KR20160091212A - Camera module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a camera module.
최근 모바일 기기 내에 카메라 모듈이 장착되고 있다. 카메라 모듈에는 렌즈배럴을 포함하는 렌즈 유닛, 하우징, 액추에이터(actuator), 및 액추에이터를 제어하는 드라이버 IC(Integrated circuit)등이 포함될 수 있다.Recently, camera modules have been installed in mobile devices. The camera module may include a lens unit including a lens barrel, a housing, an actuator, and a driver IC (Integrated circuit) for controlling the actuator.
카메라 모듈은 자동초점기능을 구비한다. 아울러, 카메라 모듈은 손떨림에 따른 해상도 저하현상을 경감시키기 위해 손떨림 보정기능(OIS: Optical Image Stabilization)을 구비하기도 한다.The camera module has an auto focus function. In addition, the camera module is equipped with an optical image stabilization (OIS) function to reduce resolution degradation caused by hand shake.
이와 같은 기능을 갖는 카메라 모듈은 렌즈 유닛이 카메라 모듈의 하우징에 대해 광축 방향 또는 광축에 대해 수직 방향으로 이동할 수 있는 구조를 갖는다.The camera module having such a function has a structure in which the lens unit can move in the direction of the optical axis or the direction perpendicular to the optical axis with respect to the housing of the camera module.
광축 방향 또는 광축에 대해 수직 방향으로 렌즈 유닛을 이동시키기 위한 액츄에이터의 구동시 각 방향에 대한 이동이 독립적으로 구동될 수 있도록 설계하는 것이 중요한 요소이나, 렌즈 유닛이 이동함에 따라 구동 특성의 차이인 무빙 드리프트(Moving drift)가 발생할 수 있다.It is an important factor to design the movement of the actuator in the direction of the optical axis or in the direction perpendicular to the optical axis so that the movement of the actuator in each direction can be independently driven. However, as the lens unit moves, Moving drift may occur.
이러한 무빙 드리프트는 화면의 화질에 영향을 줄 수 있고 화면의 열화를 유발할 수 있으므로, 이를 방지하기 위한 액추에이터 제어 방법이 요구된다.
Such moving drift may affect the image quality of the screen and may cause deterioration of the screen. Therefore, an actuator control method for preventing the drift is required.
참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1이 있다.
For reference, Patent Document 1 is a prior art related to the present invention.
본 발명의 일 실시예는 렌즈 유닛이 이동함에 따라 발생하는 무빙 드리프트를 보상할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
An embodiment of the present invention is to provide a camera module that can compensate for the moving drift that occurs as the lens unit moves.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징 유닛에 장착되는 렌즈 유닛; 상기 렌즈 유닛이 상기 하우징 유닛에 대한 제1방향, 제2방향, 제3방향의 상대운동을 하도록 구동하는 액추에이터 유닛; 및 제1방향의 위치에 따른 제2방향 및 제3방향의 무빙 드리프트 보상량에 기초하여 상기 액추에어터 유닛을 제어하는 액추에이터 제어부를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a lens unit comprising: a lens unit mounted on a housing unit; An actuator unit for driving the lens unit to perform relative movement with respect to the housing unit in a first direction, a second direction and a third direction; And an actuator control unit for controlling the actuator unit based on a moving-drift compensation amount in a second direction and a third direction in accordance with the position in the first direction.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 유닛이 이동함에 따라 발생하는 무빙 드리프트를 보상할 수 있는 효과를 가진다.
The camera module according to an embodiment of the present invention has an effect of compensating for the moving drift caused by the movement of the lens unit.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 블록도 이다.
도 4는 무빙 드리프트를 설명하기 위한 위치 검출 데이터 그래프이다.
도 5는 서보 제어 중인 경우의 위치 검출 데이터 그래프이다.
도 6은 서보 제어 중인 경우의 이동 변위 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무빙 드리프트 보상을 적용한 서보 제어 중인 경우의 이동 변위 그래프이다.1 is an exploded perspective view of a camera module according to an embodiment of the present invention.
2 is an assembled perspective view of a camera module according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
3 is a block diagram illustrating a camera module according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph of position detection data for explaining the moving drift.
5 is a graph of position detection data in the case of servo control.
Fig. 6 is a graph of the displacement in the case of servo control.
FIG. 7 is a graph of a moving displacement during servo control using moving-drift compensation according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment.
또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Further, the suffix "module" and "part" for components used in the present specification are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
Furthermore, terms including ordinals such as first, second, etc. used in this specification can be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a camera module according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하여 일 실시 예에 따른 카메라 모듈을 설명한다.A camera module according to an embodiment will be described with reference to FIG.
