KR102637778B1 - 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 동작 방법 - Google Patents

카메라 모듈 및 카메라 모듈의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 동작 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 카메라 모듈은, 둘 이상의 액체를 포함하여 제1 계면을 형성하는 제1 액체렌즈와 적어도 하나 이상의 고체렌즈를 포함하는 제1 렌즈모듈; 둘 이상의 액체를 포함하여 제2 계면을 형성하는 제2 액체렌즈와 적어도 하나 이상의 고체렌즈를 포함하는 제2 렌즈모듈; 및 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈을 구동제어하는 신호를 생성하는 구동부를 포함하고, 구동부로부터 생성되는 동일한 신호를 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈에 전달하며, 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈은 서로 다른 화각을 갖는 카메라 모듈에 관한 것이다.

Description

카메라 모듈 및 카메라 모듈의 동작 방법{CAMERA MODULE AND MOVEMENT METHOD OF CAMERA MODULE}
본 발명은 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 동작 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동부와 두 개의 액체렌즈 사이에 스위칭부를 구비하여, 스위칭부의 스위치를 개방 또는 단락시킴으로써, 하나의 하드웨어로 AF(Auto Focus)와 OIS(Optical Image Stabilization) 기능이 가능한 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 동작 방법에 관한 것이다.
카메라의 기술이 발전하면서, 사용자의 편의성을 향상시켜 주는 다양한 카메라가 개발되고 있다. 예를 들면, 전면 카메라와 후면 카메라가 동시에 작동하여 각각 전면과 후면의 피사체를 촬영한 후, 하나의 이미지로 합성하거나 일반각과 광각으로 각각 촬영된 피사체를 하나의 이미지로 합성하는 듀얼 카메라 기능(dual camera function)등이 각광받고 있다.
그러나, 종래 듀얼 카메라의 경우, 두 개의 카메라를 각각 동작시키기 위해 두 개의 하드웨어가 구비되어 했기 때문에 카메라의 무게를 늘리고, 제작 비용을 상승시키는 문제점이 있었다.
따라서, 하나의 하드웨어로 듀얼 카메라를 동작시킬 수 있는 장치 및 방법의 개발이 시급한 실정이다.
[관련기술문헌]
1. 듀얼 카메라가 장착된 이동통신 단말기(특허출원번호 제10-2004-0058669호)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구동부와 두 개의 카메라 모듈 사이에 스위칭부를 구비하여, 스위칭부의 스위치를 개방 또는 단락시킴으로써, 하나의 하드웨어로 AF와 OIS 기능을 수행할 수 있는 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 구동부와 두 개의 카메라 모듈을 연결하는 스위칭부를 구비하기 때문에 하나의 하드웨어로 듀얼 카메라를 동작시킬 수 있어, 카메라의 부피 및 제작 단가를 줄일 수 있는 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 동작 방법을 제공하는 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 둘 이상의 액체를 포함하여 제1 계면을 형성하는 제1 액체렌즈와 적어도 하나 이상의 고체렌즈를 포함하는 제1 렌즈모듈; 둘 이상의 액체를 포함하여 제2 계면을 형성하는 제2 액체렌즈와 적어도 하나 이상의 고체렌즈를 포함하는 제2 렌즈모듈; 및 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈을 구동제어하는 신호를 생성하는 구동부를 포함하고, 구동부로부터 생성되는 동일한 신호를 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈에 전달하며, 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈은 서로 다른 화각을 갖는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 둘 이상의 액체를 포함하여 제1 계면을 형성하는 제1 액체렌즈와 적어도 하나 이상의 고체렌즈를 포함하는 제1 렌즈모듈; 둘 이상의 액체를 포함하여 제2 계면을 형성하는 제2 액체렌즈와 적어도 하나 이상의 고체렌즈를 포함하는 제2 렌즈모듈; 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈을 구동제어하는 신호를 생성하는 구동부; 및 구동부로부터 생성되는 신호를 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈 중 어느 하나의 액체렌즈에 선택적으로 전달하는 스위칭부를 포함하고, 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈은 서로 다른 화각을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 구동부는, 위치 및 방향을 측정하는 센서 모듈(sensor module); 제1 계면 및 제2 계면이 변하는 것에 의해 손떨림 보정을 수행하는 OIS 컨트롤러(Optical Image Stabilization controler); 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈의 구동을 위한 전압을 출력하는 전압 드라이버(voltage driver); 및 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈과 동기화를 수행하기 위한 클럭(clock) 신호를 생성하는 클럭 모듈(clock module)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구동부로부터 생성되는 동일한 신호를 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈에 전달하는 것은, 구동부 내의 전압 드라이버에서 출력된 동일한 전압 값을 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈에 전달하는 것이고, 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈은 동일한 포커스(focus)를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구동부는, 위치 및 방향을 측정하는 센서 모듈; 제1 계면 및 제2 계면이 변하는 것에 의해 손떨림 보정을 수행하는 OIS 컨트롤러; 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈의 구동을 위한 전압을 출력하는 전압 드라이버; 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈과 동기화를 수행하기 위한 클럭 신호를 생성하는 클럭 모듈; 및 스위칭부에 포함된 두 개의 스위치 중 어느 하나의 스위치를 개방(open) 시키고, 나머지 스위치를 단락(short) 시키는 동작을 설정된 시간동안 