측으로 0.25 픽셀, 하측으로 0.25 픽셀 이동할 수 있다. STEP 2에서 입력광의 광경로를 기준으로 보면, 입력광의 광경로는 하측으로 0.5 픽셀 이동할 수 있다. 그러면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 STEP 3에 따라 이동된 광경로에서 제3 프레임 영상을 획득할 수 있다.
STEP 3에 따른 틸트 액츄에이터(830)의 구동 시퀀스 후, 틸트 액츄에이터(830)는 STEP 4에 따라 필터를 틸팅할 수 있다. STEP 4에 따른 틸팅으로 인해, 필터는 기준면을 중심으로 우측 상단 부분이 상승하고 좌측 하단 부분이 하강할 수 있다. STEP 3에서 상승 또는 하강한 필터의 좌측 상단 부분 및 우측 하단 부분의 모서리는 기준 위치로 이동할 수 있다. 도 27의 (e)는 STEP 4에서 입력광의 광경로를 나타낸다. STEP 4에 따라 필터가 틸팅되면, 입력광의 광경로는 기준 광경로에서 좌측으로 0.25 픽셀, 하측으로 0.25 픽셀 이동할 수 있다. STEP 2에서 입력광의 광경로를 기준으로 보면, 입력광의 광경로는 좌측으로 0.5 픽셀 이동할 수 있다. 그러면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 STEP 4에 따라 이동된 광경로에서 제4 프레임 영상을 획득할 수 있다.
틸트 액츄에이터에 대해 마그넷과 코일이 적용된 VCM구조로 설명 하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 하나 또는 둘(상호 계면을 형성하는 전도성 액체 및 비전도성 액체) 이상의 액체의 제어를 통해 광 경로를 제어할 수 있는 액체 렌즈, 박막과 액체를 제어하여 광 경로를 제어하는 광학 부재 등의 가변 렌즈를 통해서도 본 발명을 구현 할 수 있다.
도 29는 SR 영상을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 STEP 1 내지 STEP 4를 통해 생성된 제1 내지 제4 프레임 영상을 이용하여 1개의 고해상 SR 영상을 생성하는 과정을 설명한다. 도 29에서는 설명의 편의상 제1 내지 제4 프레임 영상 각각이 4X4 크기의 프레임 영상, 즉 16 픽셀로 이루워진 영상임을 가정하여 도시한다.
도 29에 나타난 것처럼, 광경로의 이동 방향에 대응하여 4개의 프레임 영상의 픽셀값이 배치되어 하나의 SR 영상이 생성될 수 있다. 즉, 4X4(16픽셀) 크기의 제1 내지 제4 프레임 영상은 8X8(64픽셀) 크기의 하나의 SR 영상이 될 수 있다.
제1 내지 제4 프레임의 좌측 상단의 픽셀을 1번 픽셀, 우측 하단의 픽셀을 16번 픽셀이라고 가정하고, SR 영상의 좌측 상단의 픽셀을 1번 픽셀, 우측 하단의 픽셀을 64번 픽셀이라고 가정하여 픽셀값이 배치되는 과정을 설명하도록 한다.
기준 광경로에서 좌측으로 0.25픽셀 및 상측으로 0.25 픽셀 이동한 제1 프레임 영상의 1번 픽셀은 SR영상의 1번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제1 프레임 영상의 2번 픽셀은 SR영상의 3번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제1 프레임 영상의 3번 픽셀은 SR 영상의 5번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제1 프레임 영상의 4번 픽셀은 SR 영상의 7번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다.
기준 광경로에서 우측으로 0.25픽셀 및 상측으로 0.25 픽셀 이동한 제2 프레임 영상의 1번 픽셀은 SR영상의 2번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제2 프레임 영상의 2번 픽셀은 SR영상의 4번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제2 프레임 영상의 3번 픽셀은 SR 영상의 6번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제2 프레임 영상의 4번 픽셀은 SR 영상의 8번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다.
기준 광경로에서 우측으로 0.25픽셀 및 하측으로 0.25 픽셀 이동한 제3 프레임 영상의 1번 픽셀은 SR영상의 9번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제3 프레임 영상의 2번 픽셀은 SR영상의 11번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제3 프레임 영상의 3번 픽셀은 SR 영상의 13번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제3 프레임 영상의 4번 픽셀은 SR 영상의 15번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다.