카메라 모듈(10)은 하우징 유닛(100), 액추에이터 유닛(200), 렌즈 유닛(300)을 포함할 수 있다. The
하우징 유닛(100)은 하우징(110)과 쉴드 캔(120)을 포함할 수 있다. The
하우징(110)은 성형이 용이한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 하우징(110)에는 하나 이상의 액추에이터 유닛(200)이 장착될 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)의 제1측면에는 제1액추에이터(210)의 일부가 장착되고, 하우징(110)의 제2 내지 제4측면에는 제2액추에이터(220)의 일부가 장착될 수 있다. 하우징(110)은 내부에 렌즈 유닛(300)을 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 하우징(110)의 내부에는 렌즈 유닛(300)이 완전히 또는 부분적으로 수용될 수 있는 수납공간이 형성된다. 하우징(110)은 6면이 개방된 형태일 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)의 저면은 이미지 센서를 위한 직사각형의 구멍이 형성되고, 하우징(110)의 상면은 전술된 렌즈 유닛(300)의 장착을 위한 정사각형의 구멍이 형성될 수 있다. 아울러, 하우징(110)의 제1측면에는 제1액추에이터(210)의 제1코일(212)이 삽입될 수 있는 구멍이 형성되고, 하우징(110)의 제2 내지 제4측면에는 제2액추에이터(220)의 제2코일(222)이 삽입될 수 있는 구멍이 형성될 수 있다.The
쉴드 캔(120)은 하우징(110)의 일 부분을 덮도록 구성된다. 예를 들어, 쉴드 캔(120)은 하우징(110)의 상면 및 4개 측면을 덮도록 구성될 수 있다. 그러나 쉴드 캔(120)의 형태가 전술된 부분을 모두 덮는 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 쉴드 캔(120)은 하우징(110)의 4개 측면만을 덮도록 구성될 수도 있다. 또는, 쉴드 캔(120)은 하우징(110)의 상면 및 4개 측면을 부분적으로 덮도록 구성될 수 있다.The shield can 120 is configured to cover a portion of the
액추에이터 유닛(200)은 렌즈 유닛(300)을 하나 이상의 방향으로 이동시키도록 구성된다. 예를 들어, 액추에이터 유닛(200)은 렌즈 유닛(300)을 광축 방향(Z축 방향 - 제1방향에 대응됨) 및 광축의 수직 방향(X축 방향 및 Y축 방향 - 제 2방향 및 제3방향에 대응됨)으로 이동시키도록 구성된다.The
액추에이터 유닛(200)은 복수로 구성될 수 있다. 일 예로, 액추에이터 유닛(300)은 렌즈 유닛(300)을 Z축 방향(도 1 기준 방향임)으로 이동시키도록 구성되는 제1액추에이터(210), 및 렌즈 유닛(300)을 X축 방향과 Y축 방향(도 1 기준 방향임)으로 이동시키도록 구성되는 제2액추에이터(220)를 포함할 수 있다.The
제1액추에이터(210)는 하우징(110) 및 렌즈 유닛(300)의 제1프레임(310)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 제1액추에이터(210)의 일부는 하우징(110)의 제1측면에 장착되고, 제1액추에이터(210)의 나머지 부분은 제1프레임(310)의 제1측면에 장착될 수 있다. 제1액추에이터(210)는 렌즈 유닛(300)을 광축 방향으로 이동시키기 위한 구성을 포함한다. 일 예로, 제1액추에이터(210)는 제1코일(212), 제1영구자석(214), 제1기판(216), 제1센서(218)를 포함할 수 있다. 제1코일(212) 및 제1센서(218)는 제1기판(216)에 형성된다. 제1기판(216)은 하우징(110)의 제1측면에 장착되고, 제1영구자석(214)은 제1기판(216)과 마주하는 제1프레임(310)의 제1측면에 장착된다.The
이와 같이 구성된 제1액추에이터(210)는 제1코일(212)과 제1영구자석(214) 사이에서 생성되는 자기력의 크기 및 방향을 변화시켜 하우징(110)에 대한 제1프레임(310) 및 렌즈 배럴(340)의 상대적인 이동을 가능케 할 수 있다. 아울러, 이와 같이 구성된 제1액추에이터(210)는 제1센서(218)에 의해 감지되는 자기력선속의 변화를 통해 제1프레임(310)의 위치를 감지할 수 있다.The
제2액추에이터(220)는 하우징(110) 및 렌즈 유닛(300)의 제3프레임(330)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 제2액추에이터(220)의 일 부분은 하우징(110)의 제2 내지 제4측면에 장착되고, 제2액추에이터(220)의 나머지 부분은 제3프레임(330)의 제2 내지 제4측면에 장착될 수 있다. 제2액추에이터(210)는 렌즈 유닛(300))을 광축의 수직 방향으로 이동시키기 위한 구성을 포함한다. 일 예로, 제2액추에이터(220)는 복수의 제2코일(222), 복수의 제2영구자석(224), 제2기판(226), 하나 이상의 제2센서(228)를 포함할 수 있다. 복수의 제2코일(222) 및 하나 이상의 제2센서(228)는 제2기판(226)에 형성된다. 제2기판(226)은 대체로 ㄷ자 형태로 형성되며, 하우징(110)의 제2 내지 제4측면을 둘러싸는 형태로 장착된다. 복수의 제2영구자석(224)은 제2기판(226)과 마주하도록 제3프레임(330)의 제2 내지 제4측면에 각각 장착된다.