반복하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 액체렌즈는, 제1 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 상기 제1 계면의 형상이 조절되고, 제2 액체렌즈는, 제2 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 제1 계면의 형상이 조절되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 동작 방법은, 제1 렌즈모듈에서, 제1 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고 전압을 인가받아 제1 계면의 형상을 조절하는 단계; 제2 렌즈모듈에서, 제2 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고 전압을 인가받아 제2 계면의 형상을 조절하는 단계; 구동부에서, 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈의 구동을 제어하는 신호를 생성하는 단계; 및 구동부로부터 생성되는 동일한 신호를 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈에 전달하는 단계를 포함하되, 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈은 서로 다른 화각을 갖는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 동작 방법은, 제1 렌즈모듈에서, 제1 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고 전압을 인가받아 제1 계면의 형상을 조절하는 단계; 제2 렌즈모듈에서, 제2 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고 전압을 인가받아 제2 계면의 형상을 조절하는 단계; 구동부에서, 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈의 구동을 제어하는 신호를 생성하는 단계; 스위칭부에서, 구동부로부터 생성되는 신호를 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈 중 어느 하나의 액체렌즈에 선택적으로 전달하는 단계를 포함하되, 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈은 서로 다른 화각을 갖는 것을 특징을 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 구동부에서, 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈의 구동을 제어하는 신호를 생성하는 단계는, 센서 모듈에서, 위치 및 방향을 측정하는 단계; OIS 컨트롤러에서, 제1 계면 및 제2 계면이 변하는 것에 의해 손떨림 보정을 수행하는 단계; 전압 드라이버에서, 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈의 구동을 위한 전압을 출력하는 단계; 및 클럭 모듈에서, 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈과 동기화를 수행하기 위한 클럭 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구동부로부터 생성되는 동일한 신호를 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈에 전달하는 것은, 구동부 내의 전압 드라이버에서 출력된 동일한 전압 값을 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈에 전달하는 것이고, 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈은 동일한 포커스를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 구동부에서, 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈의 구동을 제어하는 신호를 생성하는 단계는, 센서 모듈에서, 위치 및 방향을 측정하는 단계; OIS 컨트롤러에서, 제1 계면 및 제2 계면이 변하는 것에 의해 손떨림 보정을 수행하는 단계; 전압 드라이버에서, 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈의 구동을 위한 전압을 출력하는 단계; 클럭 모듈에서, 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈과 동기화를 수행하기 위한 클럭 신호를 생성하는 단계; 및 컨트롤러에서, 스위칭부에 포함된 두 개의 스위치 중 어느 하나의 스위치를 개방시키고, 나머지 스위치를 단락시키는 동작을 설정된 시간동안 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 액체렌즈는, 제1 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 제1 계면의 형상이 조절되고, 제2 액체렌즈는, 제2 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 제1 계면의 형상이 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 구동부와 두 개의 카메라 모듈 사이에 스위칭부를 구비하여, 스위칭부의 스위치를 개방 또는 단락시킴으로써, 하나의 하드웨어로 AF와 OIS 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구동부와 두 개의 카메라 모듈을 연결하는 스위칭부의 스위치를 스위칭하여 하나의 하드웨어로 듀얼 카메라를 동작시킬 수 있어, 카메라의 부피 및 제작 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈을 구성을 도시한 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액체렌즈의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭부에 포함된 스위치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제1 동작 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제2 동작 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 펌웨어 (firmware), 소프트웨어 (software), 또는 하드웨어 (hardware) 로 구성된, 알고리즘 또는 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 알고리즘 또는 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 디지털 신호 처리 디바이스 (Digital Signal Processing Device) 의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 알고리즘 또는 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈을 구성을 도시한 블록도이다. 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 제1 렌즈모듈(110), 제2 렌즈모듈(120), 구동부(130) 및 스위칭부(140)를 포함한다.