기준 광경로에서 좌측으로 0.25픽셀 및 하측으로 0.25 픽셀 이동한 제4 프레임 영상의 1번 픽셀은 SR영상의 10번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제4 프레임 영상의 2번 픽셀은 SR영상의 12번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제4 프레임 영상의 3번 픽셀은 SR 영상의 14번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다. 제4 프레임 영상의 4번 픽셀은 SR 영상의 16번 픽셀의 값으로 배치될 수 있다.
위와 같이 제1 내지 제4 프레임 영상의 픽셀값이 배치되어 하나의 SR 영상이 생성될 수 있다. 즉, 4개의 영상을 통해 1개의 영상을 획득하게 된다. 따라서, 100FPS의 영상의 경우 25FPS의 SR영상이 될 수 있다.
한편, 이미지 합성부는SR 영상의 최외곽 픽셀, 즉 도 29에서 음영이 표시된 픽셀값을 제거하여 SR영상을 보정할 수 있다. SR 영상의 최외곽에 배치된 픽셀값들은 틸팅 과정에서 촬영하고자 하는 정보와 무관한 데이터가 포함될 수 있다. 이미지 합성부는 촬영하고자 하는 정보와 무관한 데이터를 제거하기 위하여 최외곽 픽셀의 음영을 제거할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (13)

  1. 객체에 광 신호를 출력하는 발광부,
    상기 광 신호를 통과시키는 필터;
    상기 필터 상에 배치되며 상기 객체로부터 상기 광 신호를 집광하는 적어도 1 매의 렌즈;
    어레이 형태로 배열된 복수의 픽셀을 포함하며, 상기 렌즈에 의하여 집광된 입력광 신호로부터 전기 신호를 생성하는 센서; 및
    상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 소정의 규칙에 따라 반복하여 이동하도록 상기 필터를 틸팅시키는 틸팅부를 포함하되,
    상기 틸팅부는 상기 필터의 측면을 4방향에서 둘러싸도록 배치되는 제1 내지 제4 구동부를 포함하며, 상기 제1 내지 제4 구동부는 전기 신호에 따라 상기 필터의 모서리를 상하 방향으로 틸팅시키고,
    상기 필터를 통과한 상기 광의 경로는,
    상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 대각 방향 중 어느 하나의 방향으로 이동하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 규칙은,
    상기 필터를 통과한 상기 광의 경로가 서로 상이한 대각 방향으로 이동하는 제1 내지 제4 틸트 시퀀스를 포함하는 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 틸팅부는,
    제1 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 좌측 상단 방향으로 이동하도록 상기 필터를 틸팅시키는 카메라 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 틸팅부는,
    제2 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 우측 상단 방향으로 이동하도록 상기 필터를 틸팅시키는 카메라 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 틸팅부는,
    제3 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 우측 하단 방향으로 이동하도록 상기 필터를 틸팅시키는 카메라 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 틸팅부는,
    제4 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터를 통과한 입력광 신호의 광경로가 상기 필터가 상기 센서에 평행하게 배치된 상태일 때의 상기 광의 경로를 기준으로 상기 센서의 좌측 하단 방향으로 이동하도록 상기 필터를 틸팅시키는 카메라 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 틸팅부는,
    제1 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터의 좌측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 상기 필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 상기 필터의 우측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 상기 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 상기 필터를 틸팅시키는 카메라 모듈.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 틸팅부는,
    제2 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터의 우측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 상기 필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 상기 필터의 좌측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 상기 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 상기 필터를 틸팅시키는 카메라 모듈.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 틸팅부는,
    제3 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터의 우측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 상기 필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 상기 필터의 좌측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 상기 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 상기 필터를 틸팅시키는 카메라 모듈.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 틸팅부는,
    제4 틸트 시퀀스에 따라, 상기 필터의 좌측 하단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 틸팅 전 상기 필터의 면인 기준면과 양의 틸팅각을 이루고, 상기 필터의 우측 상단 꼭짓점과 중심점이 이루는 선분이 상기 기준면과 음의 틸팅각을 이루도록 상기 필터를 틸팅시키는 카메라 모듈.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 입력광 신호의 광경로는,
    상기 기준 광경로를 기준으로 상기 센서의 0픽셀보다 크고 1픽셀보다 작은 단위로 이동되는 카메라 모듈.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 틸팅부는,
    상기 제1 내지 제4 틸트 시퀀스가 순차 배열되는 조합 중 어느 하나의 조합을 반복하여 상기 필터를 틸팅시키는 카메라 모듈.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 틸트 시퀀스에 대응하는 이미지를 합성하여 고해상 이미지를 생성하는 이미지 합성부를 더 포함하는 카메라 모듈.
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