The
이와 같이 구성된 제2액추에이터(220)는 복수의 제2코일(222)과 복수의 제2영구자석(224) 사이에서 생성되는 자기력의 크기 및 방향을 변화시켜 제1프레임(310)에 대한 제2프레임(320) 및 제3프레임(330)의 상대적인 이동을 가능케 할 수 있다. 참고로, 렌즈 배럴(340)은 제2프레임(320) 및 제3프레임(330)의 이동에 의해 제2프레임(320) 및 제3프레임(330)과 동일방향으로 이동할 수 있다. 이와 같이 구성된 제2액추에이터(220)는 제2센서(228)에 의해 감지되는 자기력선속의 변화를 통해 제2프레임(320) 및 제3프레임(330)의 위치를 감지할 수 있다.
The
렌즈 유닛(300)은 하우징 유닛(100)에 장착된다. 예를 들어, 렌즈 유닛(300)은 하우징(110)과 쉴드 캔(120)에 형성하는 수납 공간에 적어도 3축 방향으로 이동할 수 있도록 수용된다.The
렌즈 유닛(300)은 복수의 프레임으로 구성된다. 예를 들어, 렌즈 유닛(300)은 제1프레임(310), 제2프레임(320), 제3프레임(330)을 포함한다. The
제1프레임(310)은 하우징(110)에 대한 이동이 가능하도록 구성된다. 일 예로, 제1프레임(310)은 전술된 제1액추에이터(210)에 의해 하우징(110)의 높이 방향(도 1 기준으로 Z축 방향)으로 이동할 수 있다. 제1프레임(310)에는 복수의 안내 홈(312, 314)이 형성된다. 일 예로, 제1프레임(310)의 제1측면에는 광축 방향(도 1 기준으로 Z축 방향)으로 길게 연장되는 제1안내 홈(312)이 형성되고, 제1프레임(310)의 안쪽 바닥면의 4개 모서리에는 광축의 제1수직 방향(도 1 기준으로 Y축 방향)으로 길게 연장되는 제2안내 홈(314)이 각각 형성된다. 제1프레임(310)은 적어도 3개의 측면이 개방된 형태로 제작된다. 예를 들어, 제1프레임(310)의 제2 내지 제4측면은 제3프레임(330)의 제2영구자석(224)과 하우징(110)의 제2코일(222)이 마주할 수 있도록 개방되어 있다.The
제2프레임(320)은 제1프레임(310)에 장착된다. 예를 들어, 제2프레임(320)은 제1프레임(310)의 내부 공간에 장착될 수 있다. 제2프레임(320)은 제1프레임(310)에 대해 광축의 제1수직 방향으로 이동하도록 구성된다. 예를 들어, 제2프레임(320)은 제1프레임(310)의 제2안내 홈(314)을 따라 광축의 제1수직 방향(도 1 기준으로 Y축 방향)으로 이동할 수 있다. 제2프레임(320)에는 복수의 안내 홈(322)이 형성된다. 예를 들어, 제2프레임(320)의 모서리에는 광축의 제2수직 방향(도 1 기준으로 X축 방향)으로 길게 연장되는 4개의 제3안내 홈(322)이 형성된다.The
제3프레임(330)은 제2프레임(320)에 장착된다. 예를 들어, 제3프레임(330)은 제2프레임(320)의 상면에 장착될 수 있다. 제3프레임(330)은 제2프레임(320)에 대해 광축의 제2수직 방향으로 이동하도록 구성된다. 예를 들어, 제3프레임(330)은 제2프레임(320)의 제3안내 홈(322)을 따라 광축의 제2수직 방향(도 1 기준으로 X축 방향)으로 이동할 수 있다. 제3프레임(330)에는 복수의 제2영구자석(224)이 장착된다. 예를 들어, 제3프레임(330)의 제2 내지 제4측면에는 3개의 제3영구자석(224)이 각각 장착될 수 있다.And the
렌즈 유닛(300)은 렌즈 배럴(340)을 포함한다. 예를 들어, 렌즈 유닛(300)은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴(340)을 포함할 수 있다. 렌즈 배럴(340)은 제3프레임(330)에 장착된다. 예를 들어, 렌즈 배럴(340)은 제3프레임(330)에 끼워져 제3프레임(330)과 일체로 움직일 수 있다. 렌즈 배럴(340)은 광축 방향 및 광축의 수직 방향으로 이동하도록 구성된다. 예를 들어, 렌즈 배럴(340)은 제1액추에이터(210)에 의해 광축 방향으로 이동하고, 제2액추에이터(220)에 의해 광축의 수직 방향으로 이동할 수 있다.