제1 렌즈모듈(110) 및 제2 렌즈모듈(120)은 줌렌즈(zoom lens) 및 듀얼렌즈(dual lens) 중 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 또한, 제1 렌즈모듈(110) 및 제2 렌즈모듈(120)은 둘 이상의 액체를 포함하여 제1 계면을 형성하는 제1 액체렌즈와 하나 이상의 고체렌즈를 포함한다. 여기서, 제1 액체렌즈는 제1 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압 드라이버(133)로부터 제1 액체렌즈의 구동을 위한 출력된 전압을 스위칭부(140)로부터 전달받을 수 있다. 또한, 제2 액체렌즈는 제2 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압 드라이버(133)로부터 제2 액체렌즈의 구동을 위한 출력된 전압을 스위칭부(140)로부터 전달받을 수 있다. 이하, 렌즈모듈(110, 120)에 대한 구체적인 설명은 도 2를 통하여 상세히 설명하도록 하겠다.
구동부(130)는 센서 모듈(sensor module, 131), OIS 컨트롤러(Optical Image Stabilization controler, 132), 전압 드라이버(voltage driver, 133), 컨트롤러(134) 및 클럭 모듈(clock module)을 포함한다.
센서 모듈(131)은 카메라 모듈(100)의 위치 및 방향 등을 측정하는 센서로, 예를 들면, 자이로 센서(Gyroscope sensor) 및 가속도 센서(accelerometer) 등 카메라 모듈(100)의 위치 및 방향 등을 측정하는 센서는 모두 포함될 수 있다.
OIS 컨트롤러(132)는 제1 계면 및 제2 계면이 변하는 것에 의해 손떨림 보정 기능을 수행한다.
전압 드라이버(133)는 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈의 구동을 위한 전압을 출력한다. 예를 들면, 전압 드라이버(133)는 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈의 구동을 위해서 0V(Voltage) 내지 75V의 전압을 출력할 수 있다.
컨트롤러(134)는 스위칭부(140)에 포함된 두 개의 스위치 모두를 단락시키는 명령을 스위칭부(140)로 전달하거나 스위칭부(140)에 포함된 두 개의 스위치 중 어느 하나의 스위치를 개방(open)시키고, 나머지 하나의 스위치를 단락(short)시키는 명령을 스위칭부(140)로 전달한다.
예를 들면, 컨트롤러(134)는 스위칭부(140)에 포함된 두 개의 스위치 중 제1 스위치를 일정 시간(예를 들면, 3초동안) 동안 단락시키도록 하는 명령 및 제2 스위치를 일정 시간(예를 들면, 3초동안) 개방시도록 하는 명령을 스위칭부(140)에 전달할 수 있다. 이후, 일정 시간이 경과하면, 컨트롤러(134)는 스위칭부(140)에 포함된 두 개의 스위치 중 제2 스위치를 일정 시간(예를 들면, 3초동안) 동안 단락시키도록 하는 명령 및 제1 스위치를 일정 시간(예를 들면, 3초동안) 개방시도록 하는 명령을 스위칭부(140)에 전달할 수 있다.
클럭 모듈(135)은 구동부(130)와 두 개의 렌즈모듈(제1 렌즈모듈(110) 및 제2 렌즈모듈(120))의 동기화를 수행하기 위해 클럭 신호를 생성한다. 예를 들면, 클럭 모듈(135)은 디지털 값인 임의의 값을 구동부(130)와 제1 렌즈모듈(110)의 동기화를 수행하기 위해 클럭 신호를 생성한 후, 디지털 값인 임의의 값을 구동부(130)와 제2 렌즈모듈(120)의 동기화를 수행하기 위해 클럭 신호를 생성할 수 있다.
스위칭부(140)는 하나 또는 두 개 이상의 스위치를 포함하며, 구동부(130)로부터 생성되는 동일한 신호를 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈에 전달한다. 여기서, 동일한 신호란 구동부(130) 내의 전압 드라이버(133)에서 출력된 동일한 전압 값으로 정의된다. 예를 들면, 스위칭부(140)는 전압 드라이버(133)로부터 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈의 구동의 위해서 0V 내지 75V의 전압을 전달받을 수 있다.
또한, 스위칭부(140)는 구동부(130)로부터 스위칭부(140)에 포함된 두 개의 스위치 중 어느 하나의 스위치를 개방하고, 나머지 하나의 스위치를 단락하도록 하는 명령을 전달받아, 두 개의 스위치를 각각 개방 및 단락시킬 수 있다. 예를 들면, 스위칭부(140)는 컨트롤러(134)로부터 스위칭부(140)에 포함된 두 개의 스위치 중 제1 스위치를 일정시간 동안 단락시키도록 하는 명령 및 제2 스위치를 일정시간 동안 개방하도록 하는 명령을 전달받아, 제1 스위치를 일정시간 동안 단락하고, 제2 스위치를 일정시간 동안 개방하도록 할 수 있다. 이후, 스위칭부(140)는 컨트롤러(134)로부터 스위칭부(140)에 포함된 두 개의 스위치 중 제2 스위치를 일정시간 동안 단락하도록 하는 명령 및 제1 스위치를 일정시간 동안 개방하도록 하는 명령을 스위칭부(140)에 전달할 수 있다.
또한, 스위칭부(140)는 클럭 모듈(135)로부터 구동부(130)와 두 개의 렌즈모듈(제1 렌즈모듈(110) 및 제2 렌즈모듈(120))의 동기화를 수행하기 위한 클럭 신호를 전달받아, 두 개의 렌즈모듈로 순차적으로 전달한다. 예를 들면, 스위칭부(140)는 클럭 모듈(135)로부터 구동부(130)와 제1 렌즈모듈(110)의 동기화를 수행하기 위한 디지털 값인 임의의 값을 전달받아, 전달받은 디지털 값인 임의의 값을 제1 렌즈모듈(110)로 전달할 수 있다. 이후, 스위칭부(140)는 클럭 모듈(135)로부터 구동부(130)와 제1 렌즈모듈(110)의 동기화를 수행하기 위한 디지털 값인 임의의 값을 전달받아, 전달받은 디지털 값인 임의의 값을 제1 렌즈모듈(110)로 전달할 수 있다.
이하에서는, 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 동작 방법을 구체적으로 설명하기 위해, 도 1을 함께 참조한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액체렌즈의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈모듈(110) 및 제2 렌즈모듈(120)은 제1 렌즈부(111), 경사부(112), 커버부재(113), 렌즈 홀더(114), 액체 렌즈(115), 제2 렌즈부(116) 및 적외선 필터(117)를 포함한다.
제1 렌즈부(111)는 하나 이상의 고체렌즈를 포함할 수 있다. 제1 렌즈부(111)의 렌즈들은 적층형태로 위치할 수 있다. 제1 렌즈부(111)의 최하측 렌즈의 밑면에는 외측 둘레를 따라 경사부(112)가 위치할 수 있다. 이 경우, 경사부(310)는 렌즈 홀더(114)의 내측으로 내리막경사지게 형성될 수 있다. 최하측 렌즈의 밑면의 외측 둘레가 각져 있는 경우, 액체 렌즈(115)의 삽입시 상부플레이트와 마찰이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 경사부(112)가 필요하다.
액체 렌즈(115)는 전도성 액체와 비전도성 액체의 계면의 곡률을 제어하여 AF기능과 OIS기능을 수행하는 렌즈이다. 전도성 액체와 비전도성 액체가 수용되고, 전극과 절연체가 적층되어 전극에 전압을 인가하면, 인가된 전압의 세기에 따라 전도성 액체와 절연체로 코팅된 캐비티의 내측면의 접촉각이 변화하는 전기습윤(electrowetting) 현상이 발생한다.