The
여기서, 제1프레임(310)의 광축 방향 이동에 따라 제3프레임(330)의 제2영구자석(224) 및 하우징(110)에 장착된 제2기판(226)에 형성된 제2센서(228) 사이의 에어(air)간극이 변화하므로, 상기 제2센서(228)에 의해 감지되는 제2프레임(320) 및 제3프레임(330)의 위치는 제1프레임(310)의 이동에 따라 실제의 제2프레임(320) 및 제3프레임(330)의 위치와 오차가 발생할 수 있다.The
상기 제1프레임(310)의 이동에 따라 제2센서(228)에 의해 감지되는 제2프레임(320) 및 제3프레임(330)의 위치 오차는 상기 렌즈 유닛(300)을 설정된 위치로 유지하기 위해 광축의 수직 방향으로 의도 이상의 이동 변위, 즉 무빙 드리프트를 유발한다.
The positional errors of the
한편, 렌즈 유닛(300)은 덮개 부재(350), 볼 스토퍼(360), 자성체(370)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
덮개 부재(350)는 제1프레임(310)의 내부 공간으로부터 제2프레임(320) 및 제3프레임(330)의 이탈을 방지하도록 구성된다. 예를 들어, 덮개 부재(350)는 제1프레임(310)과 결합하여, 제2프레임(320) 및 제3프레임(330)이 제1프레임(310)의 상방으로 빠져나오는 것을 차단할 수 있다.The
볼 스토퍼(360)는 제1프레임(310)에 장착된다. 예를 들어, 볼 스토퍼(360)는 제1프레임(310)의 제1안내 홈(312)을 가리도록 배치되어, 제1안내 홈(312)에 장착되는 제1볼 부재(410)의 이탈을 차단할 수 있다.The
자성체(370)는 제1프레임(310)에 장착된다. 예를 들어, 자성체(370)는 제1프레임(310)의 제2 내지 제4측면 중 적어도 하나 이상의 측면에 장착되어, 제2액추에이터(220)의 제2코일(222) 및 제2영구자석(224)과 인력을 발생시킬 수 있다. 이와 같이 구성된 자성체(370)는 액추에이터 유닛(200)의 비활성 상태에서 제1프레임(310)에 대한 제2프레임(320) 및 제3프레임(330)의 위치를 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 렌즈 유닛(300)은 자성체(370)와 제2코일(222) 간의 인력에 의해 하우징(110)의 내부에서 일정한 위치로 유지될 수 있다.The
볼 부재(400)는 렌즈 유닛(300)의 이동을 원활케 하도록 구성된다. 예를 들어, 볼 부재(400)는 렌즈 유닛(300)이 광축 방향 및 광축의 수직 방향으로 원활하게 이동하도록 구성된다. 볼 부재(400)는 배치위치에 따라 제1볼 부재(410), 제2볼 부재(420), 제3볼 부재(430)로 구별될 수 있다. 일 예로, 제1볼 부재(410)는 제1프레임(310)의 제1안내 홈(312)에 배치되어, 제1프레임(310)이 광축 방향으로 원활하게 움직이게 할 수 있다. 다른 예로, 제2볼 부재(420)는 제1프레임(310)의 제2안내 홈(314)에 배치되어, 제2프레임(320)이 광축의 제1수직 방향으로 원활하게 움직이게 할 수 있다. 또 다른 예로, 제3볼 부재(430)는 제2프레임(320)의 제3안내 홈(322)에 배치되어, 제3프레임(330)이 광축의 제2수직 방향으로 원활하게 움직이게 할 수 있다. 참고로, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 볼 부재(400)가 배치되는 모든 부위에는 마찰 및 소음저감을 위한 윤활물질이 충전될 수 있다. 예를 들어, 각각의 안내 홈(312, 314, 322)에는 점성 유체가 주입될 수 있다. 점성 유체로는 점성 및 윤활 특성이 우수한 그리스(grease)가 사용될 수 있다.
The
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 결합 사시도이다.2 is an assembled perspective view of a camera module according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
카메라 모듈(10)은 자동초점조절 기능과 손떨림보정 기능을 모두 구비한다. 예를 들어, 렌즈 배럴(340)은 하우징 유닛(100)의 내부에서 광축 방향 및 광축의 수직 방향으로 각각 움직일 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따른 카메라 모듈(10)은 소형화 및 박형화가 용이할 수 있다.The
도 2에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 액추에이터 유닛을 제어하기 위한 액추에이터 제어부를 포함할 수 있다.Although not shown in FIG. 2, the camera module according to an embodiment of the present invention may include an actuator controller for controlling the actuator unit.
상기 액추에이터 제어부는 드라이버 IC(driver integrated circuit)의 일부로서 구현될 수 있고, 카메라 모듈(10)을 포함하는 전자기기에 실장된 어플리케이션 IC(application integrated circuit)에서 지시된 명령에 따라 액추에이터 유닛을 구동하기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다.The actuator control unit may be implemented as a part of a driver integrated circuit (IC), and may be configured to drive an actuator unit according to an instruction from an application IC (integrated circuit) mounted on an electronic device including the
또한, 상기 드라이버 IC는 예를 들어, 마이크로프로세서 등의 하드웨어와 이에 탑재되어 기 정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the driver IC may be implemented by a combination of hardware such as a microprocessor and software programmed to perform the predetermined operation, for example.
상기 하드웨어는 적어도 하나의 프로세싱 유닛 및 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.
The hardware may include at least one processing unit and a memory. The processing unit may include, for example, a central processing unit (CPU), a microprocessor, an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA) . The memory may be a volatile memory (e.g., RAM, etc.), a non-volatile memory (e.g., ROM, flash memory, etc.), or a combination thereof.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 블록도 이다.3 is a block diagram illustrating a camera module according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 하우징 유닛(100, 도 1)에 장착되는 렌즈 유닛(300, 도 1), 액추에이터 유닛(200), 및 액추에이터 제어부(500)를 포함할 수 있다.3, a camera module according to an embodiment of the present invention includes a lens unit 300 (Fig. 1) mounted on a housing unit 100 (Fig. 1), an
상기 액추에이터 유닛(200)은 상기 렌즈 유닛이 상기 하우징 유닛에 대한 제1방향, 제2방향, 및 제3방향의 상대운동을 하도록 구동할 수 있다.The
상기 액추에이터 제어부(500)는 제1방향의 위치에 따른 따른 제2방향 및 제3방향의 무빙 드리프트 보상량에 기초하여 상기 액추에이터 유닛(200)을 제어할 수 있다.The
이를 위해, 상기 액추에이터 제어부(500)는 상기 액추에이터 유닛(200)으로 출력하는 제어 신호를 생성하기 위한 복수의 연산 증폭기를 포함할 수 있다.For this purpose, the
또한, 상기 액추에이터 제어부(500)는 드라이버 IC(driver integrated circuit)의 일부로서 구현될 수 있고, 상기 드라이버 IC는 예를 들어, 마이크로프로세서 등의 하드웨어와 이에 탑재되어 기 정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the
상기 하드웨어는 적어도 하나의 프로세싱 유닛 및 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.The hardware may include at least one processing unit and a memory. The processing unit may include, for example, a central processing unit (CPU), a microprocessor, an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA) . The memory may be a volatile memory (e.g., RAM, etc.), a non-volatile memory (e.g., ROM, flash memory, etc.), or a combination thereof.
또한, 액추에이터 제어부(500)는 오토 포커스 명령(AP_cmd)을 입력받아 제1 제어 신호(ctr1)를 출력하는 제1 제어기(510) 및 손떨림 보정 명령(OIS_cmd)을 입력 받아 제2 제어신호(ctr2)를 출력하는 제2 제어기(520)를 포함할 수 있다.The
무빙 드리프트 보상량은 상기 액추에이터 제어부(500)에 오토 포커스 명령(AP_cmd) 및 손떨림 보정 명령(OIS_cmd)를 출력하는 어플리케이션 IC에 의해 연산될 수 있다.The moving drift compensation amount can be calculated by the application IC that outputs the autofocus command AP_cmd and the shake correction instruction OIS_cmd to the
여기서, 상기 손떨림 보정 명령(OIS_cmd)에는 상기 무빙 드리프트 보상량이 포함될 수 있다.Here, the moving-drift compensation amount may be included in the shake-correction instruction (OIS_cmd).
무빙 드리프트 보상량 연산을 위한 데이터는 액추에이터 유닛 또는 카메라 모듈의 제작 공정에서 측정될 수 있고, 상기 어플리케이션 IC(700)에 제공되기 위해 어플리케이션 IC와 접속된 메모리(800)에 저장될 수 있다.The data for the calculation of the moving drift compensation amount can be measured in the manufacturing process of the actuator unit or the camera module and can be stored in the
일 예로, 메모리의 저장 용량을 감안하여 무빙 드리프트 보상량의 연산을 위한 데이터는 상기 렌즈 유닛의 한정된 개수의 Z축 방향(상기 제1방향에 대응됨)의 위치에 따른 X축 방향 및 Y축 방향(상기 제2방향 및 상기 제3방향에 대응됨)의 이동 변위를 측정한 데이터가 될 수 있다.For example, the data for calculating the moving drift compensation amount in consideration of the storage capacity of the memory is stored in the X-axis direction and the Y-axis direction along the limited number of Z-axis directions (corresponding to the first direction) (Corresponding to the second direction and the third direction).