도 2b를 참고하여, 전기습윤(electro wetting) 현상을 좀 더 자세하게 설명한다. 전기적으로 절연된 절연막(14)의 윗면에 전도성 액적(40)을 떨어뜨리면 도 1에 실선으로 나타난 구형을 이루게 된다. 절연막(14) 밑의 제1전극(13)과 전도성 액적(40) 사이의 제2전극(15)에 전압을 인가하면 도 1에 점선으로 나타난 것처럼 전도성 액적(40)과 절연막(14)의 윗면의 접촉각이 변화하는 전기습윤 현상이 일어난다. 나아가 전압이 인가되는 위치를 변경하면 전기습윤 현상이 발생하는 위치가 변경된다. 상술한 전기습윤 현상에 의해, 액체 렌즈(400)에서는 전도성 액체와 비전도성 액체의 계면의 곡률이 변화하고, 이러한 곡률의 변화가 제어되어 AF기능 및 OIS기능이 수행될 수 있다.
제2 렌즈부(116)는 하나 이상의 고체렌즈를 포함할 수 있다. 제2 렌즈부(116)의 렌즈들은 적층형태로 위치할 수 있다. 제2 렌즈부(116)의 렌즈들은, 렌즈의 상부는 제2 렌즈 수용홀 단턱이나 오링에 접하여 하부는 하부 렌즈나 오링에 지지되어 고정될 수 있다. 제2 렌즈부(116)의 최상측 렌즈의 상부는 액체 렌즈(115)의 하부플레이트의 아랫면에 접하여 고정될 수 있다.
적외선 필터(117)는 이미지 센서에 적외선 영역의 광이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 적외선 필터(117)는 렌즈 모듈과 메인기판 사이에 위치할 수 있다. 적외선 필터(117)는, 필름 재질 또는 글래스 재질로 형성될 수 있다. 적외선 필터(117)는, 촬상면 보호용 커버유리, 커버 글래스와 같은 평판 형상의 광학적 필터에 적외선 차단 코팅 물질이 코팅되어 형성될 수 있다. 적외선 필터(117)는 적외선 차단 필터 또는 적외선 흡수 필터일 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭부에 포함된 스위치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 스위칭부(140)가 전압 드라이버(133)로부터 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈를 구동하기 위해 일정한 전압을 인가받고, 구동부(130)와 렌즈모듈(110, 120)과의 동기화를 위해 클럭 모듈(135)로부터 디지털 신호인 임의의 값을 인가받아 렌즈모듈(110, 120)로 전달하는 것을 가정한다.
스위칭부(140)는 컨트롤러(134)로부터 사전에 정의된 디지털 값을 입력받을 수 있다. 여기서, 사전에 정의된 디지털 값이란 스위칭부(140)에 포함된 스위치를 구동시키기 위한 값으로 정의된다. 예를 들면, 스위칭부(140)에 두 개의 스위치가 구비되어 있고, 사전에 정의된 디지털 값은 "00, 01, 10, 11"인 경우에 대하여 설명해 보겠다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 스위칭부(140)가 컨트롤러(134)로부터 "00"의 디지털 값을 입력받은 경우, 스위칭부(140)는 스위칭부(140)에 구비된 두 개의 스위치 중 상단에 위치한 스위치는 단락시키고, 하단에 위치한 스위치는 개방시킬 수 있다.
또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 스위칭부(140)가 컨트롤러(134)로부터 "01"의 디지털 값을 입력받은 경우, 스위칭부(140)는 스위칭부(140)에 구비된 두 개의 스위치 중 상단에 위치한 스위치는 개방시키고, 하단에 위치한 스위치는 단락시킬 수 있다.
또한, 도 3c에 도시된 바와 같이, 스위칭부(140)가 컨트롤러(134)로부터 "10"의 디지털 값을 입력받은 경우, 스위칭부(140)는 스위칭부(140)에 구비된 상단 및 하단에 위치한 두 개의 스위치를 모두 단락시킬 수 있다.
또한, 도 3d에 도시된 바와 같이, 스위칭부(140)가 컨트롤러(134)로부터 "11"의 디지털 값을 입력받은 경우, 스위칭부(140)는 일정시간 동안 스위칭부(140)에 구비된 두 개의 스위치 중 상단에 위치한 스위치는 단락시키고, 하단에 위치한 스위치는 개방시킬 수 있다. 이후, 스위칭부(140)는 일정시간이 경과하면, 다시 일정시간 동안 상단에 위치한 스위치는 개방시키고, 하단에 위치한 스위치는 단락시킬 수 있다. 즉, 스위칭부(140)는 스위칭부(140)에 구비된 두 개의 스위치를 일정시간 동안 순차적으로 단락과 개방을 반복하는 동작을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제1 동작 순서를 설명하기 위한 순서도이다. 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈모듈(110)은 제1 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 제1 계면의 형상을 조절한다(S410). 구체적으로, 제1 렌즈모듈(110)은 스위칭부(140)를 통하여 구동부(130) 내 전압 드라이버(133)로부터 전압을 인가받아 제1 렌즈모듈(110)에 구비된 제1 액체렌즈의 제1 계면의 형상을 조절한다.