상기 어플리케이션 IC는 보간(interpolation)으로 구해진 중간값 또는 근사화된 곡선의 수식을 이용하여 산출된 중간값을 사용하여 무빙 드리프트 보정량을 연산할 수 있다.The application IC can calculate a moving drift correction amount using an intermediate value calculated by interpolation or an intermediate value calculated using a formula of an approximated curve.
하기의 표 1은 3개의 카메라 모듈 샘플에 각각에 대한 3개의 렌즈 유닛의 Z축 위치에 따른 X축 방향 및 Y축 방향의 이동 변위의 절대값을 나타낸다.
Table 1 below shows the absolute values of the movement displacements in the X-axis direction and the Y-axis direction according to the Z-axis position of the three lens units for each of the three camera module samples.
앞서 살펴본 바와 같이, 액추에이터 유닛(200)은 제1 제어 신호(ctr1)에 따라 상기 렌즈 유닛을 Z축 방향으로 이동시키도록 구성되는 제1액추에이터(210), 및 상기 제2 제어신호(ctr2)에 따라 상기 렌즈 유닛을 X축 방향과 Y축 방향으로 이동시키도록 구성되는 제2 액추에이터(220)를 포함할 수 있다.
As described above, the
상기 제1 액추에이터(210)는 제1프레임(310, 도 1)의 위치를 감지하는 제1센서(218)를 포함할 수 있고, 상기 제1프레임의 위치를 나타내는 제1 위치 검출 데이터(P1)를 상기 제1 제어기(510)에 피드백하여 전달 할 수 있다.The
또한, 상기 제2 액추에이터(220)는 제2프레임(320, 도 1) 및 제3프레임(330, 도 1)의 위치를 감지하는 제2센서(228)을 포함할 수 있고, 상기 제2프레임 및 제3프레임의 위치를 나타내는 제2 위치 검출 데이터(P2)를 상기 제2 제어기(520)에 피드백하여 전달할 수 있다.
Also, the
한편, 상기 제2 제어기(520)는 손떨림 보정 기능을 위해 각속도 센서(600)가 출력하는 각속도 신호(Xn)를 입력 받을 수 있다.Meanwhile, the
구체적으로, 상기 각속도 센서(600)는 카메라 모듈을 포함하는 전자기기의 흔들림을 검출하는 센서로써 2축 또는 3축 이상의 자이로 센서(Gyro Sensor)가 사용될 수 있으며, 움직임의 각속도를 검출하는 역할을 수행할 수 있다. Specifically, the
상기 제2 제어기(520)는 상기 각속도 신호(Xn) 및 상기 무빙 드리프트의 보정량에 기초하여, 상기 렌즈 유닛(300)을 설정된 위치로 유지하기 위해, 제2액추에이터(220)의 구동을 위한 제2 제어신호(ctr2)를 출력할 수 있다.The
이에 따라, 상기 렌즈 유닛이 이동함에 따라 발생하는 무빙 드리프트를 보상할 수 있다.
Accordingly, it is possible to compensate for the moving drift caused by the movement of the lens unit.
도 4는 무빙 드리프트를 설명하기 위한 위치 검출 데이터 그래프이다.4 is a graph of position detection data for explaining the moving drift.
도 4를 참고하면, 제2 액추에이터(220, 도 3)에 포함된 제2센서(228, 도 3)에 의해 검출된 위치 검출 데이터를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, the position detection data detected by the second sensor 228 (FIG. 3) included in the second actuator 220 (FIG. 3) can be confirmed.
이러한 위치 검출 데이터를 통해 렌즈 유닛(300, 도1)의 광축 방향(도 1을 기준으로 Z축 방향) 이동에 따라 제2센서(228, 도 1)에 의해 감지되는 상기 렌즈 유닛의 광축 방향에 수직한 방향(도 1을 기준으로 X축 방향 및 Y축 방향)의 위치가 다르게 나타남을 알 수 있다.
1) in the optical axis direction of the lens unit sensed by the second sensor 228 (Fig. 1) in accordance with the movement of the lens unit 300 (Fig. 1) along the optical axis direction It can be seen that the positions in the vertical direction (the X-axis direction and the Y-axis direction with reference to FIG. 1) are different.
도 5는 서보 제어 중인 경우의 위치 검출 데이터 그래프이고, 도 6은 서보 제어 중인 경우의 이동 변위 그래프이다.Fig. 5 is a graph of position detection data in the case of servo control, and Fig. 6 is a graph of displacement in the case of servo control.
여기서, 서보(servo) 제어는 광축 방향에 일치하도록 렌즈 유닛(300, 도1)을 광축 방향에 수직한 방향(도 1을 기준으로 X축 방향 및 Y축 방향)으로 이동시키는 제어를 의미한다.Here, the servo control means control for moving the lens unit 300 (Fig. 1) in the direction perpendicular to the optical axis direction (X-axis direction and Y-axis direction with reference to Fig. 1) so as to coincide with the optical axis direction.
도 5를 참고하면, 서보 제어에 의해 X축 방향과 Y축 방향의 위치 검출 데이터는 설정된 값으로 유지되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the position detection data in the X-axis direction and the Y-axis direction are maintained at the set values by the servo control.
도 6을 참고하면, X축 방향과 Z축 방향의 위치를 설정된 값으로 유지하기 위한 상기 렌즈 유닛의 X축 방향 및 Y축 방향의 이동 변위를 확인할 수 있다.6, movement displacements in the X-axis direction and the Y-axis direction of the lens unit for maintaining the positions in the X-axis direction and the Z-axis direction at a predetermined value can be confirmed.
상기 렌즈 유닛이 Z축 방향으로 이동함에 따라 위치 검출 데이터에 오차가 포함된 상태로 피드백되어 X축 방향 및 Y축 방향의 이동 변위(즉, 무빙 드리프트)의 절대값이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
As the lens unit moves in the Z-axis direction, it is confirmed that the absolute value of the movement displacement (i.e., moving drift) in the X-axis direction and the Y-axis direction increases by feeding back the error to the position detection data.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무빙 드리프트 보상을 적용한 서보 제어 중인 경우의 이동 변위 그래프이다.FIG. 7 is a graph of a moving displacement during servo control using moving-drift compensation according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참고하면, 무빙 드리프트가 보상되어 X축 방향의 이동 변위는 10um이내로 나타나고, Y축 방향의 이동 변위는 20um이내로 나타남을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 7, it can be confirmed that the moving drift in the X-axis direction is less than 10 μm and the moving displacement in the Y-axis direction is less than 20 μm.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.
10
카메라 모듈
100
하우징 유닛
110
하우징
120
쉴드 캔
200
액추에이터 유닛
210
제1액추에이터
212
제1코일
214
제1영구자석
216
제1기판
218
제1센서
220
제2액추에이터
222
제2코일
224
제2영구자석
226
제2기판
228
제2센서
300
렌즈 유닛
310
제1프레임
312
제1안내 홈
314
제2안내 홈
320
제2프레임
322
제3안내 홈
330
제3프레임
340
렌즈 배럴
350
덮개 부재
360
볼 스토퍼
370
자성체 또는 요크
410
제1볼 부재
420
제2볼 부재
430
제3볼 부재
500
액추에이터 제어부
510
제1 제어기
520
제2 제어기10 Camera module
100 housing unit
110 housing
120 shield can
200 actuator unit
210 first actuator
212 first coil
214 first permanent magnet
216 first substrate
218 First sensor
220 second actuator
222 second coil
224 Second permanent magnet
226 Second substrate
228 Second sensor
300 lens unit
310 first frame
312 1st guide groove
314 2nd guide groove
320 Second frame
322 Third Guide Home
330 third frame
340 lens barrel
350 lid member
360 ball stopper
370 magnetic substance or yoke
410 first ball member
420 second ball member
430 third ball member
500 actuator control unit
510 first controller
520 second controller
Claims (16)
상기 렌즈 유닛이 상기 하우징 유닛에 대한 제1방향, 제2방향, 제3방향의 상대운동을 하도록 구동하는 액추에이터 유닛; 및
제1방향의 위치에 따른 제2방향 및 제3방향의 무빙 드리프트 보상량에 기초하여 상기 액추에이터 유닛을 제어하는 액추에이터 제어부
를 포함하는 카메라 모듈.
A lens unit mounted on the housing unit;
An actuator unit for driving the lens unit to perform relative movement with respect to the housing unit in a first direction, a second direction and a third direction; And
An actuator control unit for controlling the actuator unit based on a moving-drift compensation amount in a second direction and a third direction in accordance with the position in the first direction,
.
오토 포커스 명령에 따라 상기 제1방향의 상대운동을 제어하는 제1 제어기를 포함하는 카메라 모듈.
2. The apparatus of claim 1, wherein the actuator control unit
And a first controller for controlling the relative motion in the first direction in accordance with an autofocus command.
손떨림 보정 명령에 따라 상기 제2방향 및 제3방향의 상대운동을 제어하는 제2 제어기를 포함하는 카메라 모듈.