이후, 제2 렌즈모듈(120)은 제2 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 제2 계면의 형상을 조절한다(S420). 구체적으로, 제2 렌즈모듈(120)은 스위칭부(140)를 통하여 구동부(130) 내 전압 드라이버(133)로부터 전압을 인가받아 제2 렌즈모듈(120)에 구비된 제2 액체렌즈의 제2 계면의 형상을 조절한다.
이후, 구동부(130)는 제1 렌즈모듈(110)과 제2 렌즈모듈(120)의 구동을 제어하는 신호를 생성한다(S430). 구체적으로, 전압 드라이버(133)는 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈의 구동을 위한 전압을 출력하고, 컨트롤러(134)는 스위칭부(140)에 포함된 두 개의 스위치 모두를 개방시키는 디지털 신호를 발생하거나 일정시간 동안 두 개의 스위치 중 어느 하나의 스위치는 개방 나머지 스위치는 단락시키는 디지털 신호를 발생하며, 클럭 모듈(135)은 구동부(130)와 두 개의 렌즈모듈(제1 렌즈모듈(110) 및 제2 렌즈모듈(120))의 동기화를 수행하기 위해 클럭 신호를 생성한다.
이후, 스위칭부(140)는 구동부로부터 생성되는 동일한 신호를 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈에 전달한다(S440). 즉, 스위칭부(140)는 구동부(130) 내의 전압 드라이버(133)로부터 출력된 동일한 전압 값을 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈에 전달한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제2 동작 순서를 설명하기 위한 순서도이다. 먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈모듈(110)은 제1 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 제1 계면의 형상을 조절한다(S510). 구체적으로, 제1 렌즈모듈(110)은 스위칭부(140)를 통하여 구동부(130) 내 전압 드라이버(133)로부터 전압을 인가받아 제1 렌즈모듈(110)에 구비된 제1 액체렌즈의 제1 계면의 형상을 조절한다.
이후, 제2 렌즈모듈(120)은 제2 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 제2 계면의 형상을 조절한다(S520). 구체적으로, 제2 렌즈모듈(120)은 스위칭부(140)를 통하여 구동부(130) 내 전압 드라이버(133)로부터 전압을 인가받아 제2 렌즈모듈(120)에 구비된 제2 액체렌즈의 제2 계면의 형상을 조절한다.
이후, 구동부(130)는 제1 렌즈모듈(110)과 제2 렌즈모듈(120)의 구동을 제어하는 신호를 생성한다(S530). 구체적으로, 전압 드라이버(133)는 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈의 구동을 위한 전압을 출력하고, 컨트롤러(134)는 스위칭부(140)에 포함된 두 개의 스위치 모두를 개방시키는 디지털 신호를 발생하거나 일정시간 동안 두 개의 스위치 중 어느 하나의 스위치는 개방 나머지 스위치는 단락시키는 디지털 신호를 발생하며, 클럭 모듈(135)은 구동부(130)와 두 개의 렌즈모듈(제1 렌즈모듈(110) 및 제2 렌즈모듈(120))의 동기화를 수행하기 위해 클럭 신호를 생성한다.