2. The apparatus of claim 1, wherein the actuator control unit
And a second controller for controlling the relative motion in the second direction and the third direction in accordance with the shaking motion correction command.
각속도 신호를 입력 받고, 상기 각속도 신호 및 상기 무빙 드리프트량에 기초하여 보정량을 연산하는 카메라 모듈.
4. The apparatus of claim 3, wherein the second controller
And calculates a correction amount based on the angular velocity signal and the moving drift amount.
상기 렌즈 유닛이 상기 하우징 유닛에 대한 제1방향의 상대운동을 하도록 구동하는 제1 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈.
2. The apparatus of claim 1, wherein the actuator unit
And a first actuator for driving the lens unit to make a relative movement with respect to the housing unit in a first direction.
상기 렌즈 유닛의 상기 하우징 유닛에 대한 제1방향의 위치를 감지하는 제1센서를 포함하는 카메라 모듈.
6. The apparatus of claim 5, wherein the first actuator
And a first sensor for sensing a position of the lens unit in the first direction with respect to the housing unit.
상기 렌즈 유닛의 상기 하우징 유닛에 대한 제2방향 및 제3방향의 상대운동을 하도록 구동하는 제2 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈.
2. The apparatus of claim 1, wherein the actuator unit
And a second actuator for driving relative movement of the lens unit in the second direction and the third direction with respect to the housing unit of the lens unit.
상기 렌즈 유닛의 상기 하우징 유닛에 대한 제2방향 및 제3방향의 의 위치를 감지하는 제2센서를 포함하는 카메라 모듈.
8. The apparatus of claim 7, wherein the second actuator
And a second sensor for sensing a position of the lens unit in the second direction and the third direction with respect to the housing unit.
상기 렌즈 유닛이 상기 하우징 유닛에 대한 광축 방향인 제1방향, 광축의 제1수직 방향인 제2방향, 및 광축의 제2수직 방향인 제3방향의 상대운동을 하도록 구동하는 액추에이터 유닛; 및
제1방향의 위치에 대응하는 제2방향 및 제3방향의 무빙 드리프트 보상량에 기초하여 상기 액추에이터 유닛을 제어하는 액추에이터 제어부
를 포함하는 카메라 모듈.
A housing unit in which a hollow portion for housing the lens unit is formed;
An actuator unit for driving the lens unit to perform relative movement in a first direction which is an optical axis direction with respect to the housing unit, a second direction which is a first vertical direction of the optical axis, and a third direction which is a second vertical direction of the optical axis; And
An actuator control unit for controlling the actuator unit based on the moving-drift compensation amount in the second direction and the third direction corresponding to the position in the first direction,
.
오토 포커스 명령에 따라 상기 제1방향의 상대운동을 제어하는 제1 제어기를 포함하는 카메라 모듈.
10. The apparatus according to claim 9, wherein the actuator control unit
And a first controller for controlling the relative motion in the first direction in accordance with an autofocus command.
손떨림 보정 명령에 따라 상기 제2방향 및 제3방향의 상대운동을 제어하는 제2 제어기를 포함하는 카메라 모듈.
10. The apparatus according to claim 9, wherein the actuator control unit
And a second controller for controlling the relative motion in the second direction and the third direction in accordance with the shaking motion correction command.
각속도 신호를 입력 받고, 상기 각속도 신호 및 상기 무빙 드리프트량에 기초하여 보정량을 연산하는 카메라 모듈.
12. The apparatus of claim 11, wherein the second controller
And calculates a correction amount based on the angular velocity signal and the moving drift amount.
상기 렌즈 유닛이 상기 하우징 유닛에 대한 제1방향의 상대운동을 하도록 구동하는 제1 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈.
10. The apparatus of claim 9, wherein the actuator unit
And a first actuator for driving the lens unit to make a relative movement with respect to the housing unit in a first direction.
상기 렌즈 유닛의 상기 하우징 유닛에 대한 제1방향의 위치를 감지하는 제1센서를 포함하는 카메라 모듈.
14. The apparatus of claim 13, wherein the first actuator
And a first sensor for sensing a position of the lens unit in the first direction with respect to the housing unit.
상기 렌즈 유닛의 상기 하우징 유닛에 대한 제2방향 및 제3방향의 상대운동을 하도록 구동하는 제2 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈.
10. The apparatus of claim 9, wherein the actuator unit
And a second actuator for driving relative movement of the lens unit in the second direction and the third direction with respect to the housing unit of the lens unit.
상기 렌즈 유닛의 상기 하우징 유닛에 대한 제2방향 및 제3방향의 의 위치를 감지하는 제2센서를 포함하는 카메라 모듈.16. The apparatus of claim 15, wherein the second actuator
And a second sensor for sensing a position of the lens unit in the second direction and the third direction with respect to the housing unit.
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