이후, 스위칭부(140)는 구동부로부터 생성되는 신호를 제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈 중 어느 하나의 액체렌즈에 선택적으로 전달한다(S540). 즉, 스위칭부(140)는 구동부(130) 내의 전압 드라이버(133)로부터 출력된 각각 다른 전압 값을 제1 액체렌즈 중 어느 하나의 액체렌즈에 선택적으로 전달한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
13 제1 전극
14 절연막
15 제2 전극
40 전도성 액적
100 카메라 모듈
110 제1 렌즈모듈
111 제1 렌즈부
112 경사부
113 커버 부재
114 렌즈 홀더
115 액체렌즈
116 제2 렌즈부
117 적외선 필터
120 제2 렌즈모듈
130 구동부
131 센서모듈
132 IOS 컨트롤러
133 전압 드라이버
134 컨트롤러
135 클럭모듈
140 스위칭부

Claims (12)

  1. 둘 이상의 액체를 포함하여 제1 계면을 형성하는 제1 액체렌즈와 적어도 하나 이상의 고체렌즈를 포함하는 제1 렌즈모듈;
    둘 이상의 액체를 포함하여 제2 계면을 형성하는 제2 액체렌즈와 적어도 하나 이상의 고체렌즈를 포함하는 제2 렌즈모듈;
    상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈을 구동제어하는 신호를 생성하는 구동부; 및
    상기 구동부로부터 생성되는 신호를 상기 제1 액체렌즈 및 상기 제2 액체렌즈 중 어느 하나의 액체렌즈에 선택적으로 전달하는 스위칭부를 포함하고,
    상기 구동부는,
    위치 및 방향을 측정하는 센서 모듈;
    상기 제1 계면 및 상기 제2 계면이 변하는 것에 의해 손떨림 보정을 수행하는 OIS 컨트롤러;
    상기 제1 액체렌즈 및 상기 제2 액체렌즈의 구동을 위한 전압을 출력하는 전압 드라이버;
    상기 제1 렌즈모듈 및 상기 제2 렌즈모듈과 동기화를 수행하기 위한 클럭 신호를 생성하는 클럭 모듈; 및
    상기 스위칭부에 포함된 두 개의 스위치 중 어느 하나의 스위치를 개방(open) 시키고, 나머지 스위치를 단락(short) 시키는 동작을 설정된 시간동안 반복하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈은 서로 다른 화각을 갖고,
    상기 스위칭부의 반복동작에 따라 상기 하나의 OIS 컨트롤러로 상기 화각이 상이한 상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈의 손떨림 보정을 수행하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈을 이용하여 듀얼 카메라로 동작하는 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 액체렌즈는,
    상기 제1 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 상기 제1 계면의 형상이 조절되고,
    상기 제2 액체렌즈는,
    상기 제2 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 상기 제2 계면의 형상이 조절되는, 카메라 모듈.
  4. 제1 렌즈모듈에서, 제1 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고 전압을 인가받아 상기 제1 계면의 형상을 조절하는 단계;
    제2 렌즈모듈에서, 제2 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고 전압을 인가받아 상기 제2 계면의 형상을 조절하는 단계;
    구동부에서, 상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈의 구동을 제어하는 신호를 생성하는 단계;
    스위칭부에서, 상기 구동부로부터 생성되는 신호를 상기 제1 액체렌즈 및 상기 제2 액체렌즈 중 어느 하나의 액체렌즈에 선택적으로 전달하는 단계를 포함하되,
    상기 구동부에서, 상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈의 구동을 제어하는 신호를 생성하는 단계는,
    센서 모듈에서, 위치 및 방향을 측정하는 단계;
    OIS 컨트롤러에서, 상기 제1 계면 및 상기 제2 계면이 변하는 것에 의해 손떨림 보정을 수행하는 단계;
    전압 드라이버에서, 상기 제1 액체렌즈 및 상기 제2 액체렌즈의 구동을 위한 전압을 출력하는 단계;
    클럭 모듈에서, 상기 제1 렌즈모듈 및 상기 제2 렌즈모듈과 동기화를 수행하기 위한 클럭 신호를 생성하는 단계; 및
    컨트롤러에서, 상기 스위칭부에 포함된 두 개의 스위치 중 어느 하나의 스위치를 개방시키고, 나머지 스위치를 단락시키는 동작을 설정된 시간동안 반복하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈은 서로 다른 화각을 갖고,
    상기 스위칭부의 반복동작에 따라 상기 하나의 OIS 컨트롤러로 상기 화각이 상이한 상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈의 손떨림 보정을 수행하는 카메라 모듈의 동작 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈은 듀얼 카메라로 동작하는 카메라 모듈의 동작 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 액체렌즈는,
    상기 제1 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 상기 제1 계면의 형상이 조절되고,
    상기 제2 액체렌즈는,
    상기 제2 계면을 형성하는 둘 이상의 액체를 포함하고, 전압을 인가받아 상기 제2 계면의 형상이 조절되는, 카메라 모듈의 동작 방법.
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